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现在用的,许多来自于“飞天”的改变

2013-07-01  来源:晶报  【字号:  

  “神十”可上九天,却不能治理雾霾天?人民日报官微发出如此诘问。“神十”发射和归来之际,有一种声音质疑,花费巨资搞载人航天,不如解决好食品安全等民生问题。其实,航天科技许多已转化为民用,每年都有大概一千项从太空项目中发展出来的新技术,被用于日常生活中,给我们的生活带来巨大的改变。

  方便面的发明者来自55年前,一个叫安藤百富的日本破产老板;气垫运动鞋的运用普及,则始于上世纪80年代,一家品牌名为“耐克”的美国公司。这一切的发明,都要从阿波罗登月行动说起。航天技术发明在民间的应用,拉近了普通人与外太空的心理距离。

  首先来讲个数码相机的故事。

  它最早是为阿波罗登月行动而生。被阿波罗12号带上月球的相机镜头为70毫米,单看拍摄性能并没有出众的地方,但它用的是数码技术,而普通胶片机无法适应月球的气候——月球表面白天气温可达121℃,胶卷在气温66℃的时候就卷曲了。之后,日本索尼公司对数码相机进行民用化研究。1989年,美国柯达公司推出了第一台商品化的数码相机。

  从它在宇航员中受欢迎的程度就知道它的诞生非常成功。NASA指挥中心工作人员说,从阿波罗登月现场传回来的照片,“图像好像水晶一样清晰。”

  接着说说太阳镜的来历。

  防刮擦太阳眼镜上的特殊涂层,最早被用来保护宇航员的头盔面罩。作为登月技术衍生品的防划痕镜片,现在已经被广泛应用到眼镜、相机镜头、赛车头盔等等。

  当然,除了洋气的墨镜,主妇们喜爱的煮饭好帮手“不粘锅”,其所用的涂料也来自航天科技。真是既上档次又接地气的典范。

  然后是关乎“人道主义”的

  微波炉。

  在太空中食物不能使用明火,以防引燃其他设备,而微波炉的诞生,正是当初一个想让宇航员在太空也能吃上热乎食物的“人道”选择。当然真正的太空微波炉与民用微波炉还是有很大区别。比如中国神舟系列飞船安装的微波炉,上面有特制的凹格,这是为了防止加热时食物飘浮。

  方便面里的蔬菜包也是沾了宇航员的福气。

  为了让宇航员在太空中补充维生素,美国人发明了脱水蔬菜技术。这项技术会损耗食物中2%的营养成分,但重量马上减轻20%。这一曾经的太空食品,已成为而今全球年销量近千亿包方便面里的“标配”。仅在中国,每一秒钟就有1300人,撕开方便面外包装以及其里的脱水蔬菜调味包,加入这一“最简单的速食之旅”。

  还有拯救不少生命的人造心脏。

  “人造心脏”的发明,源于NASA研制的一种在航天飞机上使用的微型燃料泵。这种燃料泵本身就由NASA与美国一位心脏外科手术专家联合研制。据此技术制造的人造心脏泵,每分钟能泵动5公升血液,且耗电仅10瓦。这颗微型“人造心脏”,也可完全装入儿童患者胸腔。“人造心脏”迄今已经拯救全世界逾200条生命。手术费用接近100万人民币。

  耐克的气垫运动鞋源自航天工程师的建议。

  还是在阿波罗登月计划中,科学家为制造航天服内胆,发明了一种“中空吹塑成型”的技术:先将一团耐压软材料加热软化,然后放置于模具中,往里面吹入高压气体。这个气垫技术最早正是为制造宇航服而生。根据此技术,可以批量生产不同型号的宇航服“零件”,拼出一套满意的航天服——每个套件清扫后可以重复穿,一套宇航服可以穿15年。1977年,航天工程师出身的FrankRudy,向耐克创始人Phil Knight提出,将空气注入耐用而灵活的薄膜中,给鞋子“减震”。这就是后来气垫运动鞋的原型。

  防弹衣最开始是为防陨石的。

  美国杜邦公司在上世纪60年代开发出了凯夫拉尔纤维,使它成为宇航服的组成部分。阿波罗时期的美国宇航服分为6层,凯夫拉尔纤维在第3层。只要迎面低速撞来的陨石直径不超过1米,宇航员就不会被撞死。现在,由凯夫拉尔纤维构成的防弹背心,已经是美国大兵的标志性装备。每件单价从550美元至1200美元不等。

  航天品牌,值得信赖的婴儿营养食品。

  美国母亲对于含有“NASA”配方,添加了膳食补充剂的奶粉都并不陌生。NASA正是在对宇宙食品的研究中,发现了一种海藻添加剂里含有与人乳中相似的脂肪酸,据称这对婴儿的智力和视力发育有关键作用。包含这种营养物质的合成配料,目前已被添入全球逾60个国家的婴儿食品中。据《壹读iRead》

