我們生活中的太空技術(shù)

許晶晶

太空技術(shù)好像距離我們十分遙遠(yuǎn)。但是，要知道現(xiàn)在負(fù)責(zé)薯片裝袋的，正是當(dāng)年負(fù)責(zé)把“惠更斯”探測(cè)器輕輕降落到土衛(wèi)六（土星最大的一顆衛(wèi)星）的程序。把一片薯片完好無損地拋射到袋子里，需要精確計(jì)量它在重力作用下的飛行軌跡?？傮w來說，這和一個(gè)空間探測(cè)器進(jìn)入外星大氣層的原理并沒有多大不同。

現(xiàn)在，讓我們看看那些飛入尋常百姓家的太空技術(shù)吧。

耳麥

人類的太空探索并不總是一帆風(fēng)順的，宇航員格里索姆就有過不愉快的經(jīng)歷。1961年，他在執(zhí)行“水星”計(jì)劃時(shí)，降落在海中的返回艙艙門脫落，開始進(jìn)水下沉。糟糕的是，格里索姆根本無法求救，因?yàn)楣潭ㄔ谂搩?nèi)的通訊設(shè)備都泡在水里了。

經(jīng)過這場(chǎng)災(zāi)難，從事空間技術(shù)的工程師們決定給每個(gè)宇航員配備獨(dú)立的救生無線通訊設(shè)備，于是研發(fā)了可以同時(shí)收聽并講話的輕便耳麥—耳機(jī)和麥克風(fēng)的簡(jiǎn)稱。太空環(huán)境通訊系統(tǒng)就是在這種情況下被研發(fā)出來的，它成為登月宇航員與地球監(jiān)控工程師們的通用裝備。

今天，這一系統(tǒng)及其后續(xù)產(chǎn)品，在所有需要同時(shí)講話與接聽并騰出雙手進(jìn)行其他操作的行業(yè)里，都起著舉足輕重的作用。

陶瓷剎車片

摩擦生熱對(duì)于一架以25000千米／小時(shí)的速度返回大氣層的航天飛機(jī)來說，是非?？膳碌摹Ｅc越來越稠密的空氣摩擦，航天飛機(jī)機(jī)腹溫度很快就會(huì)達(dá)到1650℃。為保護(hù)這一關(guān)鍵部位，空間學(xué)家為其覆上了一層以碳化硅制成的陶瓷防熱盾。

碳化硅無與倫比的特質(zhì)受到了工程師們的關(guān)注，因此，它也被用于汽車制動(dòng)裝置的改進(jìn)。普通的剎車片是固定的輪胎上的弧形金屬片，非常容易發(fā)熱、磨損，日久天長(zhǎng)就會(huì)報(bào)廢。陶瓷剎車片耐磨損、不生銹，而且質(zhì)量比鋼材輕60% 。

心臟泵

航天飛機(jī)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)耗能巨大，每秒鐘要消耗1立方米的液態(tài)氧和3立方米的液態(tài)氫。如何保證這些燃料的連續(xù)順暢供應(yīng)呢？這就要借助一種特別的渦輪泵。

裝備于航天飛機(jī)的渦輪泵發(fā)明于20世紀(jì)70年代，轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘3萬轉(zhuǎn)。而制造這類功率強(qiáng)大、性能可靠、體型袖珍的泵，正是心臟病專家喬治和邁克爾1984年時(shí)的夢(mèng)想。他們的目的是創(chuàng)造一種人造心臟，可以在新的心臟植入之前，暫時(shí)代替那些喪失了功能的心臟。

好運(yùn)從天而降：他們的一位病人戴維是空間技術(shù)工程師，他自告奮勇來幫助他們。但最后達(dá)到目標(biāo)，還是花了他們近20年的時(shí)間。2003年，這款簡(jiǎn)易（只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)件）但性能強(qiáng)大、每分鐘1.25萬轉(zhuǎn)的心臟泵誕生了，目前已有400 多名患者成為它的受益者。

燃料電池

航天器需要電能，能量從何而來？20世紀(jì)60年代，在太陽能光伏板技術(shù)還沒有取得突破的時(shí)候，空間技術(shù)的工程師們采用了一種非常大膽的解決方式：使用燃料電池。

