藍(lán)天外的工廠

顏士州

在宇宙空間建造工廠，早已不是什么荒誕不經(jīng)的夢(mèng)想。自從20世紀(jì)50年代人造衛(wèi)星和宇宙飛船相繼上天以來(lái)，“太空建設(shè)”的藍(lán)圖就愈來(lái)愈清晰地呈現(xiàn)在我們眼前。如何在外層空間建造工廠，已成為當(dāng)今科學(xué)家們研究的課題。

在宇宙空間建造工廠，有許多得天獨(dú)厚的地方。例如，你不必?fù)?dān)心煤炭和石油的供應(yīng)，因?yàn)闊o(wú)私的太陽(yáng)會(huì)慷慨地向我們提供取之不盡的能量。只要在建廠的同時(shí)，將太陽(yáng)能電池送上軌道，就能把太陽(yáng)光變?yōu)殡娔?，給我們提供充足的動(dòng)力資源。

那么，地球上有哪些產(chǎn)品可以上天呢？

未來(lái)的太空工業(yè)，應(yīng)該發(fā)展一些特定的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品的生產(chǎn)在地球上受到種種條件的限制，而在太空中，有些生產(chǎn)工藝的限制就不存在了。未來(lái)太空工廠的產(chǎn)品，除了供太空居民消費(fèi)外，一部分還可以送給地面上的工廠使用。也許在不久的將來(lái)，太空中就會(huì)出現(xiàn)幾座煉鋼廠和制藥廠

無(wú)重力冶金工藝

我們知道的機(jī)械工程上經(jīng)常用錫和鋁進(jìn)行合成，來(lái)減少機(jī)器上轉(zhuǎn)動(dòng)部件的磨損。人們?cè)O(shè)想一種鋁鉛合金，這種合金比起鋁錫合金不僅成本低，而且更耐磨，火箭工程就需要這種理想的合金?？墒?，由于地球引力的作用，在熔化和混合這兩種金屬時(shí)，鉛總是沉到熔塊的底部，等到冷卻后，我們得到的不是一種均勻的合金塊，而是像一塊分層的夾心餅。

在環(huán)繞地球旋轉(zhuǎn)的太空工廠里，任何物體都沒(méi)有重量，制造合金時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)因比重不同而分層的麻煩。1977年，在一艘宇宙飛船上，宇航員們終于成功地制成了鋁鉛合金。

現(xiàn)在，還出現(xiàn)了許多無(wú)重力金屬制造工藝。例如，利用太空的失重和絕對(duì)真空狀態(tài)，可以制造像泡沫塑料一樣輕盈的泡沫金屬;還可以制成無(wú)缺陷晶體制品，供應(yīng)地球上的電子工業(yè)。

冶金工廠每天要消耗大量的礦石，如果太空工廠都要從萬(wàn)里之遙的地球把這些礦石運(yùn)來(lái)，就會(huì)得不償失。幸虧太空工廠的設(shè)計(jì)師們?cè)缇陀辛私^妙的安排。

太空“釣魚(yú)術(shù)”

人們?cè)缇拖氚l(fā)掘月球上的“寶藏”。十多年前“阿波羅”飛船在月球著陸時(shí)，宇航員曾經(jīng)帶回三百多千克的月球土壤。經(jīng)過(guò)化學(xué)分析，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)月球土壤含有豐富的氧和硅，鐵、鋁、鎂等金屬的含量也很高，這就為未來(lái)的太空冶金工業(yè)提供了豐富的物質(zhì)資源。

月球引力只有地球引力的六分之一，因此，從月球向太空工廠輸送原料，就可以大大節(jié)省能源開(kāi)支。同時(shí)，從太空工廠向月球派遣飛船，也比飛向地面要容易得多。為了將礦石運(yùn)出月球，美國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種以巖石為燃料的專(zhuān)用火箭。只要把裝有礦石的鐵箱填人火箭的空心管中，經(jīng)電磁體不斷加速后，就會(huì)以每秒1.5千米的速度飛向太空。這時(shí)，正在空間軌道上巡回的“捕捉器”，就會(huì)把這些礦石收集起來(lái)，運(yùn)向目的地。

近年來(lái)，天體物理學(xué)家對(duì)出沒(méi)于火星和木星間的小行星產(chǎn)生了濃厚的興趣。這些星球上有著豐富的鐵、鎳等金屬，可以用來(lái)為地球服務(wù)。美國(guó)科學(xué)家已經(jīng)擬定了一套捕捉小行星的方案。他們計(jì)劃選擇一個(gè)直徑約100米、重量約200萬(wàn)噸的“輕量級(jí)”小行星，當(dāng)宇航員們來(lái)到它的近旁時(shí)，可以很方便地把它塞進(jìn)一只特制的大口袋里，用纜索把口袋系在電磁火箭上，利用火箭的后坐力，將俘獲的小行星拖向指定的軌道——這真有點(diǎn)兒像在茫茫大海中捕魚(yú)的情景。

廉價(jià)的尿激酶

另一個(gè)有趣的方案，是在太空中制造生物體和藥物。活細(xì)胞好比是一座生產(chǎn)珍貴醫(yī)藥原料的化工廠，它能分泌抵抗疾病的抗體、激素和酶。可是細(xì)胞中所包含的化合物真是太多了，它的內(nèi)部就像一碗放了許多佐料的羹湯，人們要想從這碗羹湯中分離出所需要的化合物，是十分困難的。

在外層空間中，有些細(xì)胞會(huì)表現(xiàn)出離奇、有趣的習(xí)性，它們中某些成分的生長(zhǎng)速度會(huì)加快，分離也會(huì)變得容易些。在“阿波羅”飛船的實(shí)驗(yàn)室中，曾培育了一組腎細(xì)胞。這種細(xì)胞分泌的尿激酶，能溶解血管中的血塊，這是治療心血管疾病的特效。

這種尿激酶，在地球上生產(chǎn)一次注射劑量就需1000多美元，而在太空生產(chǎn)同樣劑量的尿激酶，據(jù)估計(jì)，費(fèi)用只要100美元左右。未來(lái)20年內(nèi)，人類(lèi)可將一座自動(dòng)控制的制藥廠送上太空。到那時(shí)候，人類(lèi)就可以生產(chǎn)許多地球上無(wú)法大量生產(chǎn)的貴重藥物了。

人類(lèi)建設(shè)太空工廠，在今天已經(jīng)成了迫在眉睫的事情。有人樂(lè)觀地估計(jì)，到了2030年前后，或許就會(huì)出現(xiàn)太空工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品。