蒋鹏飞：嫦娥七号去南极找水，有一道难题必须提前准备

8月19日，《科学进展》（ScienceAdvances）发表了一篇让行星科学家们坐不住的论文。NASA戈达德太空飞行中心，行星科学家PrabalSaxena带领团队，对月球南极的地形和光照做了精细建模，再把实验室测出来的五种微生物耐辐射数据叠上去，算出了这五种微生物在南极各个角落能活多久。算出来的结果令人吃惊，只要进了永久阴影区，五种微生物都能撑过至少一整天，其中最能熬的黑曲霉，在某些区域甚至能活过一周。其中最能熬的是黑曲霉，也就是家里浴室热水器边上，常长的那种黑霉菌，在有阳光照到的区域，冬天时也有15%到30%的面积能让它挺过一天。哪怕到了夏天，这个比例最低也有2%到9%。

在对抗紫外线上，黑曲霉这次甚至赢过了耐放射奇异球菌，后者长期是生物教科书里“极端生命”的标准例子，过去很少有人专门把黑曲霉拉出来和它对标。比完大家才发现，在紫外线照射这个硬指标面前，浴室里这种常见的霉菌比大家熟知的抗辐射典型还要顽强。Saxena在论文里写得很明确：“人类去探索未知，带去的不只是脚印和记忆，还有身上的微生物。这个事实让人不安。”

(图片来源：新华社)

◍月球南极的阴影为什么和赤道完全不同

月球的自转轴倾角只有1.5度，比地球的23.5度小很多，这就决定了月球南极独特的光照条件。在南极，太阳永远贴着地平线打转，光线是平着扫过来的，根本不会从头顶直射。这就导致一座山脊、一个坑沿，就能在背光面拉出几十亿年见不到阳光的阴影区，天文学上叫永久阴影区（PSR）。这些区域温度常年压在零下173摄氏度以下，水冰正是因为这样才冻存了几十亿年没有挥发。月球赤道完全是另一码事，白天温度冲过120摄氏度，夜里跌到零下170多摄氏度，一个月冷热剧烈轮转一次，加上没有大气层阻挡的强紫外线直接暴晒，什么微生物扔上去，几分钟就被杀干净了。

但南极不一样，根据科学家的模型计算表明，就算在向阳区域，山坡背阴处、凸起岩石的侧面阴影里，紫外线强度也会迅速下降，微生物的存活时间跟着成倍拉长。科研团队评估了阿尔忒弥斯三号的三个候选着陆点，每一个候选区里都找出了这类能让微生物活命的地形缝隙。我在这篇论文里注意到了一个细节：航天员踩在月壤上留下的靴印，因为挤压形成的一小块边缘凹槽阴影，就足够给微生物提供藏身之处。

◍微生物死了，麻烦其实也没有解决

可能有人会想，微生物在月面上顶多撑几天，等它彻底死透了，不就安全了吗？可事情没那么简单。

就算是微生物就算死了，细胞壁里的有机分子、蛋白质片段和氨基酸并不会原地消失，它们会直接散落在月壤里。嫦娥七号去南极找水冰，还要对月壤的挥发分和成分做精细分析。探测载荷如果在月壤里测出了一段氨基酸信号，仪器本身无法分辨这到底是几十亿年前月球自带的古老物质，还是前人着陆时带下来的微生物死后留下的分子残余。这种来源上的真伪识别，在仪器分析技术上难度极高，事后几乎无法倒推还原。

不仅是无人探测，后面载人登月也是一样。咱们的航天员到了月球表面的现场，身上的微生物自然就跟着去了。不管航天服出厂前消毒多严格，人体皮肤上每平方厘米天然带菌量就有几万到几十万个，随手带下一撮皮屑，就是数以百万计的生物样本。

(图片来源：新华社)

◍嫦娥七号出发前这道题必须算清楚

从卫星研制和工程落地的角度来看，这篇论文给我们的提醒非常具体，嫦娥七号的科学载荷在南极落地开机的那一刻，我们怎么界定现场采回来的数据，到底是月球的原生环境，还是被自身带过去的微量杂质给污染了。嫦娥七号是无人探测器，出厂前有严格的洁净与污染防控流程，带菌量控制在现行国际行星保护准则的要求范围内，这一点我国一直执行得很严。但这篇论文摆出的新数据证明，即使是达标范围内的极少量漏网菌落，在南极背阴处也完全有条件存活并留下有机残留，很有可能会干扰科学团队的判读。

更大的考验还在后面的载人任务。我国计划在2030年前实现载人登月，落点大概率也会选在南极，毕竟找水是建立长期科研站的前提。人只要踏上月面，带菌问题立刻就从科学假设变成实打实的制约。现行的国际行星保护标准，大多是几十年前针对无人飞船制定的，根本没有考虑过航天员在极区长期活动的情况，很多指标放在今天已经不够用了，但并没有新的。

(图片来源：新华社)

就在9月初举行的深空探测（天都）国际会议上，中国科学院院士、天问三号任务首席科学家侯增谦透露，围绕天问三号火星取样返回任务，我国正在论证建设国际首个“行星保护实验室”，确保火星样品即便携带生命物质，也绝不会污染地球生物圈。行星保护从来都是双向的：天问三号防的是“带回来”，嫦娥七号和未来的载人登月防的是“带过去”。

这些研究，就是要我们要针对月球极区，这些过去没遇到过的新工况，摸索出一套更符合工程实战的防护规范。靴底踩出来的一道细小凹槽，一撮能在低温阴影里熬上一周的普通霉菌，看似不起眼，直接卡着未来整趟任务科学数据的真实性。这道关于生物防污染的这笔细账，在嫦娥七号离开地面之前，必须算得更深、更实，把可能影响科学判读的工程风险尽早压到最低，嫦娥七号原定8月下旬的射窗推迟了，这反而给这道题多留出了验算时间。

可信数据来源：

空天科学学报《嫦娥七号宽谱段红外光谱成像分析仪中长波谱段的定标方法及误差分析》

新华网《嫦娥七号计划近日择机实施发射 器箭组合体完成垂直转运》

光明网《全球400名代表齐聚2026年深空探测（天都）国际会议 共话可持续深空探测》

中国科学院《嫦娥七号飞跃器月壤水冰探测技术》

作者简介：蒋鹏飞，人民一号卫星与星云星座总设计师、高级工程师、科普作家。北京神飞航天应用技术研究院副院长，二十年商业航天一线研发，“蒋院长讲航天”新媒体科普矩阵主理人，著有航天科幻文学《你好人类：逆光行动》，少儿科幻短剧《逆光行动》，航天校内课程《航天梦想家》，在人民日报、大象新闻、抖音、视频号等20个平台开设航天科普栏目，年累计触达受众超1亿人次。

策划：航天知识局　审校：张丽　责编：韩嘉怡