魯兆森
探索遙遠(yuǎn)的太空和我們地球上的生活有什么關(guān)系?實際上,許多太空科技成果已經(jīng)應(yīng)用在了我們的衣食住行當(dāng)中,你和宇航員的距離,或許并沒有那么遙遠(yuǎn)。
太空科技,助力成長
太空科技并不是最近才走進(jìn)人們生活的。也許你在很小的時候,就已經(jīng)享受到了與之相關(guān)的科技成果。不信,你看……
紙尿褲
當(dāng)你還是個小嬰兒的時候,也許穿過紙尿褲。太空探索早期,許多宇航員就是穿著紙尿褲進(jìn)入太空的。身著厚重航天服的宇航員在太空中難免會產(chǎn)生尿液和糞便。在太空失重環(huán)境下,儲存和處理這些排泄物非常困難——如果在太空中使用家用抽水馬桶,那么只要你一按沖水按鈕,很可能會造成“井噴”。
于是,科學(xué)家發(fā)明了能夠讓宇航員在太空中長時間穿著、有效吸收尿液,同時又能保持舒適、干燥的紙尿褲。
后來,隨著航天技術(shù)的發(fā)展,紙尿褲逐漸退出了太空工作平臺,卻走進(jìn)了人們的日常生活,穿在了小寶寶以及臥病在床的病患身上。
嬰兒食品
陪伴你成長的不光是紙尿褲,還有各式各樣的罐裝嬰兒食品??茖W(xué)家在為宇航員尋找健康的太空食品原料時,發(fā)現(xiàn)了一種藻類,可以產(chǎn)生大量的二十二碳六烯酸(DHA)。DNA在人類大腦、眼睛和神經(jīng)細(xì)胞發(fā)育過程中起到非常重要的作用,嬰兒可以從母乳中獲得DHA??茖W(xué)家一邊探索航天食品,一邊將DNA添加到了嬰兒食品當(dāng)中。如今,市面上大部分嬰兒配方奶和罐裝輔食都會添加DHA成分,幫助嬰幼兒健康成長。
煙霧報警器
現(xiàn)代的許多建筑里都安裝了煙霧報警器,用來預(yù)警火災(zāi)。煙霧報警器其實也來自太空科技。
要知道,太空火災(zāi)可比地球上的火災(zāi)兇險得多。在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的飛行器或者空間站內(nèi)部,一旦發(fā)生火情,起火位置往往難以察覺;在微重力環(huán)境下,煙霧的擴(kuò)散方向也難以控制;一旦火勢擴(kuò)散,在茫茫宇宙中,宇航員想要及時逃生,幾乎是不可能的事。因此,及時發(fā)現(xiàn)太空火情,防微杜漸就變得尤為重要。
一開始,科學(xué)家們研制出能檢測放射性同位素的煙霧報警器,以此探測煙霧和有毒氣體。后來,經(jīng)過多方改進(jìn),造價低廉、性能卓越的民用煙霧報警器很快走進(jìn)了千家萬戶。
太空科技,帶來美食
最早的太空食品是類似牙膏一樣的流體食物。
隨著存儲技術(shù)的發(fā)展,我國航天員已經(jīng)可以在太空中享用魚香肉絲、宮保雞丁等各式菜肴了。日益發(fā)展的航空科技可以讓身處太空的航天員吃得更好,同樣也能為地球上的人們帶來更多美味。
凍干食品
方便面里除了面餅和調(diào)料,往往還會有一包經(jīng)過脫水的凍干蔬菜包。我們在超市里,有時也能見到凍干技術(shù)處理的水果干和蔬菜干。它們與人類探索太空有著密切關(guān)系。食品冷凍干燥技術(shù)是在第二次世界大戰(zhàn)時期發(fā)明的,它通過一系列冷凍和干燥的操作,脫去食物中的水分,使食物能長期儲存且保留營養(yǎng)價值,可以很好地滿足宇航員太空作業(yè)的需要。航空領(lǐng)域的科學(xué)家們對這項技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步研究和改良,讓原本主要用于軍隊的凍干食品變成了宇航員的美餐,也讓凍干食品走向了大眾餐桌。
太空育種
