研发新型LED照明技术 宇航员或可自行种植食物
研发新型LED照明技术 宇航员或可自行种植食物
据媒体报道，对于太空宇航员来讲，每一次宇宙探索的滞留时间会很长，他们的食物都是从地球上带到宇宙空间的，很多科学家一直在研究如何在太空中种植蔬菜。近期，圭尔夫大学的研究团队致力于一项LED技术的研发，这项技术能够让宇航员以最高效的速度在太空种植食物。……
& & & &【讯】8月8日消息，据媒体报道，对于太空宇航员来讲，每一次宇宙探索的滞留时间会很长，他们的食物都是从地球上带到宇宙空间的，很多家一直在研究如何在太空中种植蔬菜。近期，圭尔夫大学的研究团队致力于一项LED技术的研发，这项技术能够让宇航员以最高效的速度在太空种植食物。
& & & & 这个研究团队正在研究使用LED使植物生长最优化的技术，LED灯能够用于产生植物生长所必需的特殊波长，最看重的就是LED照明的高效性。当资源短缺时，你可以通过较少的能量就获得许多光子。
& & & & 如果我们想要实现火星甚至更远星球的载人飞行任务，建造一艘能够将宇航员送往太阳系外恒星系统的飞船是最主要的难题，但确保宇航员在旅途中有足够的食物供给就是另一个挑战了。
& & & & 研究人员在试验中使用莴苣进行测试，因为这种植物很容易生长而且生长迅速。研究人员将借助研究结果改善更具营养的作物的生长，比如说草莓和圣女果等。研究人员相信，LED光源的奇特方法将在未来广泛运用，让宇航员在太空中种植大量食物。
& & & & 这项研究的目标是通过测试，了解哪种特殊波长对各种植物生长最佳。任何星际飞行任务的资源都必然是有限的，因此能效才是关键。我们送入太空的重量越小越好，执行星际飞行任务只需要携带必需品，宇航员无法在前往火星的半途中前往食品店。如何抵达我们的第二地球
□本版撰稿 志真<·青年时报
第A13版：风情专题
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如何抵达我们的第二地球
□本版撰稿 志真
□本版撰稿 志真 天文学家在今年4月发现的第二地球“GLIESE&581c”，是目前太阳系外第一颗和地球相似、并可能拥有良好气候的岩石行星，那么，人类旅行者如何才能前往“第二地球”，在它的海滩上徜徉（如果它有海滩的话），观看从它的天际升起的红巨星太阳？乘坐目前飞船需要35万年&&即使人类发现了一颗风景宜人的“第二地球”，然而到“第二地球”上度假，仍然是科学家无法想象的事情。第二地球“GLIESE581c”距地球有20光年远，这个距离是地球到太阳距离的100多万倍。人类目前最快的“星际”飞船是正飞出太阳系的“航海者一号”，它的速度达到了每秒钟17公里，可即使以这样的速度，它也要花35万年才能抵达“GLIESE581c”行星，如果人类乘坐这样的飞船前往“GLIESE581c”，只怕到达那儿后，遗体骨骼都已变成了化石。 还有专家认为，放射性原子产生核裂变，能引发原子碎片以3%光速、也即每秒5000英里的速度逃逸，美国劳伦斯-利夫莫国家实验室科学家乔治·查普林设计出了一种“核裂变碎片”反应堆模型，它能使飞溅的原子碎片全朝一个方向飞行，从而产生巨大推力，据估计，这种推力可以使“核裂变”飞船以6%的光速飞行。如果飞船上装有两个“核裂变”火箭，飞船就能以超过10%光速的速度行驶，但即使这样，人类也需要200年才能抵达“第二地球”。还有一种理论认为，核聚变反应时产生的粒子波也可以用做飞船动力，使飞船达到12%的光速。乘坐1%光速“太阳帆”也够戗 美国“先锋太空航空学”公司的工程师们则提出了一种通过“太阳帆”进行星际旅行的设想，太阳的光子可以推动太阳帆前行，它的加速度会越来越高，最后以1%的光速高速飞行，可是，乘坐“太阳帆”抵达第二地球仍然需要2000年的时间。 美国“先锋太空航空学”公司和“火星协会”总裁罗伯特·祖伯林承认，人类在未来至少30年时间中，都不大可能造出这样的太阳帆，因为在太空中安全展开太阳帆将面临许多挑战，美国“行星协会”曾在太空测试过两次太阳帆，但都遭遇了失败，尽管他们的太阳帆只有30米宽。