人类征服太空的旅程
2022-10-13颜士州周周
● 颜士州 文 周周 编
自古以来,人类就幻想着在太空建造琼楼玉阁,并幻想在这天外仙境里居住、生活。中国古代就有蟾宫住着嫦娥,瑶池住着西王母的神话传说。
太空城想象图
太空城想象图
人类到太空居住的夙愿,能不能实现呢?宇航科学家预言,除了近几年建造空间工厂和发射永久性航天站以外,真正的蟾宫和瑶池——太空城在不久的将来就会出现,通往月球和火星的航天港也将出现,月球城和火星城将在21世纪末出现……人类将迈出坚定的步伐,奔向征服太空的旅程!
建造太空城
最早提出建造太空城和向太空移民的是美国普林斯顿大学的奥尼尔教授。自那时起,许多宇航科学家都在琢磨未来的太空城是个什么样子。目前,多数科学家认为,在太空中出现的第一座琼楼玉阁——太空城,将是球形的,直径为6.4千米左右,大约重20万吨,能住一万多人。
太空城不断旋转,大约两分钟旋转一圈,使圆球内壁上的离心力和地球表面的重力正好相等,人们生活在城中就像生活在地球上一样。太阳城里有鳞次栉比的亭台楼阁,有街道、花园和体育娱乐场所,还有起伏的青山、潺潺的流水、葱郁的树木、遍地的花草,环境十分优美。
在太空建造琼楼玉阁不比寻常,担任太空建筑任务的“建筑工”既是宇航员,又是搞建筑的能工巧匠。他们必须经过严格的训练,除了必要的宇航飞行的训练外,还必须在十几米深的水池内,身穿宇航服练习安装和对接等操作技术,合格后,才能到太空工作。到了太空工作场地,他们当然不会手持瓦刀、泥板工作,而是背负“机动器”走出飞行器的舱门,浮游在太空,亲手或通过机械手作业。
太空中的航天员
在地球上施工采用的“垒积式”或“积木式”方法,在太空都不适用了。在太空施工,上不着天,下不挨地,施工非常困难。建筑工在太空施工,一般采用“展开式”加“拼装式”的方法。先在地面上制造出组合件或半成品,再卷起来或折叠起来,它们的外形就像手风琴或雨伞,运到空间,用气体压力或机械方式把它们展开,然后再把它们连接拼装成各种各样的太空建筑。
在太空组织家庭
为完成如此规模宏大的航天事业,未来大批宇航员和太空建筑工人在太空飞行或逗留的时间势必延长,少则几个月,多则几年、十几年。那么男女宇航员们能否在太空组建家庭和养育下一代呢?
航天医学家们认为,男女宇航员完全能够在太空基地上组建家庭。最先研究这个问题的是前苏联。早在20世纪60年代,前苏联的生物卫星就运送老鼠上天“结婚”,让雌鼠在太空怀孕和分娩,而且试验获得了成功。
但在太空失重的情况下生育的幼鼠骨胳脆弱,肌肉也松驰无力。后来,科学家专门设计了“离心增重器”,让鼠笼高速回转并产生离心力来代替地心引力,有效地克服了太空失重的不良影响。
美国随后也进行了试验,他们先后将雌雄袋鼠送上太空,让它们在那儿“成家”,在前苏联的设计基础上,试验发现袋鼠安然无恙地生活,而且孕育出新的生命。袋鼠是比较接近人类的哺乳动物,它们“太空生育”的成功,为人类提供了有价值的经验。因此美国正在下一代的航天飞机上精心设计“航天新房”,这种新房设置在生活舱内,面积为6平方米左右。新房里有床、座椅等一些生活设施,并安装有人体状况监测仪器。今后,美国将让已结为夫妻的男女宇航员双双上天执行任务。
兴办太空农场
人类需要开发利用广袤无垠的太空,不久的将来,会有大批人员在太空基地——航天站、太空城以及月球城上生活、工作和组建家庭。在那里,太空基地不仅是开办工厂、做各种实验的地方,也是太空居民生活的大本营。据研究,一个人在太空生活一年,需要各种食物207公斤,水765公斤,氧气33l公斤。这些东西全部从地球上供给是十分困难的,应当在太空生产,以实现自给自足。因此在太空兴办农场势在必行。
1975年以来,美、苏两国共发射十几个航天站,在航天站的实验室里曾做过大量的植物生长试验。1980年和1982年,苏联两名宇航员在“礼炮6号”航天站上各生活了175天和211天。期间重要的试验课题之一,就是播种许多植物种子,进行宇宙植物生长的试验。
太空育种的辣椒
太空育种的茄子
太空育种的大南瓜
在太空农场里,宇宙植物生长得如何呢?在“礼炮6号”上,胡萝卜生长正常,葱头长得也不错,播种的小麦,发芽生长比地球上快2~3倍,15天便高达30厘米!初期的试验结果是令人鼓舞的,看来在太空农场里种植农作物是大有作为的。但是令人失望的情景出现了:黄瓜不开花,小麦不抽穗,豆荚不结籽!
这是什么原因呢?植物学家们认为地球上的植物生长到一定阶段,细胞会发生分化,发育为生殖细胞,就能开花结果,宇宙植物生长太快,细胞来不及分化,所以不能开花结果。还有人认为,在失重状态下,植物体内蛋白质的合成受到阻碍,新陈代谢过程受到干扰,妨碍了生殖细胞的发育。
后来,宇航科学家采用“太空农场”不断旋转的办法,使其产生的离心力代替地心引力,解决了宇宙植物不开花、不结果的难题。
我国从1987年种子“上天”开始,已试验了数以万计的植物种子。2016年“天宫二号”还种植了拟南芥和水稻。从神舟一号至神舟十四号的飞行任务基本都搭载了航天育种生物类试验载荷。“太空农场”生产的粮食和蔬菜营养丰富,周期短,产量比地面生产的高出2~6倍。相信在不远的未来,太空基地将真正成为人类休养生息的大本营。