太空中的核爆炸可以在瞬息之間使整個世界上的通信失靈,使衛星和通信係統、電子計算機失效。
有人設想在太空大戰中用核爆炸來反衛星。核爆炸產生的電磁脈衝能破壞幾千千米內衛星上的電子設備,還能幹擾無線電傳輸。但它對“敵方”和“友方”的衛星都起作用,因此不宜輕易使用。
針對美國的“星球大戰”,前蘇聯也不甘拜下風。前蘇聯是世界上第一個發射地球衛星的國家。在航天活動中,前蘇聯創造過許多世界紀錄。前蘇聯的激光武器和粒子束武器的研製費用,據說是美國的好幾倍。許多軍事家認為,在太空軍事技術及星戰武器方麵,前蘇聯的發展水平和潛力足以和美國抗衡。前蘇聯為對付“星球大戰”計劃,曾擬定出許多方案。如設置“天雷”衛星破壞敵太空防禦係統;用地麵強激光攻擊敵太空防禦係統;用特殊手段(如核爆炸)破壞敵太空部署的薄弱環節,使其防不勝防;發射大量誘餌導彈,部署假導彈使敵難於防禦等。前蘇聯科學家認為隻需“星球大戰”計劃費用的百分之幾,就能對付它。因此,“星球大戰”計劃的效果究竟如何,值得進一步研究。
美國“星球大戰”計劃一提出,立即成為國際上爭論的一個熱門話題,並引起了美國國內讚成派和反對派的大論戰。又由於80年代後期,前蘇聯經濟每況愈下,超級大國地位降低,對美國構成的核威脅減小,再加上國際國內許多人反對耗資上萬億美元的“星球大戰”計劃,因此1989年美國又提出了一個“小星球大戰”計劃——“智能卵石”天基防禦係統。
“智能卵石”是一種智能化、小型化的天基武器。它能自動探測數千千米外的彈道導彈,還能自動啟動彈上火箭迎擊目標,並有一套高功能通信設備。這種智能攔截彈總長不到1米,直徑隻有03米,總量不足45千克。由於它小巧如卵石,又具智能,因此被稱為“智能卵石”。用一枚“大力神”火箭可以發射100餘枚“智能卵石”。假如用100枚“智能卵石”能對付1枚核導彈,則對付1000枚核導彈需要10萬枚“智能卵石”,再加上預警、指揮和通信係統,總費用據說隻有幾百億美元,隻有“星球大戰”計劃的百分之幾。“智能卵石”體積小,可大量部署,獨立作戰,可投放多枚誘餌,可部署在太空不同軌道上,又有較強的生存能力。
1991年前蘇聯解體之後,“智能卵石”將如何發展還有待研究。由於“智能卵石”完全可以安裝到核彈頭、作戰衛星、空間站和航天飛機上去,因此它的發展前途還是比較大的。
無論如何,發展外層空間武器,在未來戰場上進行太空大戰,爭奪太空製高點,開辟太空新戰場,已是必然趨勢。
28.太空“賓館”
人類在地球上出差旅遊,可以享受各種星級的賓館服務。賓館是旅遊業的重要一環,賓館也成為現代化城市的一大景觀。在21世紀,人類將迎接太空旅遊時代的到來,到那時,太空賓館必然會應運而生。
實際上,在現今人類征服宇宙的開拓中,空間站便是未來的太空賓館的雛形。
空間站是一種可供多名宇航員來訪、工作和居住的載人航天器。從某種意義上來說,是專供宇航員使用的太空“賓館”。
世界第一個空間站是前蘇聯於1971年送上太空的,它的名字是“禮炮”1號。它由對接艙、軌道艙和服務艙3部分組成。對接艙專與宇宙飛船進行對接,是宇航員進出空間站的必經之路。軌道艙就類似太空“賓館”的客房了,它由兩個直徑各為3米和4米的圓筒組成,艙內保持與地球相同的氣候,是宇航員工作、休息、進餐和睡眠的地方。服務艙則裝有發動機和燃料。“禮炮”空間站重18噸,長約14米,一般在距地球地麵200~250千米的高空軌道上運行。
前蘇聯自1971~1983年共發射7個“禮炮”空間站。宇航員在這裏工作最長的達236天。