太空的特殊環(huán)境往往會對生物體產(chǎn)生一定的影響。比如,太空輻射就有可能會對宇航員的身體造成傷害,甚至導(dǎo)致基因突變。但是,如果把植物種子送入太空,在太空輻射、微重力、高真空環(huán)境因素下,誘發(fā)植物種子發(fā)生基因變異,就有一定概率產(chǎn)生出更加優(yōu)良的植物品種,這項技術(shù)被稱為“太空育種”。
自1987年以來,我國利用返回式衛(wèi)星和神舟飛船等先后進(jìn)行了幾十次搭載,對超過1000個品種的植物種子進(jìn)行了太空育種試驗,培育出了小麥、水稻、青椒、番茄、黃瓜等多種作物新品種。經(jīng)過太空育種后的瓜果蔬菜不僅產(chǎn)量更高,口味也更好。一些“太空椒”“太空瓜”已經(jīng)出現(xiàn)在了超市的貨架上。不光是蔬菜,棉花等經(jīng)濟(jì)作物和百合等花卉植物也曾體驗過太空之旅。
凈水設(shè)備
人類在數(shù)千年前就意識到自然界的水里含有大量微生物和細(xì)菌,直接飲用會危害健康。因此,人類很久以前就懂得過濾和凈化飲用水了。
太空科技不僅為我們帶來美食,對我們的飲水方式也有諸多影響。現(xiàn)在的許多家庭都會安裝一套凈水設(shè)備,它也與太空科技息息相關(guān)。
想要把干凈的飲用水帶入太空,費用高昂。因此,太空飛船除了攜帶必備的水源,還需要依靠凈化設(shè)備對寶貴的水資源實現(xiàn)循環(huán)使用。因此,科學(xué)家開發(fā)出了既能適應(yīng)空間站的狹小空間,凈化效率又高的凈水系統(tǒng)。這套設(shè)備除了在航天領(lǐng)域應(yīng)用,也在生活用水凈化、水池和噴泉滅菌等場景廣泛使用。
耳膜鄰近人體腦部溫控中心一一下視丘,耳膜與下視丘有相同的血液來源,一旦人體溫度發(fā)生異常,耳膜的溫度也會隨之發(fā)生異常。因此,用耳膜溫度來反映人體溫度是比較準(zhǔn)確的。
太空科技,保護(hù)健康
太空科技不僅幫助人們探究宇宙未知空間,也守護(hù)著人們的健康。瞧,一些航天科技如今也成了醫(yī)護(hù)人員的好幫手呢。
耳溫槍
在人類探索宇宙的過程中,發(fā)現(xiàn)一些新的天體總令人格外激動。但由于距離遙遠(yuǎn),一些星球光線暗淡,很難用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡直接觀測。好在不少天體都會釋放紅外輻射,科學(xué)家可以通過監(jiān)測紅外輻射來發(fā)現(xiàn)和尋找更多的未知天體,并且測量和估算它們的溫度。同時,紅外輻射監(jiān)測技術(shù)也被應(yīng)用到許多衛(wèi)星上。當(dāng)然了,科學(xué)家們自然不會滿足于僅將這項技術(shù)限制在航天領(lǐng)域。于是,經(jīng)過技術(shù)改進(jìn),一款新型紅外測溫儀橫空出世——只要測量耳膜發(fā)出的紅外輻射,就可以迅速讀出人體的溫度。這可比傳統(tǒng)的水銀溫度計安全便捷得多啦。
計算機斷層掃描儀
計算機斷層掃描儀(CT)是醫(yī)院里常用的檢查設(shè)備。如果你在醫(yī)院里見過CT掃描儀,恐怕很難想象這項技術(shù)最早是用來觀測月亮的。在著名的阿波羅登月計劃中,為增強月球表面圖像的清晰度,科學(xué)家開發(fā)出了計算機數(shù)字圖像增強技術(shù)。這項技術(shù)也成了CT掃描儀的研發(fā)基礎(chǔ)。
CT掃描儀通過X射線拍攝人們身體的不同截面獲得影像,再將這些影像組合成人體內(nèi)部圖像,用以判斷和尋找人體中存在的健康隱患。這項技術(shù)挽救了無數(shù)人的生命。
太空毯
在馬拉松等長跑比賽中,選手需要消耗大量能量,過度疲勞和外界環(huán)境變化可能導(dǎo)致人體內(nèi)水分、養(yǎng)分流失和溫度失衡,使人體產(chǎn)生失溫現(xiàn)象,進(jìn)而導(dǎo)致意識障礙、動作遲緩,嚴(yán)重起來甚至?xí)<吧?。因此,我們?jīng)常能看到馬拉松運動員身上會披著一條特殊的太空毯。這張?zhí)鹤涌梢院芎帽3譁囟?,防止體溫大幅下降,而它最早其實是鋪在空間站上的。
