神舟航天員天宮會師搞科研,空間站哪些技術能用於老百姓生活?

老粥科普 發佈 2022-12-01T15:44:28.347783+00:00

2022年11月29日夜,長征2F火箭載著神舟十五號飛船和三名航天員飛向天宮空間站。第二天一大早,中國航天「最老乘組」與守候在空間站的「最忙乘組」勝利會師,開啟為期半年的太空之旅。

2022年11月29日夜,長征2F火箭載著神舟十五號飛船和三名航天員飛向天宮空間站。第二天一大早,中國航天「最老乘組」與守候在空間站的「最忙乘組」勝利會師,開啟為期半年的太空之旅。

費俊龍今年57歲,鄧清明56歲,兩人都是航天員大隊第一批航天員,張陸46歲,是第二批航天員,三人平均年齡超過53周歲,稱其「最老乘組」當之無愧。但老將們飛去空間站並不是上「老年大學」,唱唱歌寫寫字那只是業餘愛好,他們做的工作比起年輕人來卻一點兒也不輕鬆,在半年時間裡航天員們要操作15個科學機櫃和數十個艙外載荷平台,做超過40項科學實驗和技術試驗。

有小夥伴問:空間站高端大氣上檔次,太空科學實驗與我們老百姓的日常生活有什麼關係?航天員會不會在太空發明一些方便在地球上使用的產品呢?

這是一個很好並且很有趣的問題,簡單地說,空間站實驗大多涉及前沿科學課題,我們日常生活通常不會直接用到,但今天司空見慣的許多東西卻與多年以來太空探索技術發展密切相關。

許多孩子從出生起就喝嬰兒配方奶粉,這東西營養豐富,沖調方便,深受許多年輕父母和寶寶的歡迎。配方奶粉里DHA(二十二碳六烯酸)和ARA(花生四烯酸)最早就是為了太空人在太空長期生活而開發的膳食補充劑,這兩種脂肪酸也存在於人乳中,據說對大腦發育非常重要,可以為太空人補充營養。

另一個大家耳熟能詳的例子是尿不濕,這東西對於奶爸們來說簡直就是最偉大的發明——因為他們再也不用被迫洗一大堆尿布了。

尿不濕超級吸水,並且透氣不潮,很適合嬰兒嬌嫩的屁屁。把它做成小小的薄片就是衛生巾。能做到吸水又不潮濕,是因為其夾層里添加了一種名為「聚丙烯酸鈉」的超吸水性樹脂(SAP)能吸收和蓄積自身重量幾十上百倍的水,樹脂吸水後變成凝膠狀,從而「鎖」住水分。

SAP並不是專為載人航天而發明,它最開始應用於土壤保水,但卻為早期太空人消除了尷尬。五六十年代,美蘇太空人經常被迫尿在航天服里,這會導致皮疹。後來參與NASA太空衣設計的唐鑫源先生把SAP填充到太空衣夾層中,解決了大問題。直到今天,航天員從空間站出艙行走前依舊會穿上尿不濕。

除了嬰兒用品,我們日常使用的水過濾器、空氣淨化器和可攜式吸塵器也與太空飛行有關。

為了支持太空人在空間站長期生活,科學家需要將空氣中的二氧化碳、乙烯等有害氣體過濾掉,同時把人體皮膚和呼吸排出的水蒸氣分離出來再生利用。太空飛行器是一個全封閉的系統,空氣和水的消毒和循環利用不能使用氯等有毒材料,因此誕生了許多再生生保新技術。多年以來,原本為空間站生命保障而設計的設備已經走入了尋常百姓家,給我們的生活帶來方便。

早期遙感衛星拍攝地面照片後,需要把膠捲密封在一個耐高溫的罐子裡扔回地面,罐子穿越大氣層後釋放降落傘,再由軍方出動飛機或船去找。這樣做一方面可能丟失膠捲,並且時效性也差,軌道低導致衛星壽命短暫,膠捲和罐子的攜帶數量也有限。為了解決這個問題,科學家嘗試將CCD技術應用到衛星上,由此發展出的CMOS圖像傳感器今天已經廣泛應用於數位相機,你的手機里就安裝了好幾顆這樣的光學照相元件。

除了數位相機,我們平時用到的藍牙耳機、電腦滑鼠、嵌入式網絡、紅外測溫儀等電子產品,它們早期也是為了太空旅行而開發的,或者部分使用了空間技術成果。記憶海綿當初是量身定製的載人飛船座椅材料,以便在起飛和降落階段為太空人提供更多保護,今天,它成為枕頭的填充物。太空熱環境非常極端,朝向太陽的一面溫度超過攝氏100度,背陰面又低於攝氏零下100度,科學家發明了鍍鋁聚酯薄膜為太空飛行器和太空人保溫,今天這種既輕又保暖的「太空毯」成為露營者的好幫手。

「兵馬未動糧草先行」,神舟十五號乘組的吃穿用度早在半個月前就由天舟五號貨運飛船送上了太空,這意味著航天員所吃的食品需要至少半年的保鮮期。為了保證太空人吃得健康,NASA從1960年代開始就制定了嚴格的標準,確保食物長期保存後不產生有害細菌和毒素。今天這些保鮮技術和標準也廣泛應用在了我們日常的包裝食品中。

太空探索耗資巨大,雖然許多人都想成為航天員,親自到太空仰望星辰、俯瞰大地,但真正能成為航天員的只是鳳毛麟角。你不用沮喪,因為我們平時一樣用到了許多太空科技和產品。

建造空間站一方面可以利用太空微重力、高真空、強輻射等極端環境來從事前沿的科學實驗,探索更多未知世界,為星辰大海的遠征做準備。同時我們也要看到,發射衛星、建造空間站、將航天員送到太空所用的許多技術越來越多地走進尋常人家,為提高我們的生活質量做出了貢獻。

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