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蓝天外的工厂

2020-09-26一州

学与玩 2020年6期
关键词:合金矿石引力

一州

如果将来有一天,你穿上宇航服飞出天际,在那茫茫宇宙中,你会碰到什么呢?也许,你将会看到神奇的太空工厂。有科学家乐观地估计,2030年前后,我们手中或许就会出现来自太空工厂的产品。至于它们的质量如何,那就有待你亲自发表意见了。

取之不尽的能源

在宇宙空间建造工厂,早已不再是梦想。自从20世纪50年代人造卫星和宇宙飞船相继上天以来,“太空建设”的蓝图就愈来愈清晰地呈现在我们眼前。在宇宙空间建造工厂,有许多得天独厚的优势。例如,你不必担心煤炭和石油的供应,因为无私的太阳,会慷慨地向我们提供取之不尽的能量。只要我们在建厂的同时,将太阳能电池传递上轨道,就能把太阳光变为电能,为人们提供充足的动力资源。

无重力冶金工艺

在地球上,有些产品的生产会受到条件限制。而在太空中,这些限制就不存在了。咱们现在的工厂常用锡和铝合成金属来减少机器上转动部件的磨损。人们曾设想制造一种铝铅合金,它比起铝锡合金,成本低,而且更耐磨,火箭工程就需要这种理想的合金。可是,由于地球引力的作用,在熔化和混合这两种金属时,铅总是沉到熔块的底部。冷却后,我们得到的不是一种均匀的合金块,倒像一块分层的饼干。

不过,在环绕地球旋转而没有自转的太空工厂里,任何物体都没有重量,制造合金时就不会出现因密度不同而分层的麻烦了。早在20世纪,宇航员就曾在一艘宇宙飞船上成功制成了地球上无从得手的铝铅合金。

当然,太空工厂还会出现其他无重力金属制造工艺。比如,利用太空的失重和绝对真空状态,人们可以制造出像泡沫塑料一样轻盈的泡沫金属,供应地球上的电子工业。

太空“钓鱼术”

冶金工业每天要消耗大量的矿石,如果太空工厂总要从万里之遥的地球把这些矿石运过去,就得不偿失了。幸亏太空工厂的设计师早就有了绝妙的安排。

人类早就想开采月球上的宝藏了,而月球正可以为我们未来的太空冶金工业提供丰富的矿产资源。月球引力只是地球引力的六分之一,从月球向太空工厂输送原料,就可以大大节省能源开支。同时,从太空工厂向月球派遣飞船,也比飞向地球容易得多。为了将矿石运出月球,科学家设计了一种专用火箭。只要装有矿石的铁箱被填入火箭的空心管中,经电磁体不断加速后,就会以每秒1.5公里的速度飞向宇宙空間。这时,正在空间轨道上巡回的“捕捉器”,就会把这些矿石收集起来,运向目的地。

近年来,科学家还计划“捕捉”一颗直径约100米、质量约200万吨的“轻量级”小行星。宇航员来到它身边,可以很方便地把它“塞”进一只特制的“大口袋”里,用“缆索”把口袋系在电磁火箭上,利用火箭的后坐力,将俘获的小行星拖向指定的地点——这真有点像在茫茫大海中捕鱼的情景呢!

太空制药

活细胞好比一座生产珍贵医药原料的化工厂,它能分泌抵抗疾病的抗体、激素和酶。可是,细胞中所包含的化合物实在太多了,它的内部就像一碗放了许多佐料的羹汤,人们很难从中分离出所需要的成分。

好在,宇宙空间中,有些细胞会表现出离奇有趣的特性,它们中某些成分的生长速度会加快,分离也会变得容易些。在阿波罗飞船的实验室中,曾培育了一组肾细胞。

这种细胞分泌的尿激酶,能溶解血管中的血块,是治疗心血管疾病的特效药。

这种尿激酶,在地球上光生产一次注射的剂量就需1000多美元;而在太空生产同样剂量,据估计,费用只要100美元左右。未来20年内,人类可将一座自动控制的制药厂送上宇宙空间。到那时,我们就可以获得许多地球上无法大量生产的药物了。

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