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現在用的,許多來自于“飛天”的改變

2013-07-01  來源:晶報  【字號:  

  “神十”可上九天,卻不能治理霧霾天?人民日報官微發出如此詰問。“神十”發射和歸來之際,有一種聲音質疑,花費巨資搞載人航天,不如解決好食品安全等民生問題。其實,航天科技許多已轉化為民用,每年都有大概一千項從太空項目中發展出來的新技術,被用于日常生活中,給我們的生活帶來巨大的改變。

  方便面的發明者來自55年前,一個叫安藤百富的日本破產老板;氣墊運動鞋的運用普及,則始于上世紀80年代,一家品牌名為“耐克”的美國公司。這一切的發明,都要從阿波羅登月行動說起。航天技術發明在民間的應用,拉近了普通人與外太空的心理距離。

  首先來講個數碼相機的故事。

  它最早是為阿波羅登月行動而生。被阿波羅12號帶上月球的相機鏡頭為70毫米,單看拍攝性能并沒有出眾的地方,但它用的是數碼技術,而普通膠片機無法適應月球的氣候——月球表面白天氣溫可達121℃,膠卷在氣溫66℃的時候就卷曲了。之后,日本索尼公司對數碼相機進行民用化研究。1989年,美國柯達公司推出了第一臺商品化的數碼相機。

  從它在宇航員中受歡迎的程度就知道它的誕生非常成功。NASA指揮中心工作人員說,從阿波羅登月現場傳回來的照片,“圖像好像水晶一樣清晰。”

  接著說說太陽鏡的來歷。

  防刮擦太陽眼鏡上的特殊涂層,最早被用來保護宇航員的頭盔面罩。作為登月技術衍生品的防劃痕鏡片,現在已經被廣泛應用到眼鏡、相機鏡頭、賽車頭盔等等。

  當然,除了洋氣的墨鏡,主婦們喜愛的煮飯好幫手“不粘鍋”,其所用的涂料也來自航天科技。真是既上檔次又接地氣的典范。

  然后是關乎“人道主義”的

  微波爐。

  在太空中食物不能使用明火,以防引燃其他設備,而微波爐的誕生,正是當初一個想讓宇航員在太空也能吃上熱乎食物的“人道”選擇。當然真正的太空微波爐與民用微波爐還是有很大區別。比如中國神舟系列飛船安裝的微波爐,上面有特制的凹格,這是為了防止加熱時食物飄浮。

  方便面里的蔬菜包也是沾了宇航員的福氣。

  為了讓宇航員在太空中補充維生素,美國人發明了脫水蔬菜技術。這項技術會損耗食物中2%的營養成分,但重量馬上減輕20%。這一曾經的太空食品,已成為而今全球年銷量近千億包方便面里的“標配”。僅在中國,每一秒鐘就有1300人,撕開方便面外包裝以及其里的脫水蔬菜調味包,加入這一“最簡單的速食之旅”。

  還有拯救不少生命的人造心臟。

  “人造心臟”的發明,源于NASA研制的一種在航天飛機上使用的微型燃料泵。這種燃料泵本身就由NASA與美國一位心臟外科手術專家聯合研制。據此技術制造的人造心臟泵,每分鐘能泵動5公升血液,且耗電僅10瓦。這顆微型“人造心臟”,也可完全裝入兒童患者胸腔。“人造心臟”迄今已經拯救全世界逾200條生命。手術費用接近100萬人民幣。

  耐克的氣墊運動鞋源自航天工程師的建議。

  還是在阿波羅登月計劃中,科學家為制造航天服內膽,發明了一種“中空吹塑成型”的技術:先將一團耐壓軟材料加熱軟化,然后放置于模具中,往里面吹入高壓氣體。這個氣墊技術最早正是為制造宇航服而生。根據此技術,可以批量生產不同型號的宇航服“零件”,拼出一套滿意的航天服——每個套件清掃后可以重復穿,一套宇航服可以穿15年。1977年,航天工程師出身的FrankRudy,向耐克創始人Phil Knight提出,將空氣注入耐用而靈活的薄膜中,給鞋子“減震”。這就是后來氣墊運動鞋的原型。

  防彈衣最開始是為防隕石的。

  美國杜邦公司在上世紀60年代開發出了凱夫拉爾纖維,使它成為宇航服的組成部分。阿波羅時期的美國宇航服分為6層,凱夫拉爾纖維在第3層。只要迎面低速撞來的隕石直徑不超過1米,宇航員就不會被撞死。現在,由凱夫拉爾纖維構成的防彈背心,已經是美國大兵的標志性裝備。每件單價從550美元至1200美元不等。

  航天品牌,值得信賴的嬰兒營養食品。

  美國母親對于含有“NASA”配方,添加了膳食補充劑的奶粉都并不陌生。NASA正是在對宇宙食品的研究中,發現了一種海藻添加劑里含有與人乳中相似的脂肪酸,據稱這對嬰兒的智力和視力發育有關鍵作用。包含這種營養物質的合成配料,目前已被添入全球逾60個國家的嬰兒食品中。據《壹讀iRead》