而如果太阳帆能够运送包括旅客、行李在内的100吨重的有效载荷，那么这个“太阳帆”必须宽达10万公里。乘坐“激光帆”只需40年 美国航空工程师罗伯特·弗沃德提出，大海中的风能推动帆船航行，同样一道强大的激光柱也能推动太空中的“帆船”航行。在太阳光到达不了的外太空，人类可以选用激光束做动力。“激光帆”的设想是：这个巨大的铝箔“激光帆”将是人类有史以来见过的最大太空帆，驾驶员座舱位于 “激光帆”中间，人类可在地球轨道或月球表面上建成一个强大的激光源，“激光帆”飞船需要经过数年的激光推动，才能抵达它的最高巡航速度——50%光速，那么人类从地球抵达“GLIESE581c”的时间，将可以缩短到40年。 然而，弗沃德的“激光帆”理论仍然面临许多技术障碍，要使激光始终聚焦到“激光帆”上，这个激光源的太空镜头必须得有1000公里宽；激光的能量也是个问题，根据弗沃德的估算，这个激光源需要数千万亿瓦特的能量，比世界上所有发电机产生的总能量还要多。可能只能借助“反物质”的能量 要获得这样庞大的能量，科学家也许只能尝试获得反物质的能量了。科学理论认为，当反物质和物质碰撞后，就会互相消灭，同时释放出巨大的能量。这意味着消灭一公斤重的反物质，就能释放出比1公斤TNT炸药爆炸后强大100亿倍的能量，同样它比核裂变的能量强大1000倍，比核聚变产生的能量强大100倍。 根据NASA研究员的说法，一个装载100吨有效载荷的飞船如果以反物质作动力，将可以达到每秒10万公里，照这个速度，宇航员可以在60年内抵达“GLIESE581c”。 然而，反物质却很难控制，尽管科学家能在实验室中通过强大的粒子加速器创造反粒子，但目前科学家每年只能产出10毫微克的反物质，可是到达“GLIESE581c”，却需要1000吨的反物质。谁愿充当首个有去无回的“星际旅行者” 不过，即使用于“星际旅行”的交通工具问题解决了，“星际旅行”还将面临许多其他的切身问题，譬如“星际宇航员”能否在孤独的太空航行中健康地活上数十年？宇航员又如何克服食物、空气、水、重力缺乏、太空辐射、太空垃圾、甚至心理孤独等严重问题？ 事实上，即使当所有安全问题都解决了，最后的问题才是最重要的——谁愿意做第一个“星际飞行者”？谁愿意将一生的时间都花费在寂寞的星际航行中？现今的飞船设计理念、包括“激光帆”都根本无法容许飞船在到达“第二地球”后能再次返回，谁愿意坐上这张只有单程票的宇宙飞船，离开地球一去不回？■延伸阅读人类为什么要走出地球？ 很多科学家认为，人类必须亲自冒着生命危险去征服外太空，一个最简单的原因是：为了人类的生存。科学家预测，根据地球生物大灭绝周期，人类最短5100年、最长780万年就要因为某种未知灾难而从地球上消亡，所以人类必须未雨绸缪，寻找可供生存繁衍的天外“第二方舟”。“孤岛”物种常会濒临灭绝 据科学家称，如果人类留在地球上，必将遭遇灭绝的噩运，甚至远在50亿年后太阳变成红巨星将地球烤焦前，人类就会因为某种大灾难而从地球上消亡。地质史显示，地球历史上的大灭绝事件可说是家常便饭，暴龙只在地球上存在过几百万年，哺乳动物平均也只在地球上繁衍了200万年时间。现代智人的祖先直立人，只在地球上繁衍了160万年，而尼安特人只在地球上延续30万年就走向了灭绝。人类也许已经征服了地球，但在宇宙中来说，地球只不过是个微不足道的“孤岛”，根据科学经验，任何局限于孤岛中的物种，很快就会被列入濒危动物的名单中。哥白尼法则推算出灭绝期限 科学家称，根据哥白尼法则，人类在宇宙中的位置并不是独特的。同样，如果人类在时空中的位置也并不特殊，那么人类必将会在人类种族的繁衍初期和末期之间的某个时刻灭绝。据一些科学家称，根据统计学理论，人类会在本种族已经进化时间的1/39时间内到39倍时间内遭遇灭绝灾难，而这一概率具有95%的可能性。 