宇航员上太空，和普通人有关系吗？

●地理君 文 秋菊 编

2022年10月31日15时37分，梦天实验舱成功发射升空，中国空间站马上要完成从“L”到“T”的搭建，将在离地球近40万米的宇宙中为人类拓展一隅之地。不久的将来，中国的宇航员们将在这里生活起居。

有人可能会问：为什么要花这么大的精力和财力去研究航天技术，对普通人有什么用？看完这篇文章，或许你会有答案。

衣食住行处处是航天

人们总是把航天科技和“听不懂”“高大上”相联系。殊不知在我们的日常生活中，不管是衣食住行还是看病娱乐，早已随处可见航天科技的痕迹，只是人们对此知之甚少。

首先，我们谈谈衣食住行中那些已经司空见惯，却来头很大的航天科技。

衣：气垫鞋和护目镜

下了班你想出去跑个步，活动一下僵直的腿脚，于是换上了运动鞋。运动鞋后面有一块看着很厚的气垫鞋帮，但穿上很轻盈。有了它，运动时有明显的减震感，能保护膝盖和脚踝。这种鞋帮的“中空吹塑成型”制造工艺，就来源于宇航服的制作技术。

上个世纪60年代，在准备“阿波罗”登月计划时，科学家们为了制造一个厚度均匀且能耐受很大压力的宇航服内胆，发明了一种类似于打造古老玻璃瓶的制作工艺：把一团耐压软材料加热软化，放在一个模具中，然后再向这个模具中吹入高压气体。

如今的气垫鞋不止为运动服务，还作为时尚元素出现在时装展上。

在“阿波罗计划”成功完成后，曾就职于NASA的工程师弗兰克·鲁迪突发奇想，利用该技术将空气注入耐用薄膜中制成鞋底，从而使鞋底受力更加均匀，并提供良好的缓震性能。一家年轻的公司投资了这个技术，从此，轻盈耐用的气垫鞋出现在了运动场上。无论是跑步还是打球，这种带减震的气垫鞋如今几乎人手一双。

滑雪玩家会选择购入一副自己的雪镜，既能防风又能过滤掉雪地对太阳光的反射，这也是太空科技的衍生。

阿波罗11号上牛肉蔬菜包的模拟图。食用时向袋子里加入水，让经过干燥的食物恢复到原样后再食用。

还有另外一种运动装备，也从太空科技走向了日常生活，那就是护目镜。

太空中充满了高能辐射及高速运动的微粒，为了保护宇航员的眼睛，20世纪80年代，两位来自喷气推进实验室的科学家研制出一种焊接眼镜，能够吸收、过滤和散射焊接过程中发出的强光。

后来该技术被广泛用于防紫外线太阳镜，曾用于航天员护目镜的特殊涂层可以阻挡有害辐射，不怕水，也不会轻易留下划痕，使可见性大大提高，这对于户外运动来说再合适不过了。

食：真空包装、脱水蔬菜水果

从离开地面的那一刻开始，宇航员们将会经历一场漫长的旅途。长路漫漫，和吃喝拉撒相关的发明少不了。食品的真空包装技术、逢年过节一定要买的水果干和方便面里不起眼的脱水蔬菜包，这些最开始都是为了满足宇航员的用餐需求。

你嫌弃的脱水蔬菜包，属于第二代航天食品。

营养工程师们在食物做好之后，将其快速冷冻然后在真空室中缓慢加热，食物中冻结成冰的水分就可以升华除去，同时保持98%的营养成分，成为重量只有原来的20%的脱水蔬菜、水果。经过这套处理流程，蔬菜和水果可以长时间保存，也便于运输。

如今，随着技术及装备的进一步发展，宇航员们在太空吃的已经和地球没有太大区别了。三明治、蛋糕、咖啡等都可以带到宇宙吃，神舟十三号的宇航员甚至可以根据个人喜好拥有东北炖菜、川菜、海鲜等地方风味。

回弹很慢的记忆床垫

住：回弹床垫、建筑材料

结束一天的劳累回到家，你向后一躺，躺在了由宇航员座椅技术衍生的回弹床垫上。

这种由记忆海绵材质制成的床垫和枕头，由慢回弹的聚氰氨酯海绵组织做成，能够根据人身体的曲线和温度自动调整形状，从而化解身体各压迫点的压力。

这些材料制成的宇航员座椅，在突发的碰撞过程中可以快速吸收碰撞的能量，但释放过程缓慢，可以帮助宇航员缓冲火箭爬升时承受的巨大的加速度，有效地保障人身安全。

今天，在飞机和汽车的防护、运动保护、马鞍、箭靶、康复器械上都可以见到它的身影。

在航天飞行中令人体不适的除了加速度，还有往返地球经过大气层时发生的激烈摩擦，其残酷程度堪比“冰火两重天”，甚至会危及宇航员的安全。为了保证宇宙飞船内部环境始终宜人，合适的隔热材料就显得尤为重要。

