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造福地球的太空科技

2024-05-18鲁兆森

关键词:纸尿裤宇航员空间站

鲁兆森

探索遥远的太空和我们地球上的生活有什么关系?实际上,许多太空科技成果已经应用在了我们的衣食住行当中,你和宇航员的距离,或许并没有那么遥远。

太空科技,助力成长

太空科技并不是最近才走进人们生活的。也许你在很小的时候,就已经享受到了与之相关的科技成果。不信,你看……

纸尿裤

当你还是个小婴儿的时候,也许穿过纸尿裤。太空探索早期,许多宇航员就是穿着纸尿裤进入太空的。身着厚重航天服的宇航员在太空中难免会产生尿液和粪便。在太空失重环境下,储存和处理这些排泄物非常困难——如果在太空中使用家用抽水马桶,那么只要你一按冲水按钮,很可能会造成“井喷”。

于是,科学家发明了能够让宇航员在太空中长时间穿着、有效吸收尿液,同时又能保持舒适、干燥的纸尿裤。

后来,随着航天技术的发展,纸尿裤逐渐退出了太空工作平台,却走进了人们的日常生活,穿在了小宝宝以及卧病在床的病患身上。

婴儿食品

陪伴你成长的不光是纸尿裤,还有各式各样的罐装婴儿食品。科学家在为宇航员寻找健康的太空食品原料时,发现了一种藻类,可以产生大量的二十二碳六烯酸(DHA)。DNA在人类大脑、眼睛和神经细胞发育过程中起到非常重要的作用,婴儿可以从母乳中获得DHA。科学家一边探索航天食品,一边将DNA添加到了婴儿食品当中。如今,市面上大部分婴儿配方奶和罐装辅食都会添加DHA成分,帮助婴幼儿健康成长。

烟雾报警器

现代的许多建筑里都安装了烟雾报警器,用来预警火灾。烟雾报警器其实也来自太空科技。

要知道,太空火灾可比地球上的火灾凶险得多。在结构复杂的飞行器或者空间站内部,一旦发生火情,起火位置往往难以察觉;在微重力环境下,烟雾的扩散方向也难以控制;一旦火势扩散,在茫茫宇宙中,宇航员想要及时逃生,几乎是不可能的事。因此,及时发现太空火情,防微杜渐就变得尤为重要。

一开始,科学家们研制出能检测放射性同位素的烟雾报警器,以此探测烟雾和有毒气体。后来,经过多方改进,造价低廉、性能卓越的民用烟雾报警器很快走进了千家万户。

太空科技,带来美食

最早的太空食品是类似牙膏一样的流体食物。

随着存储技术的发展,我国航天员已经可以在太空中享用鱼香肉丝、宫保鸡丁等各式菜肴了。日益发展的航空科技可以让身处太空的航天员吃得更好,同样也能为地球上的人們带来更多美味。

冻干食品

方便面里除了面饼和调料,往往还会有一包经过脱水的冻干蔬菜包。我们在超市里,有时也能见到冻干技术处理的水果干和蔬菜干。它们与人类探索太空有着密切关系。食品冷冻干燥技术是在第二次世界大战时期发明的,它通过一系列冷冻和干燥的操作,脱去食物中的水分,使食物能长期储存且保留营养价值,可以很好地满足宇航员太空作业的需要。航空领域的科学家们对这项技术进行了进一步研究和改良,让原本主要用于军队的冻干食品变成了宇航员的美餐,也让冻干食品走向了大众餐桌。

太空育种

太空的特殊环境往往会对生物体产生一定的影响。比如,太空辐射就有可能会对宇航员的身体造成伤害,甚至导致基因突变。但是,如果把植物种子送入太空,在太空辐射、微重力、高真空环境因素下,诱发植物种子发生基因变异,就有一定概率产生出更加优良的植物品种,这项技术被称为“太空育种”。

自1987年以来,我国利用返回式卫星和神舟飞船等先后进行了几十次搭载,对超过1000个品种的植物种子进行了太空育种试验,培育出了小麦、水稻、青椒、番茄、黄瓜等多种作物新品种。经过太空育种后的瓜果蔬菜不仅产量更高,口味也更好。一些“太空椒”“太空瓜”已经出现在了超市的货架上。不光是蔬菜,棉花等经济作物和百合等花卉植物也曾体验过太空之旅。

净水设备

人类在数千年前就意识到自然界的水里含有大量微生物和细菌,直接饮用会危害健康。因此,人类很久以前就懂得过滤和净化饮用水了。

太空科技不仅为我们带来美食,对我们的饮水方式也有诸多影响。现在的许多家庭都会安装一套净水设备,它也与太空科技息息相关。

想要把干净的饮用水带入太空,费用高昂。因此,太空飞船除了携带必备的水源,还需要依靠净化设备对宝贵的水资源实现循环使用。因此,科学家开发出了既能适应空间站的狭小空间,净化效率又高的净水系统。这套设备除了在航天领域应用,也在生活用水净化、水池和喷泉灭菌等场景广泛使用。

