探索太空成就地球的精彩

瑞　良

2007年10月24日，我國(guó)成功地發(fā)射了首顆探月衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”。在此之前一個(gè)多月，日本發(fā)射了類(lèi)似的衛(wèi)星“月亮女神”。更早一些時(shí)候，即2006年9月3日，歐盟發(fā)射了一顆衛(wèi)星，對(duì)月球進(jìn)行了撞擊試驗(yàn)。德國(guó)最近啟動(dòng)了“月球探索軌道器”工程。印度提出了將于2008年發(fā)射“月球飛船一號(hào)”的計(jì)劃……一切都表明，新一輪的太空探測(cè)熱正在形成。

鑒于人類(lèi)在地球上的生存環(huán)境日趨惡化，人們對(duì)太空探索傾注了極大熱情，寄托了無(wú)限期望。但同時(shí)也有人對(duì)此不以為然，認(rèn)為太空探索是置地球上許多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題于不顧的勞民傷財(cái)?shù)摹懊孀庸こ獭薄Ｌ貏e是當(dāng)太空探索遇到困難和挫折時(shí)，更加深了人們的疑慮：冒著如此巨大的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行太空探索，究竟值不值得？回答無(wú)疑是肯定的。且不說(shuō)人類(lèi)生來(lái)就有探求未知的強(qiáng)烈欲望，空間探索能夠給人們展示全新的視野；單就現(xiàn)實(shí)生活來(lái)說(shuō)，太空探索已為我們創(chuàng)造了1500多項(xiàng)新技術(shù)和3萬(wàn)多種實(shí)用產(chǎn)品，它與人類(lèi)生活的許多方面都息息相關(guān)。

讓世界“聯(lián)通”起來(lái)

為了實(shí)時(shí)了解宇宙空間神秘莫測(cè)的面貌，掌握宇航員的健康狀況，航天飛機(jī)通過(guò)人造衛(wèi)星與地面控制中心聯(lián)系，從而推動(dòng)了衛(wèi)星通信、全球定位系統(tǒng)和移動(dòng)通信等的發(fā)展。

全球衛(wèi)星通信的理念要早于太空時(shí)代?？苹眯≌f(shuō)家阿瑟·克拉克早在1945年就指出，在地球赤道上空35800千米處的軌道運(yùn)行的衛(wèi)星可與地球保持相對(duì)位置不變，為其發(fā)送和接收廣播和手機(jī)信號(hào)創(chuàng)造了理想條件。按此理念，1962年發(fā)射的“電星1號(hào)”衛(wèi)星便可接收、增強(qiáng)并實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線電信號(hào)。1964年又發(fā)射了第一顆真正可與地球保持相對(duì)位置不變的衛(wèi)星。在半個(gè)世紀(jì)的運(yùn)行過(guò)程中，通信衛(wèi)星給世界帶來(lái)了翻天覆地的變化，不僅引發(fā)了即時(shí)通信設(shè)備領(lǐng)域的革命，還使我們?cè)黾恿藢?duì)世界遙遠(yuǎn)地區(qū)的認(rèn)識(shí)。通信衛(wèi)星還以廣播的形式，讓偏遠(yuǎn)地區(qū)的人們受到遠(yuǎn)程教育。

全球定位系統(tǒng)依靠的是繞地衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)的衛(wèi)星不斷播放時(shí)間和位置數(shù)據(jù)。接收器可根據(jù)接收信號(hào)所用的時(shí)間測(cè)算出與衛(wèi)星間的距離。接收器利用三四個(gè)衛(wèi)星提供的有關(guān)數(shù)據(jù)，便可計(jì)算出自己的準(zhǔn)確位置。

此外，遙感衛(wèi)星不但能夠繪制地球上礦產(chǎn)資源和植被的分布圖，監(jiān)控農(nóng)業(yè)土地的使用，而且還能顯示人們創(chuàng)造或改變的一些如今已經(jīng)不復(fù)存在的風(fēng)景，如秘魯叢林中的金字塔和我國(guó)被掩埋的部分長(zhǎng)城。氣象衛(wèi)星則可跟蹤天氣變化規(guī)律，對(duì)颶風(fēng)和臺(tái)風(fēng)等災(zāi)難進(jìn)行預(yù)警。

為健康加油

太空探索特別是載人航天技術(shù)的發(fā)展，對(duì)人類(lèi)生命科學(xué)的發(fā)展也作出了巨大貢獻(xiàn)，很多在空間飛行計(jì)劃中研發(fā)的技術(shù)，現(xiàn)在已應(yīng)用到臨床醫(yī)學(xué)及保健中，促進(jìn)了醫(yī)學(xué)的發(fā)展，提高了人類(lèi)的健康水平。