1986年前蘇聯發射了第二代空間站“和平”號。它是一種積木式結構,由多個艙段在空間對接後組成。它的對接艙有6個接口,可對接6個科學試驗艙。“和平”號總重達111噸,是太空中的一個龐然大物。
“和平”號已具有永久性空間站的雛形。它原定工作壽命為5年,可現在已運行了12年,盡管在1997年曾連續出現故障,但總是有驚無險。由於它是目前在太空中唯一運行的空間站,故有點奇貨可居,俄羅斯打算讓它再工作幾年。
“和平”號運行不久即開始商業經營。它的第一筆生意來自美國有效載荷係統公司,該公司一個微重力實驗裝置要在太空中停留56天,非“和平”號莫屬。“和平”號為此贏得了一大筆收入。
1995年2月,不甘寂寞的美國人用“發現”號航天飛機追上了“和平”號,進行了曆史性的“握手”。美、俄兩國宇航員隔窗相望,互相招手致意,最短距離隻有11米。1997年先後有兩名美國科學家乘美國航天飛機登上“和平”號,同俄羅斯宇航員一起,進行太空科研工作。
美國第一個被送上太空的空間站叫“天空試驗室”,1973年5月14日發射。“天空試驗室”比“禮炮”號要大得多,也高級得多。它總長36米,重82噸。它的軌道艙分上下兩層,上層為工作區,下層為生活區,生活區有臥室、餐廳、盥洗室。艙內有氧氣供應,氣溫20℃左右。對接艙有兩個接口,可同時停靠兩艘飛船。“天空試驗室”在太空裏運行了6年,於1979年7月11日進入大氣層燒毀。
為改變目前俄羅斯一家獨占空間站的局麵,美國又在研製第三代空間站——“自由”號。“自由”號結構獨特,像一個巨大而長長的掛架,可以很方便地把工作艙、居住艙、服務艙掛起來。掛架有110米長,可根據用戶要求組成不同形式的空間站。
20世紀末和21世紀初,美、俄、加、日、歐洲宇航局聯合建造的永久性空間站將升上太空。
有沒有真正意義上的太空賓館建造計劃呢?日本人提出了在21世紀20年代建造太空賓館的設想:這座賓館距地球表麵450千米左右,裏麵高級客房、健身房、歌舞廳、酒吧間應有盡有,旅客的太空旅行以6天為一期。頭兩天在地球上進行有關技能的培訓;第三天乘航天飛機出發,1小時後便到達太空賓館下榻,旅客在這裏住4天,可盡情享受邀遊太空的美妙時光。
29.太空農業
近年來,世界航天大國的航天業發展趨勢是競相向民用發射傾斜,國際社會在空間領域進行著更廣泛的合作。過去,美國與前蘇聯兩家的航天器互為保密封鎖,而今天,美國和俄國卻成為“夥伴”。對於遠征火星,美俄等國科學家已考慮采取聯合行動。並一再聲稱,空間活動將向民用部門傾斜,將轉向注重開發周期短,成本低,風險小,有效益的項目。如製造衛星以及利用航天飛機為用戶搭載動植物等。
當前,美國正大力開展太空植物研究。在佛羅裏達州成立了肯尼迪太空研究中心後,又在北卡羅來納州大學新近建立了引力生物學中心。科學家將開始研究適於太空旅行的植物。在遠距離的太空旅行中,不僅人要適應無引力狀態,而且為人提供食物和氧氣的植物也是如此。他們選題研究的重點是鈣如何影響植物對引力作出反應的能力。在植物對環境反應過程中,鈣似乎是最重要的化學元素。研究人員將通過用基因技術讓植物控製的能力發生變化,以最終開發出更加適於太空旅行的植物。肯尼迪太空研究中心的一項試驗,是讓一名化學家與3萬株小麥共同生活15天。試驗結果表明,這些小麥為人提供了維持生命所需的氧氣。
目前,美、日、西歐在製定的21世紀太空計劃中,將植物在密封太空艙內的生長和功能列為研究重點,並著手籌建太空農場。美國耗巨資進行太空植物的試驗研究,其目的在於提示和充分證明宇宙飛船最終要成為“會飛的農場”。