耳膜邻近人体脑部温控中心一一下视丘,耳膜与下视丘有相同的血液来源,一旦人体温度发生异常,耳膜的温度也会随之发生异常。因此,用耳膜温度来反映人体温度是比较准确的。

太空科技,保护健康

太空科技不仅帮助人们探究宇宙未知空间,也守护着人们的健康。瞧,一些航天科技如今也成了医护人员的好帮手呢。

耳温枪

在人类探索宇宙的过程中,发现一些新的天体总令人格外激动。但由于距离遥远,一些星球光线暗淡,很难用光学望远镜直接观测。好在不少天体都会释放红外辐射,科学家可以通过监测红外辐射来发现和寻找更多的未知天体,并且测量和估算它们的温度。同时,红外辐射监测技术也被应用到许多卫星上。当然了,科学家们自然不会满足于仅将这项技术限制在航天领域。于是,经过技术改进,一款新型红外测温仪横空出世——只要测量耳膜发出的红外辐射,就可以迅速读出人体的温度。这可比传统的水银温度计安全便捷得多啦。

计算机断层扫描仪

计算机断层扫描仪(CT)是医院里常用的检查设备。如果你在医院里见过CT扫描仪,恐怕很难想象这项技术最早是用来观测月亮的。在著名的阿波罗登月计划中,为增强月球表面图像的清晰度,科学家开发出了计算机数字图像增强技术。这项技术也成了CT扫描仪的研发基础。

CT扫描仪通过X射线拍摄人们身体的不同截面获得影像,再将这些影像组合成人体内部图像,用以判断和寻找人体中存在的健康隐患。这项技术挽救了无数人的生命。

太空毯

在马拉松等长跑比赛中,选手需要消耗大量能量,过度疲劳和外界环境变化可能导致人体内水分、养分流失和温度失衡,使人体产生失温现象,进而导致意识障碍、动作迟缓,严重起来甚至会危及生命。因此,我们经常能看到马拉松运动员身上会披着一条特殊的太空毯。这张毯子可以很好保持温度,防止体温大幅下降,而它最早其实是铺在空间站上的。

由于空间站的热防护罩有时会自动脱落,会导致空间站内部温度骤然升高,引发险情。于是,科学家决定把可以反射热量的金属隔热罩安装在空间站外部。它像是一把遮阳伞,可以有效减少空间站吸收的热量。既然它可以向外反射热量降温,自然也可以向内反射热量保温。因此,太空毯就这样成了人们保持体温的好工具。

太空科技,无处不在

太空科技在生活中的应用远不止我们访的这些。人类对宇宙探索的过程同样也是在日常生活中收获满满的过程。相信在未来,一定会有更多的太空科技造福地球,来到熬们身边。

记忆海绵

当你经过一天的学习、工作、运动后,肯定想躺下来舒舒服服地睡一觉,而为你带来这种舒适感受的,或许正是太空科技。有一种记忆海绵,当你躺在上面一会儿后离开,会发现你在上面留下的压痕不会立刻消失,仿佛海绵“记住”了你的形状一样。这种慢回弹特性,让海绵床垫对人体产生的反弹更小、更为舒适。它被广泛应用在床垫、沙发材料中,也被用在篮球场和田径赛场上以及运动员们的鞋子里。

这种神奇的记忆海绵最早是被安装在宇航员的座椅上。在火箭升空和返回舱降落的过程中,宇航员需要承受巨大的压力和震动。这时就特别需要一种能够吸收冲击力、质地柔软的材料。记忆海绵正是因此被发明出来的。

鼠标

让咱们再来说说电脑鼠标吧。早期的电脑实际是没有鼠标的,一切程序指令都需要依靠键盘完成,很不方便。后来,为了让航天器的飞行控制系统变得更易于操作,提升通信效率,科学家们设计出一种拖着两个滚轮的设备,通过轮动将电脑操作反馈到屏幕光标上,用来实现移动、选定等多项电脑操作。这让电脑操作一下子变得方便快捷多了!早期鼠标的外形圆润,拖着一条长长的尾线,看起来还真有点儿像是一只小巧玲珑的老鼠。后来,这种最早被应用于航空领域的小小设备经过数次升级,最终成了电脑的主流配件。

北斗衛星导航系统

要说起航天科技在我国的应用,北斗卫星导航系统一定名列前茅。它可以为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。北斗卫星导航系统于1994年开始建设,从最初的北斗一号系统升级到2017年建成的北斗三号系统,截至2023年5月17日,我国已成功发射56颗北斗导航卫星,为全球用户提供定位、导航等服务。

卫星导航系统不仅在日常生活中为我们导航指路,在天气预报、环境监测等领域更是发挥着重要作用。我们国家拥有自主研发的卫星导航系统,更是为了在国防领域拥有更多的自主权,在未来的战场上先发制人,而不是处处受制于人。

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