登陆注册
12093400000025

第25章 国际空间站(8)

科默拉斯领导的研究小组经过详细推算后发现,如果声音的频率恰到好处,在气压最小的地方将会形成一片平展的无声区域,以垂直态横贯房间。科学家认为,如果在音乐厅出现这种情况是不堪设想的,因为那意味着有一排的听众什么都听不到了。但是在一个没有重力的房间里,结果只有一个:“声音悬浮”使物质形成“一堵墙”。科默拉斯意识到通过这种方式可以形成某种固态物质,从而又诞生了“声波塑形”这一构想。

科默拉斯说进行这样的实验十分简单,只需通过亥姆霍兹方程式计算,即可为某房间选择一个合适的声音频率,然后将物质塑造成想要的形状。科学家计算出,当声音频率在800赫兹或1600赫兹时,无声区域正好与房间等宽。但是,实际验证的过程是艰辛的。

学生们用塑料制作了一个简单的“声波塑形”盒,在盒子的一内侧安装一个家用立体声扩音器,然后向盒中倒入一些直径仅几毫米的聚苯乙烯小球。他们将声音尽可能地放大,但这些小球并没有移动。他们更换了多次扩音器,小球还是无动于衷。科学家认为,这可能是因为盒子不隔音的缘故。直到1997年4月,研究人员第一次在航天飞机上用隔音盒子进行了实验。在航天飞机开始第一段抛物线飞行时,研究人员将声音的频率稳定在800赫兹,当航天飞机进行几秒钟的自由滑行时,盒子里的聚苯乙烯小球立起来,形成一道墙。实验成功了!后来研究人员又先后在太空进行了7次实验。其中一次,他们将聚苯乙烯泡沫、做糕饼的材料及其他一些物质的碎屑混合在一起放入盒中,结果发现,比起单一物质,不同的物质的混合物更容易聚合在一起,这是利用声音将合成物塑造成形的技术的关键。科默拉斯确信,如果使用大小合适的盒子和频率合适的声波,可以把物质制造出各种各样的形状。

据悉,为支持科学家开展这项实验,美国航空航天局在航天飞机上特别预留了一个实验的空间。明年3月,研究人员将在太空中进行另一项实验,以证明三维立体的造型不但可以制造出来,而且还相当持久坚固。届时,在一个高30厘米、直径4厘米的圆柱体中,声波将使粉末状的松脂形成一个直径25厘米的圆盘,然后研究人员再将胶水涂抹于圆盘上,并精确计算好时间,以保证在航天飞机再次进入大气层时,胶水已渗入松脂并凝固。这个实验旨在测试在太空中制造材料是否能经受住大气压力,这也是这项技术能否应用的关键。科默拉斯认为这是在太空建立一个永久“声音工厂”的第一步。

科默拉斯认为,以太空为基地,将“声波塑形”技术应用于飞机设计与制造,将使飞机制造业极具市场竞争力。科默拉斯还说,只要原材料到位,不需用夹具,太空“声音工厂”即能按照要求简单、快速地制造出复杂精密的仪器或零部件,然后运送到地面。

虽然目前佐治亚科研所没有为该项目提供科研经费,各航空公司或其他一些潜在的合作伙伴也不愿出资赞助此项研究,科默拉斯对此仍表现乐观。他认为,将来会有越来越多的人移居太空,他们需要在太空建造实验室、办公室、厂房以及居室。如果通过航天飞机将建材运送到太空,不但要花费好几年时间,而且造价不菲:将某一物体发射到太空固定轨道上目前的成本是每千米10000美元。而一座建立在太空中的“声音工厂”将使这些难题迎刃而解。只要有原材料,比如利用月球上的矿产,一间浴室大小的车间,一个麦克风和一台计算机,你就可以制造出任何你想要的东西。

日本一家酿酒公司宣称,计划酿造第一批“太空啤酒”,这些啤酒将用国际空间站曾经存储的大麦进行酿造。

研究人员称,这项计划将是未来人类扩展在太空领域生活的一部分,很可能当宇航员辛苦地完成一次太空行走之后会舒服地饮用一杯冰啤酒。日本札幌市酿酒厂称,首批太空啤酒可能是由2006年在国际空间站上保存5个月的第三代大麦粒酿造的。该酿酒厂主管JunichiIchikawa告诉媒体记者,“我们希望能够在今年11月完成啤酒酿造,到时宇航局们将有幸品尝到太空第一杯啤酒!”