例如，準(zhǔn)分子激光原來(lái)是航天領(lǐng)域用于研究大氣層的，后來(lái)被用于醫(yī)療中進(jìn)行準(zhǔn)分子激光成形手術(shù)，這是目前創(chuàng)傷最小的血管成形手術(shù)。

又如，第一例太空疾病緊隨太空飛行而來(lái)，這就是長(zhǎng)時(shí)間失重導(dǎo)致的定向性障礙?？茖W(xué)家研制了多種藥物和設(shè)備，用來(lái)克服這種障礙，并治療由于長(zhǎng)期失重所引發(fā)的其他各種疾??；其中的一些方法還被用來(lái)治療暈船、暈車(chē)等常見(jiàn)病。

美國(guó)國(guó)家航空航天局曾研制出一種“生物反應(yīng)器”供醫(yī)學(xué)研究使用，這些反應(yīng)器可用來(lái)制造韌帶等人體組織。它們中和了地心引力，所以細(xì)胞能夠像在人的身體里一樣生長(zhǎng)。該局目前還在研究一種在被改變形狀后仍對(duì)原始形狀有記憶功能的“智能”材料，它可能有助于提高制作假肢的技術(shù)。

人們?cè)隗w檢時(shí)用來(lái)測(cè)量脈搏和其他身體狀況的非侵入式傳感器，是由監(jiān)測(cè)宇航員用的類(lèi)似設(shè)備直接派生出來(lái)的。而心血管疾病患者所用的微型心臟泵，則是借助航天飛機(jī)上的燃油泵技術(shù)研制而來(lái)。

在宇航員保健食品的研究中還發(fā)現(xiàn)，有一種海藻劑中含有兩種與人乳中十分相似的脂肪酸，由此生產(chǎn)出的一種強(qiáng)化嬰兒配方食品，據(jù)試用，對(duì)嬰兒的視力保護(hù)和心理發(fā)育有很大幫助。

助力現(xiàn)代生活

研制輕型隔熱膜，原是為了保護(hù)航天飛機(jī)免受外層空間極端條件的影響。如今，人們將這種隔熱膜應(yīng)用在賽車(chē)上，將車(chē)手與F1賽車(chē)強(qiáng)勁的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的高溫隔離開(kāi)來(lái)，保證了車(chē)手的安全。又如，地中海的陽(yáng)光令雅典公路表面灼熱，因此，一些長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員選擇了一種在鞋的內(nèi)底和側(cè)面都?jí)|上具有上述隔熱性能的金屬襯箔的運(yùn)動(dòng)鞋，這種鞋能反射地面的熱量，減輕腳部的溽熱感，使運(yùn)動(dòng)員在奧運(yùn)會(huì)上創(chuàng)造出好成績(jī)。

在美國(guó)國(guó)家航空航天局批準(zhǔn)并研發(fā)有關(guān)技術(shù)之前，燃料電池僅僅是一種科學(xué)奇想。然而現(xiàn)在，燃料電池已成為汽車(chē)領(lǐng)域和家用電器動(dòng)力的一大希望所在。

航天員在太空時(shí)大多生活在一個(gè)密封的小環(huán)境中，這種特殊的環(huán)境使散發(fā)在座艙內(nèi)的有害氣體和某些物質(zhì)無(wú)法排出，造成空氣污染。為解決此問(wèn)題，要求研制體積小、重量輕、靈敏度高的水和空氣過(guò)濾凈化裝置，這些研究成果現(xiàn)在已得到廣泛應(yīng)用，如氣相色譜技術(shù)和儀器就是據(jù)此研究出來(lái)的。

科學(xué)家們還利用空間具有微重力、高能粒子輻射和特殊電磁場(chǎng)等條件，把一些蔬菜、水果和糧食的種子帶上太空，通過(guò)“空間誘變育種”處理，促使種子發(fā)生突變，再到地面進(jìn)行大面積培育，如今已生產(chǎn)出一批個(gè)頭大、產(chǎn)量高、品質(zhì)好的新品種，如太空茄子、絲瓜、番茄等，其中蔬菜中的維生素c的含量比普通蔬菜平均提高20％左右，相信這些太空蔬菜將會(huì)越來(lái)越多地出現(xiàn)在尋常百姓的餐桌上。

可以這樣說(shuō)，如果沒(méi)有航天研究，就不會(huì)有手機(jī)和無(wú)線電話，不會(huì)有微波爐、遙控器、石英表、熔巖燈、不粘鍋、條形碼、防輻射的墨鏡……人們的物質(zhì)文化生活就不會(huì)像今天這樣豐富多彩。