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工作和休闲在地球之外?孙维新教授讲授人类太空梦想

未来上太空成本低 方便得就像坐地铁

来源:羊城晚报
2021-10-09 14:37:15

原标题:工作和休闲在地球之外?孙维新教授讲授人类太空梦想(引题)

未来上太空成本低 方便得就像坐地铁(主题)

文/图 羊城晚报记者 李钢

近日,由广州市科技局、广东科学中心、羊城晚报社主办,广州市天河区正佳自然博物馆协办的第89期珠江科学大讲堂在正佳大剧院举行。本期珠江科学大讲堂邀请到了北京清华大学通识讲座教授、原台湾自然科学博物馆馆长孙维新作《迈向太空 工作和休闲在地球之外》的科普讲座。

孙维新在讲座现场

人人上天?太空电梯承载梦想

“大家想不想去太空?”孙维新首先这样问现场的听众。他说,虽然很多人都向往太空,但前往天空并不容易,需要掌握足够的常识。但孙维新表示,未来可能会出现太空电梯,那样人类进入太空就会变得非常简单。

据先容,要制造太空电梯,最关键的是缆绳,上世纪九十年代出现的碳纤维技术让其成为可能。碳纤维材料有很多的细丝,细丝的直径不到2微米,须知,一根头发的横截面也有100微米。孙维新先容,虽然每一根碳纤维细丝都微不足道,但它们互相缠绕后形成的缆绳则不可小觑,软度超过塑胶,硬度超过钢铁,是制作太空电梯缆绳的最佳材料。

“人类为什么要去太空?”孙维新认为,一是由于人类本身具有好奇心,毕竟自古以来,人类就对天空星辰充满了想象,希翼有朝一日能与星星、月亮、太阳同行;二是希翼开发太空资源,譬如去小行星上采矿;第三个原因则是要寻找人类新的家园。

成本降低:火箭用完还可回收

目前,人类已经掌握了丰富的太空技术,进出太空的成本不断降低。靠着一批批科学家、工程师的努力,以后人类进出太空的成本可能将降低到想象不到的地步。孙维新说:“未来的孩子要出门上太空,可能就像现在的人们搭乘地铁一样方便。”

孙维新还先容,人类有史以来的第一个太空人是中国人“万户”,是一个有钱人,总想着“欲上青天揽明月”。当年他做了一个实验,在椅子下面捆绑了很多火箭,想依靠火箭将自己送上天空,结果却是“轰隆一声,人不见了”:“虽然万户的实验是失败的,但是他的方法和原理却和现代的火箭技术如出一辙。”

孙维新还提到,民间航天企业的兴起使人类进入太空的成本越来越低。特斯拉汽车创始人马斯克就曾发展出了猎鹰9号重型火箭,可以将64吨重的物体送入太空,并且将一辆红色跑车发射升空。马斯克还打算在2030年送10000人去火星,建立第一代人类火星殖民地。

孙维新说,马斯克的一大贡献在于成功发展了火箭回收技术。一节火箭箭体的价值超过6000万美金,在没有回收技术的情况下都是一次性使用,因此成本十分巨大。而马斯克成功地让脱落的火箭平稳地降落在10米长、10米宽的海上无人平台上,这回收技术的实现极大降低了人类发射火箭的成本。

新奇体验!一杯咖啡循环饮用

孙维新曾经在美国宇航局工作过。他说,以前美国发射航天飞机时有很多的讲究,例如,发射现场要设置一个装有120万升水的水塔。原来,航天飞机发射升空时,会产生超过200分贝的巨大噪音,而人类的耳朵最多只能承受120分贝。因此需要在发射之前的16秒钟时间,将这些水注入发射场,利用液态水气化的过程,将噪声的能量带走。

航天飞机发射过程中,两个助推的固态燃料火箭会脱落。它们是如何脱落的?孙维新解密说,原来在固态燃料火箭和航天飞机结合的地方,安装有炸药,引爆炸药火箭脱落,然后航天飞机继续前行。

航天飞机仅需要8分钟左右就可以抵达距离地球300公里至400公里的轨道高度。进入轨道后,航天飞机关闭主引擎,就开始进入了失重状态。这个时候,所有没有被固定的物体都会呈现出漂浮状。其中,饮料、水等液体会呈现为球形。

“今天的咖啡可能就是昨天的咖啡。”孙维新说,由于太空飞船上的水分非常珍贵,所有的水都会循环过滤使用,包括人体的尿液。因此,今天喝下去的咖啡,可能经过一轮循环后形成水分,会重新用于泡制咖啡。

太空生娃?希望人造重力技术

孙维新说,宇航员在太空中没有白天和晚上的概念,基本上是困了就睡、睡醒了就开始工作。太空飞船上的马桶开口只有10厘米,排泄物要用袋子封装,但由于人体内有很多的微生物,微生物发酵后会产生气体、易爆,因此还要将排泄物倒入消毒剂、封装后揉捏15分钟。

但是对于人体来说,生活在太空环境下会引发很多的生理问题。譬如连续5天保持一定的睡姿后,头部会出现脑充血现象,血液阻塞鼻窦从而导致味觉的丧失,而体液上升到眼球后方,会导致眼球变形,影响视力。

现场互动时,有听众问,如何解决在太空中生孩子的问题。孙维新回答说,人类迟早要在太空中生孩子,只有在太空中出现新一代的人类,人才能在太空中走得更远,因为这一代的人类会更加适应太空环境。但从目前来看,在无重力的环境下生育的难度还比较大,未来人类会创造出人造重力,这样才能在太空中繁衍下一代。

责任编辑:卢云

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