由于空間站的熱防護(hù)罩有時會自動脫落,會導(dǎo)致空間站內(nèi)部溫度驟然升高,引發(fā)險情。于是,科學(xué)家決定把可以反射熱量的金屬隔熱罩安裝在空間站外部。它像是一把遮陽傘,可以有效減少空間站吸收的熱量。既然它可以向外反射熱量降溫,自然也可以向內(nèi)反射熱量保溫。因此,太空毯就這樣成了人們保持體溫的好工具。
太空科技,無處不在
太空科技在生活中的應(yīng)用遠(yuǎn)不止我們訪的這些。人類對宇宙探索的過程同樣也是在日常生活中收獲滿滿的過程。相信在未來,一定會有更多的太空科技造福地球,來到熬們身邊。
記憶海綿
當(dāng)你經(jīng)過一天的學(xué)習(xí)、工作、運動后,肯定想躺下來舒舒服服地睡一覺,而為你帶來這種舒適感受的,或許正是太空科技。有一種記憶海綿,當(dāng)你躺在上面一會兒后離開,會發(fā)現(xiàn)你在上面留下的壓痕不會立刻消失,仿佛海綿“記住”了你的形狀一樣。這種慢回彈特性,讓海綿床墊對人體產(chǎn)生的反彈更小、更為舒適。它被廣泛應(yīng)用在床墊、沙發(fā)材料中,也被用在籃球場和田徑賽場上以及運動員們的鞋子里。
這種神奇的記憶海綿最早是被安裝在宇航員的座椅上。在火箭升空和返回艙降落的過程中,宇航員需要承受巨大的壓力和震動。這時就特別需要一種能夠吸收沖擊力、質(zhì)地柔軟的材料。記憶海綿正是因此被發(fā)明出來的。
鼠標(biāo)
讓咱們再來說說電腦鼠標(biāo)吧。早期的電腦實際是沒有鼠標(biāo)的,一切程序指令都需要依靠鍵盤完成,很不方便。后來,為了讓航天器的飛行控制系統(tǒng)變得更易于操作,提升通信效率,科學(xué)家們設(shè)計出一種拖著兩個滾輪的設(shè)備,通過輪動將電腦操作反饋到屏幕光標(biāo)上,用來實現(xiàn)移動、選定等多項電腦操作。這讓電腦操作一下子變得方便快捷多了!早期鼠標(biāo)的外形圓潤,拖著一條長長的尾線,看起來還真有點兒像是一只小巧玲瓏的老鼠。后來,這種最早被應(yīng)用于航空領(lǐng)域的小小設(shè)備經(jīng)過數(shù)次升級,最終成了電腦的主流配件。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
要說起航天科技在我國的應(yīng)用,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)一定名列前茅。它可以為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)于1994年開始建設(shè),從最初的北斗一號系統(tǒng)升級到2017年建成的北斗三號系統(tǒng),截至2023年5月17日,我國已成功發(fā)射56顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,為全球用戶提供定位、導(dǎo)航等服務(wù)。
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不僅在日常生活中為我們導(dǎo)航指路,在天氣預(yù)報、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域更是發(fā)揮著重要作用。我們國家擁有自主研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),更是為了在國防領(lǐng)域擁有更多的自主權(quán),在未來的戰(zhàn)場上先發(fā)制人,而不是處處受制于人。
兒童故事畫報·發(fā)現(xiàn)號趣味百科2024年3期