札幌酿酒厂工作人员表示,该公司将有足够多的太空大麦能够制造出100瓶啤酒,但是并未直接计划将太空啤酒投入到商业销售领域。据了解,该公司与日本冈山大学生物学家ManabuSugimoto副教授实现了技术合作,他曾参与完成了俄罗斯一项太空计划——如何在太空中培育可食用植物。他指出,大麦可以生长在恶劣的环境中,比如较高和较低的温度下,并且富含纤维和营养成分,进行太空农业种植非常理想。在未来,我们可以实现在太空中延长生存时间,并培育农作物维持自身生存。

到目前为止,科学家尚未发现地球和太空上种植的大麦有任何差别,ManabuSugimoto将于7月份将该研究中的太空大麦DNA分析递交至加拿大研究会议上。他说:“最后,我希望我们的太空研究不仅仅能够生产太空食物,还能够更多地喜欢太空食物和学会享受太空生活。”这是目前最新的关于食物的太空实验。

俄罗斯“动力”火箭航天公司领导人·塞瓦斯蒂扬诺夫对外界宣称,未来的国际空间站将成为一个名副其实的太空加工厂。

尼古拉·塞瓦斯蒂扬诺夫表示,今后,他们将考虑让国际空间站成为一个太空港,执行太空任务的宇航员们不仅可以在这里工作和生活,而且他们还能够在与国际空间站连接的小型工厂和实验室内从事其他科研活动。

为了实现这一计划,俄罗斯“动力”火箭航天公司和“进步”中央特种设计局将联合实施一个名为“眼睛”的项目。为此他们还将培养一大批年轻的宇航员。

根据当前的计划,国际空间站将在2011年建成。在此之前,美国计划进行14次飞行任务来完成空间站的建设,欧洲提供的“哥伦布”号实验舱和日本建造的“希望”号实验舱。这些上亿美元的实验舱将大大扩展空间站的实验能力,为人类登陆月球和火星提供关键性研究工作,如空间医学和辐射防护。

中国在利用太空生产药物方面可以说走在了世界前列。

在我国每一次飞船发射时都有许多种类的生物经过有关部门严格审批之后有幸挤上飞船回收舱内的有限空间。科学家仅仅是给这些生物一次太空旅游的机会吗?显然不是。当这些生物到达地面的时候,科学家发现,他们发生了奇异的变化。太空中无重力、无空气对流的环境为制造新药提供良好条件。如干扰素,20世纪末在美国是利用遗传工程技术由生物细胞制取,纯度很低,因为要把它从100多种其他生物细胞产生物的混合体中分离出来,操作要非常小心,速度很慢,否则溶液中的混合物容易上升或下沉。太空中由于没有重力,不会出现这种问题。科学家相信,在太空中制造的干扰素纯度是地球上制造的100-400倍。

在我国每一次发射神州号系列飞船时,都会搭载一些盛放着微生物的小小试管。当这些试管在太空中遨游数天之后,里面的微生物就成了科学家们寻找新药物的珍贵来源。这种奇怪的变化是怎么发生的呢?由于太空与地面的环境有很大的差异,生物在这种特殊环境的影响下容易发生一些基因变异。有时候人类希望生物长成我们希望看到的那个样子,例如青椒、西红柿等瓜果蔬菜,希望它个儿越大越好,从科学家的角度来说,就希望它们的基因能够朝这个方向变异,太空环境恰恰满足了科学家的这个要求。

微生物是目前药品的主要来源。但因为有些药物的生产能力非常有限,因而价格昂贵,例如抗癌药物紫杉醇,每公斤成品价格大约500万美元左右。如果发现能够大量生产紫杉醇的变异了的微生物,那就意味着以后制药成本的大幅度降低。这就是在“神舟”号飞船上搭载微生物的原因。高能粒子在对宇航员造成辐射的同时,也使种子或微生物的遗传物质DNA受到损伤,这些损伤导致了植物或微生物外观或产药能力的变化。

有人对航天诱变育种提出质疑,认为仅仅在太空中遨游一圈就能发生基因突变,而且是对人类而言有利的突变,觉得不可思议。这是一种误解。在太空中经过航天诱变的种子或者微生物,有可能发生三种方向的突变:更好的方向、更坏的方向、不变或夭亡。太空制药是在大量变异了的微生物中发现那些非常少的朝更好的方向变异的菌株,然后对其进行培养。