  地球人向火星進發

  地球已經不能阻止人類邁向太空的野心了。不過,太陽系之外仍屬絕對的處女地,無論星際旅行計劃還是更為遙遠的太空移民夢想,最靠譜的是選擇火星。“將來海平面再降低100多米,或者上升100多米的話,還有地球可能面臨的其他災難,都會引發人類社會的崩潰,必須得盡早尋找新領地。”科幻作家劉慈欣說。

  為了生存,而不是旅游

  現在單程去火星的路上需要8個多月,長時間的飛行會產生失重、輻射等各種生理問題以及心理問題。不只是送去幾個航天員就完了,需要的準備工作太多了。“登火”的生保系統需要足夠的規模,地球上也需要對應的科學實驗室。所以美國等幾個國家公布的“登火”計劃,時間點多為2030年前后,我們還要再等十幾年。

  關于生命保護系統的實驗,1961年一個俄羅斯研究員進行了初級但有趣的嘗試,他把自己和8加侖綠藻裝在一起。計算表明人和綠藻可以交換二氧化碳和氧氣,這個匣子實際上形成一個封閉系統。1972年,蘇聯實驗室建立了能夠支撐人類生存的小型生物圈,人在4個小氣密室里種植并收獲無土栽培的土豆和小麥等作物,這一次人和植物相處的時間達到6個月。

  5年后,美國宇航局發起了持續至今的計劃:受控生態生命保障系統。

  火星上機修工很重要

  在第一支探測隊伍出發之前,有大量的工作需要完成。“兵馬未動,糧草先行,得先發射大型貨運飛船,把大型設備和生活設施,比如居住艙、火星車都運去,此外還有水和食物。”中國空間科學學會空間探測專業委員會副主任焦維新說。

  由于火星的低溫、低壓、輻射、風沙,初期的人類火星活動只能在飛船艙內進行,在這個密閉空間之外的考察就需要駕駛火星車出行。

  第一支先遣隊不能只由宇航員組成,除了野外科學家,小組中最重要的成員就是機修工,如果任務出現危機,最可能原因將是關鍵的機械或電氣系統出問題,機修工掌握著所有人的命運,至少需要兩名。

  這樣,火星基地開始建立,有了據點,人類正式進入了火星改造的多部曲。

  在火星上要大搞生產

  上世紀50年代的美國著名科幻作品《火星三部曲》,描繪了科學家和工程師大舉登陸火星,一步步將這個遼闊、荒蕪、孤寂的星球改造成生機盎然的伊甸園。

  第一部《紅火星》,地球人在火星軌道上設置超大型的反射鏡,把光線折射到火星表面溶解冰霜,并深入挖掘釋放熱能;第二部《綠火星》,屬于地球化的中級階段,植物開始生長,大地漸呈綠色;最后是《藍火星》,這顆星球生機盎然,出現了蔚藍的海水與天空,成為一個完美的烏托邦。

  這個改造計劃,與中國探月工程首席科學家歐陽自遠之后的闡述一致——最早抵達的火星是寒冷、干燥、貧瘠、荒蕪的世界,第一步首先是改造表面溫度,然后種植被,發展農牧,最后才是各方面都宜居的藍色星球。

  焦維新認為,初期的火星基地,改造環境應該和糧食生產同時進行,“火星上不夠吃的了,打個電話回來,喲,對不起,我得26個月才有發射機會,飛行8個月,如果剛發射不久的話,還得34個月才能送到火星”。

  初期的生產區域可以設在封閉艙內,相當人工溫室,可以種作物,養點小兔子、小雞,而在更遠的將來,通過逐漸改造火星凍土層以及作物的適應性,以及電解氧等手段,“不是沒有可能在地表種植”。

  在紅色星球上住窯洞

  一些作品描繪的火星城市建在陽光充足的地方,城市有著大型的穹頂天幕,把城市包裹在里面。而焦維新認為,可以先建一些窯洞式的,因地制宜,從斷層挖進去,冬暖夏涼,還可以屏蔽輻射。

  種樹制造氧氣,種地生產糧食,而發展到更高階段的火星基地除了農林牧業,還可以發展土木、化工和工業方面的各種工程學研究。

  火星和地球一樣擁有大量天然碳和氫,在塑料產業大有可為。火星基地還需要學習如何生產陶瓷、玻璃、金屬等更多為大規模城市化所必備的材料。

  但資源開發利用階段是建立在地球到火星的運輸系統、生命保障系統,以及火星表面的交通工具、電影熱控系統、通訊系統、科學實驗室等基礎之后,“這是遙遠的設想,但不是幻想”,焦維新說,他推論的“火星地球化”6階段至少需要800年。

  據《博客天下》

編輯:梁碩芳