如今，中国航天科技集团五院将航天器热控涂层技术应用到民用建筑隔热涂料的研制中，自主研发了一种绿色环保的建筑隔热涂料。

建筑外墙需要安装隔热材料

这种涂料具备反射隔热、辐射隔热、阻隔隔热的综合隔热保温效果，隔热温差效果达23℃以上，可大幅节约制冷及加热能源。这种热控涂层技术现已为中国“四大火炉”之一的武汉送去了清凉，成为家居建材的新选择。

行：导航、救援及气象预报

中国人每天要无数次打开微信，你是否曾为开屏画面所停留？

最为大家熟知的微信开屏页，是一张拍摄于1972年12月7日的真实照片，由阿波罗17号飞船上的三名宇航员用一台80毫米镜头的哈苏照相机拍摄而成。

2017年9月25日至28日，当你打开微信，启动页面上的“地球”，出自目前最牛的静止轨道“地球摄影师”——我国风云四号A星。

2022年3月12日，宁夏吴忠，运用北斗导航无人驾驶播种技术开展滴灌节水千亩春小麦播种。

风云四号气象卫星南京信息工程大学地面接收站观测场雷达天线星轨

自从1988年9月7日我国成功发射第一颗试验性气象卫星“风云一号”后，截至目前，我国已成功发射“两代四型”共19颗风云气象卫星。

“风云”系列卫星为我们提供天气预报、灾害监测、科学研究等功能，“北斗”系列卫星则专注于定位与通信领域。

不仅仅是导航，“北斗”的定位技术还能帮助农业实现机械化、协助公安交警在重大案件或事故发生时取证，并在出现突发状况需要救援时，快速找到就近车辆作为增援。

重大自然灾害来临时，往往会对通信设备造成严重破坏，让灾区成为“信息孤岛”。此刻，只有在外太空运行的卫星等航天器才能帮上忙。

2008年汶川地震发生后，震中附近的重灾区失去了和外界的一切联系。5月12日22时左右，首批救援官兵到达，并使用北斗卫星导航系统用户终端机连夜发回实时灾情数据，为地震重灾区发出了第一束生命急救电波。

医疗与娱乐，受益于航天图像处理技术

在浩如烟海的航空衍生科技中，娱乐与医疗行业应用最广的，当数图像处理方面的技术革新。

数码相机

想为生活中的重要时刻留下一张照片，按下快门才发现胶卷用完了——幸好现在的数码相机时代早就没有了这种遗憾。

阿波罗11号飞船返回地球途中，从约1.6万公里远的太空中拍到的月球。那个时候专用于航天事业的数码相机所拥有的分辨率还达不到30万像素。

数码相机能够取代胶卷机成为主流，依靠的是便捷高效的图像传输技术。这项技术最早是为航天及军事研发的。因为太空中如果用胶片拍摄，后期送回地球洗印将是非常麻烦的事情，不但成本很高、效率低下而且还很危险。

随着“电荷耦合元件”的研究与开发，在太空中可以通过卫星系统以电子信号的方式向地面发送照片，解决了太空图像的捕捉与对地图像传输的难题。

1969年7月，美国“阿波罗”登月飞船上的航天员在月球上拍下了数码照片，尽管仍然使用感光胶片作为记录媒介，但图像信号却能通过卫星系统顺利传送到地面指挥中心。

后来日本索尼公司率先对这种曾经用于军事科研的产品进行民用化研究。如今数码相机已经走入千家万户，像素也已达到上亿级别。

除了拍照，在视频拍摄中，通过图像处理达到的电子防抖功能也来自于航天技术，最早是为了分析航天飞机发射过程录像而设计。它可以有效去除影像中的抖动、旋转和连续变焦中的缺陷。

化妆品研发

如果说航天科技的发展为人类“留住了青春”，你一定不信。但图像处理技术发展中还有一项成果，它的确帮助改善了人类的皮肤状况。

为了给月球绘制出更精确的地图，当年美国宇航局喷气推进实验室的科学家们开发了一种计算机图像处理技术，即“月球照相斜测法”，可以为阴暗的、阳光照射不到的地方也测绘出精确的地图。

人类的皮肤虽然看起来很光滑，但是如果放在高倍率的放大镜下观测，一样布满了皱褶、起伏和沟壑，可以把它简单类比为“月球表面”。

格罗夫夫妇在喷气推进实验室的技术转移项目支持下，开发了一种叫做“光学轮廓测定法”的技术，可以清晰地显示出皮肤的组织结构、粗糙程度、干燥程度、皱褶和伤痕，并进行数字化的分析，能可靠地为护肤产品的研发、筛选和营销提供支持。

