第二,飛船穿著冷熱雙功能空調服
飛船熱控采取了種種辦法,主要有熱控塗層、多層隔熱材料、泡沫塑料、熱管、導熱填料等,這樣,航天員的太空小家就能保持溫度適宜了,一般在17℃—25℃之間,真是舒適宜人。
126-127 太空泡泡遨遊記
不知道從什麼時候起,許多人瘋狂地愛上了吹泡泡,甚至把它當成了一種職業。他們就被稱為職業泡泡人。早在1982年,美國人湯姆?諾迪倡議設立一個肥皂泡節,結果得到了泡泡人的一致通過。現在,世界各地的科學探索中心還會定期舉行肥皂泡展覽。
有一個名叫薩姆?希斯的泡泡人,吹過一個超級肥皂泡,直徑約3.35米,高約1.5米,同時罩住了50個學生,簡直出神入化。吹泡泡聽起來似乎是孩子們的遊戲,但美國研究人員卻正在研究如何將泡泡吹得很大,並用作星際望遠鏡和太空住所。讓我們去見識一下這些與眾不同的太空泡泡吧。
人造太空大泡泡
肥皂泡是由薄薄的一層液體膜膨脹成的一個大泡泡。與肥皂泡不同,太空泡泡是一種人造泡泡,由美國馬薩諸塞州的自然科學院開發研製。它的原材料相當緊密,可承載液體和氣體。研究人員說,壓縮空氣可以將這種薄膜吹成泡泡,來自太陽的紫外線光可修補泡泡的表麵,將它變成一個殼。如果在太空中吹成泡,泡泡的直徑可以達到30米以上。
住在泡泡房子裏
怎麼,你覺得這是不可能完成的任務?大家都知道,北京2008奧運會的遊泳館水立方,建築外圍就是用四氟乙烯(ETFE)材料建成的。這種材料不僅環保,還耐腐蝕、抗老化,也很結實。據稱,人們在上麵“玩蹦床”都沒問題。從外形看上去,水立方就像一個藍色的水盒子,而牆麵就像由3000個巨型肥皂泡組成。
你知道嗎?美國加州的一家航空公司已經做了一項相關實驗,並獲得了成功。因此,在外星球上建一座泡泡房子已經為時不遠啦。這種神奇的泡泡是由表麵張力充大的,它們總是球形,表麵光滑,不但可以住人,還可以用作軌道空間站、星際太空船呢,夠厲害吧!
泡泡太空望遠鏡
據報道,科學家們現在正集中精力重點將這種泡泡用作太空望遠鏡,並用它拍下地球和太空的圖像。泡泡望遠鏡似乎不合常規,但它確能很好地完成任務,其工作方式是這樣的:如果你在一個大泡泡中,插入一個小泡泡,就能產生一個凹麵或凸麵,這正好形成了望遠鏡的鏡頭。
接下來,如果能在這一表麵上塗上一層金屬,它就能足夠亮,可以反射光線。迄今為止,研究人員已經成功製造了直徑不到0.6米的泡泡,形成一種真空,和太空中的環境相當。值得一提的是,這種由聚合體液體製成的泡泡,可以在紫外線光下自我修複。
當然,這項技術非常先進,但是也麵臨著巨大的挑戰。比如,要製造這種大直徑的結構,應如何把它包裝在一起,如何將它變成載重物體,又怎樣發射它。不過可以堅信,大概在五到十年內就可以將太空泡泡的夢想變成現實,讓我們一起期待吧。
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解讀水立方
奧運會水立方整體建築由3000多個氣枕組成。氣枕大小不一、形狀各異,覆蓋麵積達10萬平方米,堪稱世界之最。其實,一個氣枕就是一個泡泡。除了地麵之外,泡泡的外表都采用了膜結構。這種由ETFE製成的膜,抗壓性極強,如果放上一輛汽車都不會壓壞。膜的延展性也非常突出,拉到三到四倍長都不會斷裂。水立方頂部裝上了很細的鋼絲網,這樣即便鳥兒停留在此,也無法劃傷外膜。
128-129 從太空蹦回家
在中國神話中,嫦娥住在廣寒宮裏,還有一隻玉兔和她相伴,這是古人的幻想。而在好萊塢科幻大片中,外星基地都是一種圓筒形狀的大鐵罐。那麼,未來的月球屋會是什麼樣子?在眾多的設計方案中,最受矚目的當屬一種充氣房子。如果你第一眼看到它,一定會懷疑自己的眼睛,這不是孩子們喜歡的充氣蹦蹦床嘛!