外部空间有许多在地面所不具备的看不见、摸不到甚至也感觉不到的特性。例如:失重、宇宙辐射、真空、低温等。这些是诱变育种的理想条件。

研究表明,太空环境中引起诱变的主要因素是宇宙射线和微重力。其机理是:由于高能粒子引起生物遗传物质DNA的损伤而导致生物产生可遗传的变异。而微重力通过增强植物材料对诱变因素的敏感性,使染色体DNA损伤加剧而增加变异的发生。微重力对植物的激素分布、钙离子分布和细胞结构等也有明显的影响。研究还表明,微重力可能干扰DNA损伤修复系统的正常运转,即阻碍或抑制DNA链断裂的修复。

美国、前苏联主要研究细菌变异对宇航员健康的影响,忽视了这种变异在诱变育种中的应用。因此我国在这方面走在世界前列。

美国、前苏联是很早就发现空间中植物、微生物的变异情况的。但他们重视基础理论和空间医学研究,更多考虑这种变异对宇航员的影响,而忽视了空间诱变育种的应用。例如它们研究大肠杆菌的变异,是防止变异了的大肠杆菌不能同宇航员和平相处而给宇航员带来健康上的危害。

在空间生命科学研究方面,我国较早开始了航天诱变育种的研究。1986年12月,北京西山会议决定应用卫星搭载生物材料进行空间生物学研究。由于我国在空间诱变育种方面的成绩,国际上已经开始重视这方面的工作。俄罗斯、保加利亚、菲律宾等国家和地区都要求与我国开展合作。

在历次“神舟”号飞行中,“神舟1”号上主要搭载了一种生产他汀类降脂药的微生物;“神舟2”号上主要搭载了生产抗癌药物紫杉醇的微生物。

经过“神舟1”号搭载及地面筛选后,中国科研人员得到了生产他汀类药物的真菌的一株变异株,其他汀产量提高1倍多,耐硒能力也显著增强。硒缺乏会导致血液胆固醇浓度升高。他汀能改善内皮细胞功能,增加氧化亚氮的生成,扩张血管,保持血管内皮的光滑性。未变异的菌株他汀产量低,而且硒含量过高就会导致菌株死亡。

可喜的是曾经五次搭载“神舟”系列飞船的太空药“神舟3”号,目前已经在陕西杨凌投入批量生产,部分省市的普通老百姓,已经可以在药店和医保医院购买到高科技的“太空药”了,而在国外则只有少部分富人才能够吃到这种特殊的药品。

“神舟3”号是我国第一个拥有自主知识产权的太空药。“神舟3”号原料药和口服液的生产菌种α-溶血链球菌,是从人体中提取的有益菌种,包括“神6”在内,这些菌种已经五次搭载“神舟”系列飞船和4颗返回式科学技术实验卫星,在太空的特殊环境下,菌种发生基因变异,从而培养出更优质的具有更多功用的菌种,用于进行肿瘤辅助治疗,增强骨髓造血干细胞以及调节机体免疫力。目前,在陕西、四川等省都可以购买到这种太空药。

高真空

真空是一种不存在任何物质的空间状态,是一种物理现象。在“真空”中,声音因为没有介质而无法传递,但电磁波的传递却不受真空的影响。事实上,在真空技术里,真空系针对大气而言,一特定空间内部之部分物质被排出,使其压力小于一个标准大气压,则我们通称此空间为真空或真空状态。真空常用帕斯卡(Pascal)或托尔(Torr)作为压力的单位。目前在自然环境里,只有外太空堪称最接近真空的空间。

真空具有如下性质:

1空非无,如果真空中没有粒子,我们就会准确地测出场(0)与场的变化曲率(0),然而海森堡不确定性原理表明,我们不可能同时精确地测出一对共轭量,所以,可以“空”,不能“无”。因此,在真空中,粒子不停地以虚粒子、虚反粒子对的形式凭空产生,而又互相湮灭,在这个过程中,总的能量保持不变。

2真空存在极性,因此说真空是不对称的。但这种不对称是相对局部的,在相对整体上又是对称的,如此的循环嵌套构成了真空的这个性质。

3真空的每个局部具备了真空的全体性质。大和小是相对而言的。时间也是相对于空间而言的,时间不能脱离了具体的空间而单独地存在。

高真空技术广泛应用于工业生产和科学研究上,如生产半导体材料、元件,制造电子管、X光管、显像管、照明电器以及真空冶炼、真空干燥、真空镀膜、真空隔热、真空热处理等方面。小到真空吸盘,大到高能粒子加速器都要涉及高真空的概念及技术。激光陀螺是迄今为止在惯性技术领域唯一真正获得了卓有成效的实际应用的非机电式中高精度惯性敏感仪表。它具有稳定性好、精度高、动态范围宽、寿命长等诸多优点。而超高真空的获取是激光陀螺制造过程中至关重要的环节。在激光陀螺的密封、抽真空、检漏、等离子清洗等过程中,都涉及超高真空的获取技术。