  地球人向火星进发

  地球已经不能阻止人类迈向太空的野心了。不过,太阳系之外仍属绝对的处女地,无论星际旅行计划还是更为遥远的太空移民梦想,最靠谱的是选择火星。“将来海平面再降低100多米,或者上升100多米的话,还有地球可能面临的其他灾难,都会引发人类社会的崩溃,必须得尽早寻找新领地。”科幻作家刘慈欣说。

  为了生存,而不是旅游

  现在单程去火星的路上需要8个多月,长时间的飞行会产生失重、辐射等各种生理问题以及心理问题。不只是送去几个航天员就完了,需要的准备工作太多了。“登火”的生保系统需要足够的规模,地球上也需要对应的科学实验室。所以美国等几个国家公布的“登火”计划,时间点多为2030年前后,我们还要再等十几年。

  关于生命保护系统的实验,1961年一个俄罗斯研究员进行了初级但有趣的尝试,他把自己和8加仑绿藻装在一起。计算表明人和绿藻可以交换二氧化碳和氧气,这个匣子实际上形成一个封闭系统。1972年,苏联实验室建立了能够支撑人类生存的小型生物圈,人在4个小气密室里种植并收获无土栽培的土豆和小麦等作物,这一次人和植物相处的时间达到6个月。

  5年后,美国宇航局发起了持续至今的计划:受控生态生命保障系统。

  火星上机修工很重要

  在第一支探测队伍出发之前,有大量的工作需要完成。“兵马未动,粮草先行,得先发射大型货运飞船,把大型设备和生活设施,比如居住舱、火星车都运去,此外还有水和食物。”中国空间科学学会空间探测专业委员会副主任焦维新说。

  由于火星的低温、低压、辐射、风沙,初期的人类火星活动只能在飞船舱内进行,在这个密闭空间之外的考察就需要驾驶火星车出行。

  第一支先遣队不能只由宇航员组成,除了野外科学家,小组中最重要的成员就是机修工,如果任务出现危机,最可能原因将是关键的机械或电气系统出问题,机修工掌握着所有人的命运,至少需要两名。

  这样,火星基地开始建立,有了据点,人类正式进入了火星改造的多部曲。

  在火星上要大搞生产

  上世纪50年代的美国著名科幻作品《火星三部曲》,描绘了科学家和工程师大举登陆火星,一步步将这个辽阔、荒芜、孤寂的星球改造成生机盎然的伊甸园。

  第一部《红火星》,地球人在火星轨道上设置超大型的反射镜,把光线折射到火星表面溶解冰霜,并深入挖掘释放热能;第二部《绿火星》,属于地球化的中级阶段,植物开始生长,大地渐呈绿色;最后是《蓝火星》,这颗星球生机盎然,出现了蔚蓝的海水与天空,成为一个完美的乌托邦。

  这个改造计划,与中国探月工程首席科学家欧阳自远之后的阐述一致——最早抵达的火星是寒冷、干燥、贫瘠、荒芜的世界,第一步首先是改造表面温度,然后种植被,发展农牧,最后才是各方面都宜居的蓝色星球。

  焦维新认为,初期的火星基地,改造环境应该和粮食生产同时进行,“火星上不够吃的了,打个电话回来,哟,对不起,我得26个月才有发射机会,飞行8个月,如果刚发射不久的话,还得34个月才能送到火星”。

  初期的生产区域可以设在封闭舱内,相当人工温室,可以种作物,养点小兔子、小鸡,而在更远的将来,通过逐渐改造火星冻土层以及作物的适应性,以及电解氧等手段,“不是没有可能在地表种植”。

  在红色星球上住窑洞

  一些作品描绘的火星城市建在阳光充足的地方,城市有着大型的穹顶天幕,把城市包裹在里面。而焦维新认为,可以先建一些窑洞式的,因地制宜,从断层挖进去,冬暖夏凉,还可以屏蔽辐射。

  种树制造氧气,种地生产粮食,而发展到更高阶段的火星基地除了农林牧业,还可以发展土木、化工和工业方面的各种工程学研究。

  火星和地球一样拥有大量天然碳和氢,在塑料产业大有可为。火星基地还需要学习如何生产陶瓷、玻璃、金属等更多为大规模城市化所必备的材料。

  但资源开发利用阶段是建立在地球到火星的运输系统、生命保障系统,以及火星表面的交通工具、电影热控系统、通讯系统、科学实验室等基础之后,“这是遥远的设想,但不是幻想”,焦维新说,他推论的“火星地球化”6阶段至少需要800年。

  据《博客天下》

编辑:梁硕芳