维生素A及其天然代谢物以及人工合成类似物组成了一组称为类视黄醇即维A酸类具有生物学活性的化合物，可以促进正常表皮细胞增殖，使过度增生的表皮正常化。

核磁共振检查

对照实验中通过计算机图像清晰地显示出，类维生素A可以起到一定的抗衰老作用。使用者的皮肤皱褶明显减轻，在眼角三角区的效果尤其明显。这些是传统的图像分析或者触摸分析做不到的。

临床影像诊断

图像处理技术的发展也大大提高了临床诊断的准确性。

目前医院使用的“计算机辅助X射线断层摄影技术”，也就是人们常说的“CT”，源于阿波罗计划中为了提高月球照片清晰度而发明的“计算机月面图像清晰度增强技术”。这一技术是当今核磁共振、CT医疗器件的基础。

在医疗卫生与生活娱乐方面，还有一些航天技术的发展也功不可没：

现在商场里的商品都贴有条形码，既方便管理货物，也大大缩减了购物结账时间。其实这种识别系统最初是为记录和控制太空计划中不计其数的组件而发明的。

车站进站口和出站口，工作人员用红外测温装置检测体温。

疫情期间，机场、地铁站等公共场所都配备了红外线温度计，用于排查疑似感染的发热病人，这种技术源于用来观测遥远星球温度的航天飞机和红外线天文观测技术。

当今在医学界大量应用的重症监护病房，源自对宇航员进行健康检测的需要；为人类带来新生的人造心脏，源自航天飞机的燃料泵技术。

考古与地理勘探，与上天相连

想不到吧，航空与考古“一天一地”，竟然也能搭上关系。

与传统的以洛阳铲为主的细致田野考古相比，如今利用卫星、航天飞机、航空飞机、无人机等不同的空间平台和探测设备探测古代遗迹的遥感考古，有着视野广、效率高、对遗址无损探测等诸多优势。

很多肉眼难以直接观察到的信息，可以通过遥感平台上的观测设备获取它们的电磁波数据，经过计算机处理后就能了解观测地表的植被、土壤、地形等变化状况，进而提取考古目标信息。

新疆吉仁台沟口遗址发现了大量的煤灰和未燃尽的煤块，将人类使用煤炭资源的历史最少上推千年。

在遥感考古现场，你会看到三维激光扫描仪、无人机、磁梯度仪、高密度电法测量系统等各种高科技仪器。

不仅是考古，地理研究、城市规划、环境保护等相关工作者离不开的数字高程模型，就是通过航空航天遥感测量、机载激光雷达测量等测绘技术获取的数据集。

在新疆伊犁喀什河中游的吉仁台沟口墓地遗址发掘中，通过遥感考古和地面考古的互相协作探察，在吉仁台沟口墓地共发现墓葬68座。利用数字高程模型（DEM）影像可以去除地面植被等其他杂乱信息的干扰，使得观测对象更加清晰。

除了观察地面遗址，遥感探测的触角还可延伸到地下或水下。比如在水下遗址探测中，遥感手段能测量水下地形，反演历史条件下的水下地形信息，从而确定遗址的位置和范围等。

2022年是中国载人航天工程立项实施30周年，航天技术民用及二次开发不是一个新话题，却有持久而重要的价值。曾经“高大上”的航天技术经过革新应用，早就渗透进了日常生活的方方面面。

航天有什么用？相信这也不再是一个问题。

获得2022年诺贝尔生理学或医学奖的进化遗传学家斯万特·佩博曾公开表示，在研究人类的起源和进化过程中，他对现代人类的独特性越来越感兴趣：

“大约在4.5万年前，现代人类的祖先已经从非洲抵达澳大利亚，那意味着他们冒险穿越了宽无边际的大海。其他古人类，包括尼安德特人，他们从不在海上冒险。”

“我想说的是，这其中有疯狂的地方。在发现复活节岛之前，有多少人出海消失在太平洋上？我是说，这太荒谬了。你为什么要这么做？是为了荣耀吗？永生吗？好奇吗？而现在我们去火星。我们从不停止。”

一个时代的航天技术往往代表着同时期人类科技所能达到的最高水平。

随着全世界各国航天探索活动的发展，曾经出现在新闻和课本上“高不可攀”的航天技术不再遥远，一步步走进了我们的日常生活，飞快地拔高着全人类的生活水平。这是人类在不断挑战自我、探索未知的道路上，应得的奖励，这是属于全人类的成就。