之所以選擇可以充氣的房子,科學家的理由有一大堆:攜帶方便;不占空間,運輸時體積很小;到達目的地後,就像氣球一樣迅速地膨脹;用很短時間,就能形成一個合適的居住區域。就這樣的房子,也能上月球?
蹦過三道鬼門關
從10萬米高空往下跳,在下落的過程中,要經受住極高的溫度和速度,任何環節都不能出問題,稍有差池,就會讓你粉身碎骨。你必須闖三道鬼門關,才能平安返回地球。
第一道,方向關。
在太空中,如果沒有推進設備的幫助,你無法改變飛行方向。也就是說,一旦離開了火箭,你首先需要關心方向,將會落到哪裏去。空間站的宇航員在太空行走時,宇航服上帶有一種小型噴氣裝置,叫做摩托艇。這種裝置結構小巧簡單,隻要一按開關,通過控製噴氣,就可以自由地移動方向。
第二道,過熱關。
在進入大氣層時,速度極快,你會受到四倍多地球上的重力。同時,由於摩擦,宇航服表麵溫度將達到240℃。因此,宇航服既要結實,也要防熱。
第三道,音障關。
最後一關,也是最危險的,它來自於音障。音障是在跨音速飛行時產生的一種現象。到目前為止,還沒有人知道這一危險會怎樣。因為從未有人在這個速度時,從飛行器裏蹦出來做嚐試。不過,據分析,最大的可能,就是會讓你不停地旋轉,或者昏厥過去。
新款宇航服顯神威
在曆史上,從高空自由落體跳傘,曾發生過多次事故。在1960年,基汀格從3萬米高空跳傘時,右手手套破了,他的手立即腫得像個氣球。兩年後,一名蘇聯軍官在一次高空跳傘中,因為麵具破裂不幸身亡……還有更恐怖的。假如你從1.9萬米以上的空中跳下,沒有穿壓力服,那你血液中的水就會在低壓下變成氣體,你的整個身體一下子就被撐炸了,這個就叫做“血液沸騰”。
為了應對各種危險,兩位在航天界有名的老兵,圖姆林森和克拉克已經設計好了一款新式宇航服。它由多個部件組成,頭盔、手套和靴子都可以拆卸;具有抗寒、抗壓,以及供氧等功能;還安裝有小型動力器,讓你在失重條件下能改變方向;當臨近地麵900米時,降落傘會自動打開。
最重要的是,它舒適輕巧,操作簡單,不用經專門訓練,一個普通人就可以自如地使用。而現役的宇航服又笨又重。
小型火箭送你上天
俗話說,工欲善其事,必先利其器。10萬米的太空,誰帶你上去?為此,必須尋找合適的發射裝備。
用氣球顯然不行,一是它上升的速度太慢了;二是容易受天氣的製約。要上天還得靠火箭。其實,這種載人火箭結構並不複雜,它們的主體是一個簡單的平台和下麵兩個疊加的太空艙。每一個太空艙都帶有四個球形的燃料箱,並由四台發動機驅動。在很多氣球無法飛行的條件下,它都能夠發射。
也許你會懷疑,這種小火箭可靠嗎?它采用液氧與乙醇作燃料,發動機加速起來比較慢,所以,性能很穩定。不過,你會收獲另一番體驗:在開闊的空中,你被綁在座椅上,火箭正以400千米/小時的速度向上飛行,風疾速地從你耳邊呼呼刮過,就像開著一輛沒有擋風玻璃的F1賽車!
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宇航服,保命符
在未來,你搭乘飛船在太空中遊玩。透過舷窗,遠處星光閃爍。地球在你的下方,活像一顆巨大的藍寶石,美極了!正當你沉浸在喜悅中時,突然,警報響起,一顆隕石擊中了飛船!係統提示,問題很嚴重,請迅速撤離!
