月球--我們的諾亞方舟
月球方舟將被藏在月球的熔巖管道中。
科學家想把地球上670萬種生物的DNA存放在月球方舟作為備份。
一組科學家提出，隱藏在月球熔巖管內的「月球方舟」可以保存地球上數百萬種物種的精子、卵子和種子。
方舟，或基因庫，將被安全地隱藏在這些30多億年前由熔點雕刻而中空的隧道和洞穴中，它由上方的太陽能電池板供電。據研究人員稱，它將保存地球上所有670萬種已知植物、動物和真菌的低溫保存的遺傳物質，需要至少250次火箭發射才能將這些物質運送到月球。
科學家們相信，這項努力可以保護地球上的野生動物免受自然和人為造成的世界末日事件的影響，如超級火山爆發或核戰爭，並確保它們的基因存活。
在IEEE航空航天會議上展示了他們的月球方舟計劃，由於COVID-19大流行，該會議於今年以視訊連線方式舉行。
「我們和自然之間有很強的相互聯系，」亞利桑那大學空間和陸地機器人探索（SpaceTREx）實驗室負責人、主要作者Jekan Thanga在接受【生活科學】采訪時表示。「我們有責任成為生物多樣性的守護者，並擁有保護它的手段。」
Thanga說，這個雄心勃勃的計畫所需的技術目前還不是全部都已經掌握，但研究人員認為它可以在未來30年內建成是現實可行的。
致命威脅
建造月球方舟的主要動機是為生物多樣性創造一個安全的外太空儲存設施。
「我喜歡用數據做類比，」Thanga說。「這就像把你的照片和檔從你的電腦復制到一個單獨的硬碟上，這樣你就有了一個備份，以防出現任何問題。」
因此，如果某個世界末日事件摧毀了自然或消滅了大多數人類，我們仍有機會「按下重設按鈕」，Thanga說。
在他們的報告中，研究人員列出了以下對地球生物多樣性的潛在致命威脅:超級火山爆發、全球核戰爭、小行星撞擊、流行病、氣候變遷加速、全球太陽風暴和全球幹旱。
「環境和人類文明都非常脆弱，」Thanga說。「可能會發生很多諸如此類災難事件。」
創造基因備份來保護生物多樣性並不是一個新概念。位於挪威北極圈內的斯瓦爾巴全球種子庫保存著來自世界各地的植物物種的基因樣本，並已被用於將某些植物重新引入野外。然而，這個植物種子避難中心仍然有被海平面上升或小行星撞擊摧毀的風險。
研究人員說，只有將基因資訊儲存在太陽系的其他地方，我們才能確保它在地球面臨的致命生存威脅中存活下來。
熔巖管道
月球顯然是外太空方舟的首選，主要原因是:它距離地球只有四天的旅程，這意味著運輸樣本比帶到火星要容易得多。Thanga說，由於軌域的不穩定性，在繞地軌域上建造方舟也不夠安全。
然而，在月球上建造方舟的另一個好處是，它可以安全地隱藏在熔巖管中。這些地表下鏤空的洞穴和隧道是在月球熾熱的嬰兒期形成的，從那時起它們就沒有被碰過。熔巖管可以保護方舟不受隕石撞擊和保護DNA不受放射線傷害。據【生活科學】（Live Science）此前報道，熔巖管也被認為是在月球上建造人類文明的月球城市的絕佳地點。
月球方舟的基本設計是低溫儲存模組隱藏在熔巖管中，由月表上方的太陽能電池板提供動力。（圖片來源:Jekan Thanga）
Thanga說:「除非被流星或核打擊直接擊中，否則方舟應該沒問題。」「可能有多達200個熔巖管適合方舟使用。」
研究人員建議首先使用專門設計的能夠自主探索洞穴和隧道的機器人繪制這些管道的地圖。據Thanga介紹，假想中的SphereX機器人將類似於大型「口袋球」，上半部份為暗金屬灰色，下半部份為青銅色。SphereX機器人將能夠在月球的低重力環境運動自如，並使用相機和雷射雷達（一種利用脈沖雷射來測量距離的遙感方法）測繪管道。
一旦機器人找到合適的熔巖管，施工階段就可以開始了。
建造基地
擬議中的方舟將包括地上和地下兩個主要部份。基因樣本將被保存在熔巖管內的冷凍儲存模組中，這些熔巖管將透過電梯與地表相連。在方舟表面，一個通訊陣列和太陽能電池板將使方舟能夠自主維護，一個氣閘將允許人類訪客進出。
放大的設計圖（無熔巖屋頂）。（圖片來源:Jekan Thanga）
建造方舟將是一個巨大的物流挑戰，但Thanga說，美國國家航空暨太空總署和歐洲航天局（ESA）即將進行的月球任務將為這類建設計畫奠定基礎。
Thanga預測，根據一些「快速、粗略的計算」，將樣本運送到月球將是建造方舟最具挑戰性和最昂貴的方面。
這些計算假設每個物種需要50個樣本才能成功地重新引入這同一個物種。然而，重新引入每個物種實際上可能需要多達500個，這意味著需要更多的火箭，Thanga說。這些計算還不包括運輸建造方舟所需材料的發射。
「建造方舟和運輸樣本將花費數千億美元，」Thanga說。「但對於聯合國這樣的國際合作來說，這沒有任何問題。」
超冷機器人
即便如此，建造月球方舟目前仍有一個方面還無法做到。
為了使樣本能夠低溫保存，它們必須儲存在零下292華氏度到零下321華氏度（零下180攝氏度到零下196攝氏度）之間的極低溫度下。這意味著用人類從冷凍儲存模組中分類和檢索樣本是不切實際的。相反，機器人將不得不做繁重的工作。
但在如此低的溫度下，由於金屬在冰點溫度下熔合在一起，機器人會像冷焊接一樣直接被凍結在地板上。根據研究人員的說法，解決方案是量子懸浮。這個理論解決方案基本上是一個磁力的增壓版本，使用超導材料將物體固定在磁場中。
Thanga說:「你可以把遠處的東西釘在一起，這樣你就可以透過懸浮來移動機器人。」「就好像你知道，它們身上附著著看不見的繩子。」
量子懸浮還不可能實作，但未來其他低溫計畫如長途太空旅行也需要量子懸浮，所以解決如何實作量子懸浮只是時間問題，Thanga說。研究人員表示，30年的時間框架是可能的，但如果人類面臨迫在眉睫的生存危機，可能會更快，Thanga說。
Thanga說:「這是一個真正緊迫性的計畫，需要有很多人有足夠的精力投入在這上面。」「我認為，如果需要，可以在10到15年內實作。」
「我們和自然之間有很強的相互聯系，」亞利桑那大學空間和陸地機器人探索（SpaceTREx）實驗室負責人、主要作者Jekan Thanga在接受【生活科學】采訪時表示。「我們有責任成為生物多樣性的守護者，並擁有保護它的手段。」
Thanga說，這個雄心勃勃的計畫所需的所有技術目前還不存在，但研究人員認為它可以在未來30年內實際建成。
BY: Harry Baker
FY: Tommyzhu （朱濤）
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