國內外科學家充分利用空間的自然輻射,特別是高能粒子和微重力對植物細胞功能的協同作用,誘導細胞生理生化變化和遺傳變異,從而培育出植物新品種。實驗證明,太空飛行可使許多植物細胞的染色體畸變率提高,通過空間誘變處理,能夠選育出優良的新品種。
太空育種始於1984年,美國航空航天局教育處、太陽輻射研究中心和Park種子公司三方合作,將大量蕃茄種子運入太空長期飛行器中,1990年由“哥倫比亞號”航天飛機取回。結果表明,這些種子發芽快、幼苗生長正常、後期發育良好、果實豐碩。據悉中國科學院上海植物生理研究所,1995年收割的第4代“太空小麥”和其他良種一樣,金黃色的麥穗上結滿了飽滿的籽粒。與第3代“太空小麥”相比,它的長勢更旺,麥穗更長,結穗更多,麥粒碩大壯實,並有較強的抗赤黴病能力。經測算,畝產可達352千克,比未經太空飛行的多28千克,蛋白質含量高出9%。浙江農科院的專家,曆時3年,選育成的“航育1號”水稻新品係,單株理論產量從224克增加到328克,畝產由原來的400千克上升到600千克左右,增產幅度為40%以上,而且抗倒伏,早熟高產,穗大粒多,精米率高,適口性好。新品種生長期縮短約15天,株高降低約14厘米,並有抗稻瘟病和白葉枯病等優越性。
利用太空所特有的條件,改良植物品種前景廣闊,並為加快培育優質高產農作物品種開辟了嶄新的途徑,也為科學家深入研究提出了新課題。
國內外的太空試驗證明,對太空農業來說,與地球上的無土栽培大不一樣,植物不能以水滴的形式吸收水分或養分。在失重或僅有一點離心模擬重力的情況下,為防止液體流失,水分必須具備水膜的形態才能被植物吸收。
在太空的特有條件下,篩選何種植物作為它的“寵兒”呢?目前,美國和日本的科學家正在聯合攻關,擬將甘薯作為未來的太空作物,種在航天器中,供宇航員食用。甘薯之所以得此寵幸,是因為它營養豐富,含有多種人體需要的營養物質。經測定,每500克甘薯約產生熱能635千卡,含蛋白質115克,糖145克,脂肪1克,磷100毫克,鈣90毫克,鐵2毫克,胡蘿卜素05毫克,還含有維生素B1、B2、C等。有很高的藥用價值,對於防止便秘和直腸病大有裨益。還含有類似雌性激素的物質,對於保護皮膚、延緩衰老極有利,並能提高免疫力,促進膽固醇排泄,維護動脈血管的彈性。最近,美國生物學家發現,甘薯中富有的一種化學物質可用來預防結腸癌和乳腺癌。日本癌症預防研究所對26萬人的飲食生活與癌的關係進行了調查,發現熟、生甘薯對癌的抑製率分別為987%和944%,高居於蔬菜抗癌之首,超過了人參的抗癌功能。另外,甘薯適應性強,易栽易活,產量高,隻需一小段蔓莖,一小塊切片,甚至一片蘿葉,就能生根成活。種植在航天器內既能補充艙內氧氣,形成一個小小的生態循環密閉環境,還能作為宇航員的新鮮食品。
目前,美國航空航天局科學家在佛羅裏達州肯尼迪太空研究中心的特殊實驗室裏,采用液體栽培法,在全封閉的環境下進行土豆生長情況的試驗。結果表明,這項試驗中的土豆植株產生的氧氣足夠一名宇航員使用。土豆和甘薯一樣還可以為宇航員提供食物和能量。科學家還收集了土豆葉子排出的“純水”。用它製成飲用水可供4個人食用。
科學家們期望,關於植物對人的基本生命維持係統的研究將會使人類登上火星變成現實。火星之旅預計需要3年時間的長途飛行,但隻要種植麵積足夠,並種上甘薯和土豆等作物,宇航員就可以在飛行中無饑渴之憂而長期生存。