同类推荐
  • 快乐生活点点通

    快乐生活点点通

    《快乐生活点点通》是一本居家过日子不可或缺的生活宝典,其中涉及了养生、饮食、社交、休闲、理财、时尚等生活内容,小到一针一线,大到购房买车、家居装饰。
  • 家庭节能100招

    家庭节能100招

    生活中的一些具体的节能措施。如果大家平常都按照书中所述的方法去做,在不需要付出多少时间和精力等无形成本的情况下,就能有效地降低您生活的有形成本。本书从细微处入手,用通俗易懂的语言,将日常生活中那些简捷易学的节能方法作以介绍,从而使大家能在日常生活的细节之中学会节能,在大家自身受益的同时,也以切实的行动呼应国家关于建立节约型和谐社会的号召,具有较强的阅读性和可操作性。
  • 小盲点大危害

    小盲点大危害

    本书从快乐厨房、居家生活、医疗保健、性与婚育、家庭理财等九个方面进行了阐述,总结了人们在日常生活中容易忽视的盲点数千例。
  • 快乐生活有绝招

    快乐生活有绝招

    本书内容丰富详尽,新颖实用,贴近生活,语言通俗易懂,查阅方便,内容包括食品选购、加工烹饪、贮存保鲜、饮食禁忌、衣装选购、洗涤保养等。
  • 小窍门大智慧

    小窍门大智慧

    本书涉及生活的各个方面,从衣食住行,到养生和医疗保健,以及家庭理财、旅游等无所不包。
热门推荐
  • 废材嫡小姐,逆行天下

    废材嫡小姐,逆行天下

    “等我吃完了在穿越也不迟啊!真讨厌我还没吃饱呢”她堂堂21世纪的上将,是个大吃货,无所谓啦,反正吃不胖。可是不至于吃个饭都会穿越吧。可上天要不要这样整自己,竟然穿越过来是个胸无点墨的草包,我可是堂堂上将,息怒本小姐不在乎,这个形象迟早要摆脱的。穿越到古代,那么多美男看花了眼,多愁善感的洛潇潇啊,以后的生活你该怎么办啊。
  • 金牌庶女

    金牌庶女

    穿越了?原主的身份,秦思思那可是扬名京城!草包、花痴、不孝、生生的逼死了她!说她废物,看着天下谁的才情能与我两千年的智慧比肩!说她不孝,就休怪她六亲不认让所有算计与美梦蛋打鸡飞!为了解毒上了逍遥王并非她的本意,可是怎么就这么倒霉怀上娃了?情节虚构,切勿模仿
  • 神魔之墓

    神魔之墓

    神魔之墓本为上古神魔之战时陨落的神魔埋葬之所,风云突变,将诸神魔的尸体分列两旁,并幻化神魔法相。林府废人林言被传送至此,治好了体内隐疾。且看他如何强者归来并纵横天下。
  • 走出心理的误区大全集

    走出心理的误区大全集

    我们每个人既相同又不同,我们每天都在忙忙碌碌地生活,我们的内心每天都在上演着喜怒哀乐、悲欢离合的故事。怎样才能消除那些有损健康的消极心理,使自己时刻都生活在快乐幸福之中呢?本书运用通俗、简练的语言,结合大量的实例,从众多角度阐述了现代人常见的各种不良心理,介绍了相应的心理治疗方法,以期能给各位读者带来切实的帮助。
  • 妖孽的血色人生

    妖孽的血色人生

    很多年后,有人问他,曾经的你不杀人?他说,所以说那是曾经。很多年后,有人问他,后来为什么杀了?他说,因为该杀!很多年后,有人问他,去了那么多地方,见了那么多人,有没有什么放不下的?和最强的人打过架,处理过最难缠的事,还有没有什么让他感到害怕的?他说有,兵荒马乱,爱恨情仇,风花雪月,纸醉金迷,险些让曾经善良的我忘了今夕是何年,只有想到那个人,我才发觉,曾经的那一切,是真的。我放不下那段记忆那个人,害怕忘掉那些事那个人……书友群:238279333
  • 逆天悍妃跳墙来