到目前为止，现代人的种类智人已在地球上生存进化了20万年，这意味着人类拥有95%的机会——最短在5100年之内、最长在780万年之内就会因为某种未知灾难而灭绝。建议8人殖民火星繁衍后代 即使以780万年计算，780万年的人类寿命相对于还有50亿年的太阳寿命来说也显得太短了，这意味着在太阳将地球海洋彻底煮沸前，人类就可能从地球上消失。所以一些科学家称，人类必须在走向灭绝前走出地球。科学家认为，人类移民外星球的第一步就是殖民火星。由于火星拥有重力、太阳能，以及生命赖以生存的所有化学物质，所以火星完全可以成为一个能自给自足的人类外星基地。在火星地底下10米处生活，可以帮助人类免受宇宙射线和太阳风暴的影响。 科学家建议，首批火星移民可以由4对夫妇8人组成，而冷冻卵子和冷冻精子可以用于在火星上繁殖后代，增加移传基因的多样性。如果一对火星夫妇拥有4个孩子，那么每隔30年，火星人口就会翻上一倍。600年后，火星上就会拥有800万人口。
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专家揭秘神奇太空生活:航天员可以吃到鱼香肉丝
.cn 日15:43 中国青年报
　　在太空可以吃到鱼香肉丝和宫爆鸡丁
　　为了节省飞船的空间和发射时的有效载荷，航天员携带的航天食品尽可能重量轻、体积小、营养好，而且不含残渣，如骨、刺、皮、核等。食品必须符合失重条件下航天员生理改变的要求。航天飞行导致航天员骨钙丢失，肌肉萎缩，红细胞数量减少，食品要针对航天员生理改变指数对膳食的营养素作适当调整，例如：肌肉萎缩要求食品提供充足的优质蛋
白质，骨质丢失要求食品提供充足的钙，以及适宜的钙磷比例和维生素D；飞行初期食品的脂肪量不宜太高，以免加重空间运动病；为防止心血管系统功能失调，要限制食品中钠的供给，保证钾的供给。
　　我国的航天食品有中国特色。太空生活中，我们的航天员可以吃到中式菜品，如鱼香肉丝、宫爆鸡丁等，比西餐更加色香美味。航天员饭后还需用一杯茗香清爽的绿茶来提神。这种绿茶是我国自行研制的。
　　航天食品通常制成一口大小的长方形、球形和方形等，如肉块、鱼块、点心块，食品表面涂有一层可食的保护膜，航天员进食时一口一块，既方便简洁，又不会掉屑，可以避免食物碎屑撒落在舱内飘浮。前苏联和美国的早期航天飞行中，航天员采取“嘴对嘴”的进食方式，将经过特殊加工的液体或半固体食品装在类似牙膏管的容器内，进食时通过一根导管将食品直接挤入口内。随着包装新材料和新技术的应用，航天员的进食方法越来越接近地面。如今航天员可将一餐所要吃的食物装在一个餐盘上，然后用与普通餐具外型无异的餐具，以类似于在家中进餐的方式进食。
　　航天食品的供给方式分为两种：一是将地面食品带上天；二是在飞船上用原料自己加工。由于载人飞船发射费用昂贵，约1万美元／千克，而一个航天员每天消耗食品1.5千克，约1.5万美元。迄今为止，美国和俄罗斯都采用第一种方式。
　　舱内舱外不一样
　　航天服按功能分为舱内用应急航天服和舱外用航天服。
　　舱内航天服用于飞船座舱发生泄漏，压力突然降低时，航天员及时穿上它，接通舱内与之配套的供氧、供气系统，服装内就会立即充压供气，并能提供一定的温度保障和通信功能，让航天员在飞船发生故障时能安全返回。正常航行时，航天员一般在飞船上升或下降时穿上它，防止发射或返回时发生故障；飞船轨道飞行时，航天员一般不穿航天服。
　　目前，我国自行研制的舱内航天服由3部分组成：一是限制层。它由耐高温、抗磨损材料制成，用来保护服装内层结构，并使航天服按预定形态膨胀，保证航天员穿着舒适合体。二是气密层，这部分用涂有丁基或氯丁橡胶的锦纶织物制成，有良好的气密性，防止服装加压后气体泄漏。三是散温层。这部分与内衣裤边接在一起，有许多管道，采用抽风或通风，将气流送往头部，然后向四肢躯干流动，经肢体排风口汇集到总出口排出，带走人体代谢产生的热量。
