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現(xiàn)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(fā)出如此詰問?!吧袷卑l(fā)射和歸來之際,有一種聲音質(zhì)疑,花費(fèi)巨資搞載人航天,不如解決好食品安全等民生問題。其實(shí),航天科技許多已轉(zhuǎn)化為民用,每年都有大概一千項從太空項目中發(fā)展出來的新技術(shù),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(fā)明者來自55年前,一個叫安藤百富的日本破產(chǎn)老板;氣墊運(yùn)動鞋的運(yùn)用普及,則始于上世紀(jì)80年代,一家品牌名為“耐克”的美國公司。這一切的發(fā)明,都要從阿波羅登月行動說起。航天技術(shù)發(fā)明在民間的應(yīng)用,拉近了普通人與外太空的心理距離。

  首先來講個數(shù)碼相機(jī)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(jī)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(shù)碼技術(shù),而普通膠片機(jī)無法適應(yīng)月球的氣候——月球表面白天氣溫可達(dá)121℃,膠卷在氣溫66℃的時候就卷曲了。之后,日本索尼公司對數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行民用化研究。1989年,美國柯達(dá)公司推出了第一臺商品化的數(shù)碼相機(jī)。

  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(xiàn)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(hù)宇航員的頭盔面罩。作為登月技術(shù)衍生品的防劃痕鏡片,現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到眼鏡、相機(jī)鏡頭、賽車頭盔等等。

  當(dāng)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(guān)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(shè)備,而微波爐的誕生,正是當(dāng)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(dāng)然真正的太空微波爐與民用微波爐還是有很大區(qū)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(bǔ)充維生素,美國人發(fā)明了脫水蔬菜技術(shù)。這項技術(shù)會損耗食物中2%的營養(yǎng)成分,但重量馬上減輕20%。這一曾經(jīng)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(biāo)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(diào)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(fā)明,源于NASA研制的一種在航天飛機(jī)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(shù)專家聯(lián)合研制。據(jù)此技術(shù)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?!叭嗽煨呐K”迄今已經(jīng)拯救全世界逾200條生命。手術(shù)費(fèi)用接近100萬人民幣。

  耐克的氣墊運(yùn)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(xué)家為制造航天服內(nèi)膽,發(fā)明了一種“中空吹塑成型”的技術(shù):先將一團(tuán)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(shù)最早正是為制造宇航服而生。根據(jù)此技術(shù),可以批量生產(chǎn)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(fù)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(chuàng)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(yùn)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(jì)60年代開發(fā)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?,F(xiàn)在,由凱夫拉爾纖維構(gòu)成的防彈背心,已經(jīng)是美國大兵的標(biāo)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(yǎng)食品。

  美國母親對于含有“NASA”配方,添加了膳食補(bǔ)充劑的奶粉都并不陌生。NASA正是在對宇宙食品的研究中,發(fā)現(xiàn)了一種海藻添加劑里含有與人乳中相似的脂肪酸,據(jù)稱這對嬰兒的智力和視力發(fā)育有關(guān)鍵作用。包含這種營養(yǎng)物質(zhì)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(jù)《壹讀iRead》

  地球人向火星進(jìn)發(fā)

  地球已經(jīng)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(yuǎn)的太空移民夢想,最靠譜的是選擇火星?!皩砗F矫嬖俳档?00多米,或者上升100多米的話,還有地球可能面臨的其他災(zāi)難,都會引發(fā)人類社會的崩潰,必須得盡早尋找新領(lǐng)地?!笨苹米骷覄⒋刃勒f。

  為了生存,而不是旅游

  現(xiàn)在單程去火星的路上需要8個多月,長時間的飛行會產(chǎn)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(zhǔn)備工作太多了?!暗腔稹钡纳O到y(tǒng)需要足夠的規(guī)模,地球上也需要對應(yīng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室。所以美國等幾個國家公布的“登火”計劃,時間點(diǎn)多為2030年前后,我們還要再等十幾年。

  關(guān)于生命保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn),1961年一個俄羅斯研究員進(jìn)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(shí)際上形成一個封閉系統(tǒng)。1972年,蘇聯(lián)實(shí)驗(yàn)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(dá)到6個月。

  5年后,美國宇航局發(fā)起了持續(xù)至今的計劃:受控生態(tài)生命保障系統(tǒng)。

  火星上機(jī)修工很重要

  在第一支探測隊伍出發(fā)之前,有大量的工作需要完成?!氨R未動,糧草先行,得先發(fā)射大型貨運(yùn)飛船,把大型設(shè)備和生活設(shè)施,比如居住艙、火星車都運(yùn)去,此外還有水和食物。”中國空間科學(xué)學(xué)會空間探測專業(yè)委員會副主任焦維新說。

  由于火星的低溫、低壓、輻射、風(fēng)沙,初期的人類火星活動只能在飛船艙內(nèi)進(jìn)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(xué)家,小組中最重要的成員就是機(jī)修工,如果任務(wù)出現(xiàn)危機(jī),最可能原因?qū)⑹顷P(guān)鍵的機(jī)械或電氣系統(tǒng)出問題,機(jī)修工掌握著所有人的命運(yùn),至少需要兩名。

  這樣,火星基地開始建立,有了據(jù)點(diǎn),人類正式進(jìn)入了火星改造的多部曲。

  在火星上要大搞生產(chǎn)

  上世紀(jì)50年代的美國著名科幻作品《火星三部曲》,描繪了科學(xué)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(jī)盎然的伊甸園。

  第一部《紅火星》,地球人在火星軌道上設(shè)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(lán)火星》,這顆星球生機(jī)盎然,出現(xiàn)了蔚藍(lán)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(xué)家歐陽自遠(yuǎn)之后的闡述一致——最早抵達(dá)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(fā)展農(nóng)牧,最后才是各方面都宜居的藍(lán)色星球。

  焦維新認(rèn)為,初期的火星基地,改造環(huán)境應(yīng)該和糧食生產(chǎn)同時進(jìn)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(fā)射機(jī)會,飛行8個月,如果剛發(fā)射不久的話,還得34個月才能送到火星”。

  初期的生產(chǎn)區(qū)域可以設(shè)在封閉艙內(nèi),相當(dāng)人工溫室,可以種作物,養(yǎng)點(diǎn)小兔子、小雞,而在更遠(yuǎn)的將來,通過逐漸改造火星凍土層以及作物的適應(yīng)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(rèn)為,可以先建一些窯洞式的,因地制宜,從斷層挖進(jìn)去,冬暖夏涼,還可以屏蔽輻射。

  種樹制造氧氣,種地生產(chǎn)糧食,而發(fā)展到更高階段的火星基地除了農(nóng)林牧業(yè),還可以發(fā)展土木、化工和工業(yè)方面的各種工程學(xué)研究。

  火星和地球一樣擁有大量天然碳和氫,在塑料產(chǎn)業(yè)大有可為?;鹦腔剡€需要學(xué)習(xí)如何生產(chǎn)陶瓷、玻璃、金屬等更多為大規(guī)模城市化所必備的材料。

  但資源開發(fā)利用階段是建立在地球到火星的運(yùn)輸系統(tǒng)、生命保障系統(tǒng),以及火星表面的交通工具、電影熱控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)室等基礎(chǔ)之后,“這是遙遠(yuǎn)的設(shè)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(jù)《博客天下》

編輯:梁碩芳