情況緊急,怎麼辦好?沒時間猶豫,穿好宇航服,衝向艙門,往下跳!盡管九死一生,但你卻平安著地了。沒想到,新式宇航服還是保命符。在未來,人類要是擁有了這種先進的逃生設備,就再也不用擔心太空意外發生了。
130-131 空間站上的不速之客
眾所周知,微生物無處不在。無論人類出現在哪裏,微生物都會隨之而來,國際空間站也不例外。在空間站上,不僅有我們熟悉的宇航員,還生活著一大群不速之客——大量的細菌等微生物,可達20多種。它們總是不請自來,而且大部分是隨組件一起被攜帶來的,當然,每批宇航員的到來也會帶來很多。
由於失重和輻射,這些細菌或黴菌大都發生了變異,耐受力也比地球上的同類高10倍。這給宇航員的健康構成了嚴重威脅。更可怕的是,有些細菌或黴菌甚至能侵蝕空間站本身的材料和硬件,這種情況在“和平”號空間站上就有發生。麵對如此猖獗的不速客,我們該怎麼應對呢?
不速客不可小瞧
在我們體內,充滿了形形色色的不速客:各種細菌、病毒、原生動物。這些入侵的微生物多數棲居在內髒裏,它們多半是通過食物或通過呼吸進入人體內。在通常情況下,它們並不會造成多大問題,而且有些細菌是有益於健康的。
但是,也有一些不速客對人體不利。這時,人體免疫係統就會發揮作用,一般能在病原體發展到失控之前,識別並消滅它們。沒有免疫係統,人將難免早死。然而,到了太空,由於失重,我們的免疫係統卻有些失常。這是因為我們自身的體質變弱了。
另一方麵,在太空,有的細菌功力卻在增大。比如,沙門氏菌的毒性會變得更強,幾乎是地球環境下的三倍。沙門氏菌是人類食物中毒等疾病的罪魁禍首。但目前世界上還沒有疫苗,它對抗生素也表現出前所未有的抵抗。還有的真菌威力超級大,它們可以在一個月內將聚酯纖維咬斷,而在三個月內一口口吃掉鋁鎂合金,真夠恐怖的。
悄悄占領空間站
國際空間站上的微生物群落與“和平”號上的不同,但是種類數量卻幾乎相同。在國際空間站上,已發現20多種微生物。許多種真菌和黴菌首次在那裏安家落戶,隨後,逐年滋生,越長越多。至於細菌,一般有三四種。在這些細菌中,偶然會爆發生物多樣性,例如2003年在國際空間站上,生物學家就發現了9種完全不同的細菌。
不過,令人欣慰的是,雖然宇航員感染細菌的事情曾經有過,並有可能繼續發生,但大多數情況下,宇航員感染細菌的幾率很小。由於采取了相應的措施,相對於人類在地球上的家園來說,國際空間站已經稱得上幹淨了。即便如此,這些隻能用顯微鏡看到的居住者,仍然會讓宇航員的生活變得更加困難,而且不那麼衛生。
與不速客的太空戰
為了不讓這些不速客瘋狂蔓延,在空間站上的所有材料都要經過防菌檢測,並用殺菌化學成分的油漆塗刷表麵。另外,控製空間站裏的空氣濕度也很重要。如果將相對濕度控製在65%到70%以下,微生物就不容易繁殖產生後代。因此,空間站上的相對濕度控製在了30%至70%之間。
要是微生物躲在人的皮膚上,那宇航員隻要勤洗澡,搞好個人衛生,同時用抗菌劑消毒衣服就行了。當然,最好每天再做一點太空家務。和地麵家裏一樣,宇航員要定期地用吸塵器清潔灰塵、清理垃圾、更換水箱、清理廁所和淋浴器等等。經常清除微生物,與不速客做正麵交鋒,這將是一場曠日持久的戰爭。
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不速客的破壞事
“阿波羅”7號飛船上,全體宇航員都同時患上了感冒,嚴重影響了工作和生活。
2003年,細菌堵塞了空間站內三套艙外宇航服的冷卻泵。宇航員不得不使用備用服裝完成太空行走。造成問題的細菌,生活在作為冷卻液的水中。
宇航員對著空間站內牆上的一片印痕噴灑消毒劑,這片印痕是宇航員搭的濕毛巾造成的。
空間站內沒有塵蟎,但的確生存著多種多樣的微生物。科學家發現,跟隨人類上了太空的細菌既有葡萄球菌,也有一些不怕消毒劑的細菌。