燃料電池靠液氫與金屬反應(yīng)釋放自由電子，形成電流，質(zhì)量只有蓄電池的1/5，這是航天工程師決定使用該電池的最大理由。此外，燃料電池還有一項(xiàng)非常重要的優(yōu)點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的水可供宇航員飲用。

第一部燃料電池先后為“阿波羅計(jì)劃”的18 次飛行輸送過電力，總運(yùn)行時(shí)間達(dá)1萬小時(shí)，沒有出過任何故障。如今，聳立于高山之巔的信號(hào)中繼站或是突然斷電的醫(yī)院，都使用來自燃料電池的能量。將來，燃料電池還將為普通家庭供電供暖，并終有一天會(huì)取代汽車與飛機(jī)的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)。

記憶床墊

如何讓宇航員承受火箭加速上升過程中的巨大加速度（他們這時(shí)的體重是實(shí)際體重的6倍），以及航天器返回地球時(shí)，沖進(jìn)海洋或地面瞬間產(chǎn)生的強(qiáng)烈碰撞與沖擊呢？老辦法：用墊子！

1971年，空間技術(shù)的工程師們研發(fā)出一種特殊的泡沫塑料。這種泡沫塑料能在航天器加速時(shí)與身體曲線完美貼合，而在加速度消失后又恢復(fù)最初的形狀與彈性。

這種新材料一經(jīng)推出，立刻吸引了家具生產(chǎn)企業(yè)的目光。經(jīng)過瑞典一家家具公司的改進(jìn)，記憶泡沫被制成各種各樣的床墊、枕頭、靠墊，讓廣大普通消費(fèi)者受益。

凈水器

太空從不下雨，要維持宇航員的生存，就必須花費(fèi)巨資用火箭將水送到太空。為何不在航天器中安裝一種裝置，循環(huán)每一滴珍貴的水，使其變得可以飲用呢？

這種裝置自然也可以為地球上缺少飲用水的人們帶來福音?？臻g技術(shù)的工程師們就發(fā)明了一種將宇航員尿液轉(zhuǎn)化成飲用水的機(jī)器。水安全公司又將其改造成在地球上也可使用的裝置。正是由于這種裝置的橫空出世，多米尼加共和國圣胡安省薩瓦那的居民才得以喝上清潔的飲用水—要知道，這個(gè)地區(qū)的水源早被殺蟲劑和糞便污染得一塌糊涂。

隱形牙套

隱形牙套戴在牙齒內(nèi)側(cè)，根據(jù)牙齒的受力點(diǎn)、承重點(diǎn)等各個(gè)方面的改變來矯正牙齒的，由于粘在牙齒里側(cè)，看起來就跟沒戴矯正器一樣。

隱形牙套的材料多晶氧化鋁是由美國航天局制陶研究中心研制出來的，它最初被用在熱能追蹤導(dǎo)彈上。利用半透明多晶氧化鋁制成的隱形牙套，被廣泛用于矯正牙齒，它比傳統(tǒng)的金屬絲要美觀得多，所以深受青少年的歡迎。

無菌室

創(chuàng)建無菌環(huán)境，原本是用于確保宇航員在空間站里能呼吸到潔凈空氣的航天高科技方法，現(xiàn)在已經(jīng)被用來在醫(yī)院中“捕殺”和“清除”微生物真菌、細(xì)菌、孢子和通過空氣傳播的病毒。

而且，當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí)，利用這項(xiàng)技術(shù)也可在醫(yī)院以外的場(chǎng)所營造出一個(gè)無菌室。無菌室可以達(dá)到消除超過99%微生物的空氣凈化功能，從而滿足醫(yī)院醫(yī)治那些身患免疫系統(tǒng)疾病的病人的特殊需求。

核磁共振成像儀

當(dāng)NASA（美國國家航空航天局） 準(zhǔn)備“ 阿波羅” 登月計(jì)劃時(shí)，研發(fā)出了一種被稱為“數(shù)字影像處理”的技術(shù)，使月球的照片經(jīng)計(jì)算機(jī)的處理后效果得到了增強(qiáng)。此技術(shù)后來即成為美國地球資源探測(cè)衛(wèi)星辨別地球表面特征的重要基礎(chǔ)技術(shù)。

而在醫(yī)學(xué)上，則被發(fā)展為磁共振成像（MRI）的數(shù)字影像處理技術(shù)。