2003年10月16日

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中青在线小调查

   

空间科技改变我们的生活

本报记者 刘世昕

  预知天气的变化、提供多彩的卫视节目,甚至用太空食品丰富我们的餐桌,看似高深奥妙的空间科技正在改变着人类的生活。

  20世纪50年代,人造地球卫星的首次发射成功,开始了人类探测、研究空间环境和开发、利用空间资源的新纪元。中国科学院院士刘振兴说,太空是继陆地、海洋、大气后,人类开发的第四环境。

  国际宇航科学院通讯院士、中国空间技术研究院朱毅麟研究员介绍说,航天技术有三大主要领域,第一是应用卫星和卫星应用,第二是载人航天,第三是深空探测。在应用卫星和卫星应用领域,我国已基本具备了不同轨道、不同功能的多种应用卫星,但是这还不能完全满足开发空间资源、服务人类的要求。载人航天把人类的活动范围从陆地、海洋和大气层扩展到太空,从而能更广泛和更深入地认识整个宇宙,并充分利用太空,开发太空极其丰富的资源。

  朱毅麟先生说,我们生活和工作越来越离不开的天气预报是我国风云一号、风云二号气象卫星的功劳。其中风云一号穿越地球南北两极运行,对全球进行风、湿度、温度等观测。风云二号卫星定点在东经105度的赤道上空,主要观测我国地区和西太平洋的天气变化,每半个小时发回一张卫星云图。气象卫星对人民的生命财产安全起到很大的保护作用,特别是在我国东南沿海台风多发地区。通过对云图的分析,我们可以提前3天判断台风的生成、预报其发展路线。像1986年,气象部门就根据卫星提供的资料,提前72小时做出了台风将在广东汕头登陆的预报,有关部门通知3000多艘渔船提前返港,300多万亩水稻提前收割,35座水库加固护堤,减少损失达10亿元。

  以前我们的电视只能看几个频道,现在的节目多得看不过来,这都归功于通信卫星。比如说,以前北京的电视节目要传输到广州,用微波的话,要每隔50公里建一座50米高的微波站,两地相距2000多公里,就要建40多个站,而且微波是直线性传输,线路铺到广州,就只能在广州和沿线地区收到电视信号。而卫星覆盖的是一个面,凡在这个面内的地点都能收到信号,比微波传输范围广,更快捷。除了电视节目,现在我国的国际电话都是通过卫星传输的,移动电话更是如此。

  空间生命科学是空间科学中最时髦的话题之一。40年来,许多生物卫星和其他航天器将一些动物和植物种子载入太空,科学家们一直饶有兴趣地观察、试验空间环境对生物的影响。

  空间生命科学的研究范畴包括两个方面:一是研究空间环境对各种生物细胞和器官的影响,特别是空间的辐射和微重力效应对生物发育、修复、免疫和骨骼等的影响程度,以及研究防治失重和辐射引起的免疫功能改变、骨质丧失、肌肉松弛、空间运动病和细胞组织的再生能力损伤等症状;二是寻找地外生命和研究生命的起源。

  朱毅麟介绍说,据不完全统计,自1987年开始,我国已经利用返回式卫星进行了10多次、400多个品种的植物种子搭载,经70多个单位参与地面试验,获得了许多科研成果。比如1988年搭载的“农垦58”号水稻种子,经过四代筛选,现在亩产已经稳定在600公斤以上。还有像西红柿,上天以后,产量比原来提高了20%以上。最奇特的是花卉,1996年搭载的万寿菊,原本花开两个月即谢,太空育种后开到4个月还无败象。

  航天器轨道飞行提供的高真空和微重力环境被科学家们看做宝库,它为人们提供了地面上难以获得的科学实验和生产工艺条件,可以进行地面上无法或难以进行的科学实验,生产地面上难以生产的材料、工业产品和药物。

  高真空提供一种超洁净条件。微重力则提供一种重力影响很微弱的极端物理条件。如由重力引起的自然对流基本消除,扩散过程成为主要因素;流体中的浮力基本消失,不同液体密度引起的组分分离和沉浮现象消失,液体仅由表面张力约束;润湿和毛细现象加剧;流体静压消失。

  在高真空和微重力环境中进行生命和生物科学实验,不会有有机物污染,不会发生混入或测定错误,细菌等实验用的微生物不会到处扩散,十分安全。

  在零重力或微重力条件下,进行无容器冶炼,不会有任何杂质混入,可以获得高纯度、高品质的合金;可将不同比重的金属或非金属均匀地混合,获得新型合金材料;可以克服地面加工存在的组分不均匀和密度大等缺陷,生长出高质量、大直径的单晶体砷化镓等半导体材料;可以生产百分之百圆度的轴承滚珠等圆球工业产品。而在地面上,由于重力的影响,轴承滚珠等总不是真正的球形。

  太空制药是真空和微重力环境利用的重要方面。在地面上制药,由于地球重力作用,培养物会发生沉淀,处在沉淀中的微生物会因缺氧而死亡;如输氧搅拌,所形成的低压小气泡又会破坏细胞;如加防泡剂,则会降低氧的溶解度,有碍微生物的繁殖,形成恶性循环。而在微重力环境中,培养物液体中含有大量的气泡,也不会沉淀,微生物可随时获得氧气,生长速度比地面快一倍以上,可高效率、高纯度地制造许多药物,如治疗烧伤的表皮生长素、治疗贫血的红血球生长素、防治病毒感染的免疫血清、治疗肺气肿的胰蛋白酶抑制素、治疗癌症的干扰素等。

  俄罗斯和美国都在空间站或航天飞机上建立了生产车间,成功地生产出半导体、各种金属、光学玻璃、陶瓷、超纯蛋白、药品等。例如,砷化镓是目前应用最广的半导体材料和制造集成电路最理想的材料,在地面生产的产品杂质多、质量差,太空中生产则无杂质、质量高。因此,美国在太空中拟建立生产砷化镓的车间。

 

 
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