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黏菌在真空中能生存吗

2020-10-15云南省临沧市第一中学

发明与创新 2020年34期
关键词:大气压力盒子真空

■云南省临沧市第一中学

黏菌为多头绒泡菌,呈黄色,严格意义上讲,尽管它并不属于动物,也不算真菌,更不是植物,却能像动物一样移动。我校科创中心卫星载荷地面实验室测速结果显示,它的移动速度可达2.13 ~2.21cm/h。

黏菌是一群类似霉菌的生物,广泛分布在世界各地,喜欢温暖、潮湿的环境,能形成具有细胞壁的孢子,但成长史中没有菌丝的出现,而是有一段黏黏的时期,因而得名。黏菌没有大脑、神经、眼睛,虽然只能感知周围的环境,但经常表现出惊人的线路规划能力。那么,这种能力在太空中能否继续发挥呢?

图1 黏菌

一、黏菌在太空家园——“太原”号卫星中的生存环境

“太原”号卫星运行在距地面300 ~1 000km 的高度,它将执行把黏菌送上太空的任务。黏菌能否在太空生存,首先要考虑地球大气问题。

地球大气的气体主要集中在0 ~50km的高度,约占地球大气总量的99.9%,而在高度大于100km 的空间仅占0.000 1%左右。随着高度的增加,大气越来越稀薄,即越来越接近真空。随着大气密度减小,大气压力也随之减小。度量环境真空度的高低一般不用大气密度,而是用大气压力,单位是Pa。大气压力随着高度的增加按指数规律下降。

那么,黏菌在真空环境中能生存吗?

表1 不同高度大气压力的大小

二、真空环境中生存验证试验

我从学校卫星载荷地面实验室取出一块爬满黏菌的纱布,将其放入1 000ml 透明塑料盒再次培养,加入黏菌最喜欢的食物之一——不加糖的燕麦,用喷壶喷水打湿,并把盒子移入真空桶,将盒内环境抽成真空。

地面验证试验表明,在-0.75 ~-1Bar(100×kPa)真空环境中进行培养,黏菌能维持生存,且16 小时9 分钟20 秒内有较明显的移动与聚集,如图3(a)(b)(c)(d)盒子左上侧。

图2 把盒子放入真空桶

图3 黏菌在真空环境中的生存验证

黏菌能在一定程度的真空环境中存活,这让黏菌作为卫星载荷成为可能。为了确保黏菌在太空中生存,我又设计了第二个验证试验。

把黏菌放入1 000ml 透明的塑料培养盒,将盒内环境抽成真空,并用真空食品袋(或加厚铝箔真空食品袋)进行密封包装,24h 后,黏菌依然能存活。所以,可在发射卫星前,把装有黏菌、含有一定量空气的盒子进行密封包装后搭载卫星发射到太空,更能确保黏菌在卫星上的存活率。

图4 对装有黏菌的盒子进行密封处理后的生存试验

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