　　航天员穿戴的头盔、手套和靴子更加特殊。头盔的盔壳由聚碳酸酯制成，不仅能隔音、隔热和防碰撞，而且还具有减震好、重量轻的特点。为防止航天员呼吸造成水气凝结以及低温环境下头盔面窗上结雾、结霜，航天服专家设计了特殊的气流或防雾涂层。手套与航天服相配套，充气加压后具有良好的活动功能和保暖性能。
　　舱外航天服更为复杂，它是航天员出舱进入宇宙空间活动的保障和支持系统。它可以看成是一个可以操作活动的最小载人航天器。一套舱外航天服系统重量约120千克。舱外航天服能保证航天员在舱外独立工作8小时。目前，研制生产一件舱外航天服需上千万美元。
　　想怎么睡就怎么睡
　　美国和俄罗斯载人航天初期，航天器内空间狭小，航天员只能在座椅上睡觉。为防止无意中触及开关，睡眠时必须把双手束在胸前。宇宙空间最特殊的就是睡觉姿势，失重时，身体完全放松会自然成弓状，专家认为，在太空中睡眠，身体稍为弯曲成弓状，比完全伸直平躺着要舒服得多。
　　太空飞行中，睡袋一般固定在飞船内的舱壁上，这样就像睡在床上一样舒服。失重时分不清上下，站着躺着睡着都一样，所以，航天员既可以靠着板睡，又可以笔直地站着靠墙壁睡，你想怎么睡都可以。
　　航天员生活在太空中，同样离不开体育锻炼。多锻炼可以提高对失重及其他航天环境的适应能力。长期航天的空间站内，都设有专为航天员准备的“小型体育场”，里面放有自行车功量计、微型跑道、弹簧拉力器及负压筒等。
　　航天员还要洗澡。前苏联的载人空间站，就配有航天浴室。航天员洗澡时，要将耳朵塞起，带上护目镜，就像潜水员一样。一切准备就绪，才可打开水龙头，一阵阵细细的水流喷在身上，形成一层夹着无数气泡的水膜，必须用毛巾或吸水刷将水吸走。失重时水不会自动流出，水箱中有气加压，水才会源源不断流出来。
　　什么是载人飞船
　　载人飞船又叫宇宙飞船，是保障宇航员在外层空间生活和工作，并返回地面的航天器，它的运行时间有限，仅能使用一次。宇宙飞船可以独立进行航天活动，也可作为往返于地面和空间站之间的“渡船”，还能与空间站或其他航天器对接后进行联合飞行。
　　宇宙飞船的用途有，进行近地轨道飞行，试验各种载人航天技术；考察轨道上失重和空间辐射等因素对人体的影响，发展航天医学；进行载人星际飞行，为空间站接送人员和运送物资；进行军事侦察和地球资源勘测等。宇宙飞船一般由乘员返回座舱、轨道舱、服务舱、对接舱和应急救生装置等部分组成，登陆飞船还配有登陆舱。
　　不穿宇航服的悲剧
　　上世纪60年代末到70年代初，为赶超美国人设计的两座舱飞船，前苏联设计师将原有的两座舱“联盟”号飞船改为3座舱。宇航员杜博罗沃里斯基和他的两位战友要“挤进”这个窄小的飞船，放弃了占用很大空间的宇航服。
　　日，杜博罗沃里斯基、沃尔果夫和巴查耶夫在“礼炮”号轨道空间站完成了3个多星期的工作后，进入“联盟-11”运载飞船返回地球。
　　飞船即将进入大气层时，座舱中与外界连接的通风安全阀忽然松开了。气压阀松动后，飞船上的通气小窗快速地一开一合，舱内的空气迅速地向太空中散去，舱内气压在20秒钟内从900毫米汞柱降到了500毫米汞柱，1分钟后降至170毫米汞柱！
　　飞船出现漏气4秒钟后，杜博罗沃里斯基每分钟的吸气次数达到了48次，而正常人应为16次，此时杜博罗沃里斯基几乎进入了濒死状态，半分钟后，死亡降临。
　　尸检时发现，3位宇航员的濒死症状几乎完全相同，他们都有脑溢血、肺部充血、耳鼓膜破损的迹象。如果他们当时穿上宇航服，这个悲剧是完全可以避免的。
　　美国和俄罗斯国际空间站食品清单
　　冷藏食品乳制品：美国干酪、乳脂干酪、酸奶油；水果：、葡萄柚、猕猴桃、橙、李子；冷冻食品肉蛋类：牛肉、小羊肉、火鸡肉、猪肉、海产品和蛋等；主食类：蔬菜、水果、汤、甜点心、乳制品、饮料和调味品等；热稳定食品：水果、色拉、蔬菜、汤类、甜点心、调味品和饮料；自然形态食品：水果、谷类、甜点心、休闲零食、糖果；复水食品：主要为饮料。
　　中国青年报 日
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