航天与仿生

李新花

“神舟五号”离不开航天科技和航天英雄，而生物科学在宇宙航天事业中也功不可没。我们知道，只有当航天飞船的运行速度超过7.9 km/s 时，才能挣脱地球的吸引力，遨游太空，而与飞船同行的航天员也因此遇到了麻烦。首先，当飞船由静止加速到7.9 km/s的过程中，由于惯性对航天员产生很大的压力，这时体内的大量血液会由心脏涌向下肢，使大脑严重失血，这不仅会影响航天员的正常工作，甚至还危及生命；其二，当航天员长时间在太空飞行，由于身体失重，影响血液向下肢的运输，可能会造成下肢肌肉缺乏营养，甚至萎缩。如何解决这些问题呢？科学家最终从长颈鹿那里获得了启示。

长颈鹿体内血压高达46.55千帕（高出人正常血压的2倍），这样才能保证将血液压上5米高的头部。你可能会想，当长颈鹿低头饮水时，这样高的血压是否会导致其脑血管破裂？事实上，长颈鹿低头、抬头自如。这是为什么呢？科学家经过研究发现，长颈鹿身上紧绷的皮肤具有防止血管崩裂的作用。由此，科学家提出了“通过改变外界环境对血管的压力来调节航天员体内血液分布”的设想，研制了一种模仿长颈鹿皮肤的飞行服 ——“抗荷服”。抗荷服能随着飞船运行速度的加大，自动充入气体（或液体），对航天员的腹部和下肢加压，以阻止血液过多地向下肢运输，从而防止了脑缺血现象的发生。

依据同样的原理，科学家还为长期生活在太空的航天员研制了一种特殊的器械（一种密闭的袋子），将航天员腹部以下的肢体套入该器械中，即可减小环境对血管的压力，使航天员身体上部的血液能输向下肢。航天员每天坚持用这种器械锻炼几小时，就能防止腿部肌肉的萎缩。由此看来，载人航天飞船进入太空与生物科学有着不解之缘。

蝴蝶也为航天事业帮了大忙。蝴蝶身体表面上的小鳞片可以调节体温。当气温升高、阳光直射时，鳞片自动张开，以减小阳光的辐射角度；当外界气温下降时，鳞片自动闭合，让阳光直射鳞片，来增加吸收的热能。科学家为飞船设计的控温系统，就是模拟蝴蝶鳞片的这一功能，使飞船上的精密仪器能够在温度为-200～2 000 ℃的环境中正常工作。科学家还预言，生物界的红螺菌，将成为航天飞船遨游太空的理想“生物燃料”。

你能解释科学家提出预言的依据是什么吗？请为实现这一预言提出你的设想。（提示：液氢是较理想的动力燃料，它的热价值高，1千克液氢相当于3千克的碳化合物燃料；并且氢燃烧后的产物是蒸馏水，对大气不会产生污染。红螺菌的生存条件要求较低，而且在光合作用过程中能放出氢气。）