    逆天悍妃跳墙来

    苏霜岚刻意穿越的唯一目的,只为冒充千金大小姐入宫伴驾,只为把四皇子那支离破碎的灰暗人生重新塑造,只为将四皇子再次推上至高宝座!凭借自己对时间的特殊控制能力和预知一切的洞察力,为这个看似冷漠无情颓败落寞的皇子扫除障碍、治疗腿疾、打理家事……内斗奸妃外惩敌国,上窜下跳左右逢源,不断逃出一个个生死圈套!她这么辛苦都是为了神马啊!都是在替他人做嫁衣啊!可她见见发现这个看似如冰山般难以融化的皇子一点也不简单,甚至她还没有反应过来就被吃干抹净了……只是,她本是这个朝代的异数,她不该也不能永远留在这里,送她穿越的爷爷明明白白警告过她,完成任务要立即返回!她究竟会如何抉择呢?【情节虚构,请勿模仿】
  • 青少年应该知道的纳米技术

    青少年应该知道的纳米技术

    一个微小的精灵——纳米,却具有非凡的能力,科技的发展成就了它的伟大与不平凡。它的出现给我们的生活带来了很多意想不到的惊喜,不仅弥补了传统工业中一些材料的弊端,而且还带来了许多新事物,例如在工业、微电子行业、医学界等领域的突出贡献。纳米技术是一个新诞生的科学宠儿!了解它的人很少。事实上,纳米的出现结束了微米时代,开创了纳米新天地。正由于此,它被人们称为人类历史上的第四次工业革命!虽然它的出现时间还不算久,但是却有许多关于它的传奇故事。既然纳米技术如此神奇,那么就让这本书带你走进这个崭新的纳米世界吧!
  • 守护:星梦

    守护:星梦

    一个梦想成为偶像的少女,一个暗恋少女的纯情少年,因为放心不下,所以男扮女装和少女一起去海选,组成组合的偶像故事。少女对此一无所知。
  • 亲亲倾城冥王老公

    亲亲倾城冥王老公

    在21世纪的现代大都市,人们都相信科学,那些鬼神之说也就被人拿来吓唬孩子用的,其实它们是存在的。小瞳不会写什么华丽的文字,呵呵,所以有一些白话文,还请喜欢这篇文文的亲们多多包涵~此文是一对一,希望亲们喜欢。谢谢,多多支持。阴曹地府,阎王当道。冥夜,阴间法师。拥有着六界的魔力。被玉帝派来掌管阴间的动乱。为人阴晴不定,张相妖媚,有着一张令人惊艳的脸。狭长的目,黝黑的瞳孔,从来没有人从他瞳中看出任何的喜怒哀乐。有的只是淡淡的视线。无论任何事都平淡的对待。细白的皮肤,红艳的唇,曾有人说过冥夜是女人;第二天醒来,那个说他是女人的人,真的变成了女人;冥夜和别的鬼不一样的是,他拥着一双尖耳,如猫般的听力,曾有人说过他是妖孽,第二天,那人失去了他的耳朵变成了聋子。他如同人类一般的体格,皮肤也是白细滑嫩。如果不是他额间那抹黑色如火焰般的胎记,真的和人类无所区别。。。因要寻找阎王那生气离“家”出走的小妻子,他遇到了她。两人相遇时,种种诡异事件围绕着谷优。而谷优也就傻傻的以为他是个魔术师。当两人因一场协议走向了红地毯后,谷优发现渐渐的喜欢上了这个有点冷漠的美男子。只是当她想要和他假戏真做时,一切真相揭开。什么?他是阴间的?那她嫁了个鬼咯?而且是个帅帅的鬼法师。。。毅然的跟着他一起回到他的世界,才发现,一切和她想的完全不一样。而且,她那个冷脸的公公要是知道冥夜娶了个人,他会怎样呢??当阴间冥夜遇到人间谷优,他那百年不变的冷脸终于有了变化,多了一丝笑容,多了一丝无奈,多了一丝愤怒。而他的心也渐渐有了丝丝的暖流。。而谷优和冥夜回到他的世界,见到那么多神仙,又碰到了玉帝要塞个女人给她的老公时,她会怎样做呢??请继续关注冥夜和谷优的“人鬼婚姻史”。谢谢支持,谢谢各位亲们的票票和留言。想知道冥夜和谷优还有什么搞笑的事情吗?敬请关注。。。
  • 汽车养护与急救

    汽车养护与急救

    本书站在专业汽车修理人员的角度,从车主和驾驶员朋友的实际情况出发,用通俗化的语言简要地介绍了汽车在使用和管理过程中,驾驶员朋友自己能够动手或者有必要知道的一些关于汽车养护翻故障应急修理的相关知识。其主要内容主要包括汽车养护、汽车故障诊断基础、常见部件的保养及汽车运行中一些常见故障的应急处理。