原標(biāo)題:航天科技讓生活更美好
導(dǎo)語:今天,航天科技已經(jīng)影響到了人類生活的方方面面,它在悄悄地為我們的衣、食、住、行等增添色彩。
借助于發(fā)達(dá)的航天科技,人類已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了千百年來的飛天的美麗夢想,將實(shí)地探索的領(lǐng)域拓展到了深邃而神秘的太空。
說到航天,首先進(jìn)入人們腦海的常常是在紅色煙霧中騰空而起的長征“神箭”,或許是正在遨游太空的“天宮一號(微博)”,也或許是星球戰(zhàn)艦和阿凡達(dá)……也許在很多人看來航天科技離我們非常遙遠(yuǎn),似乎是高不可攀和與普通人的生活毫不相干的。但實(shí)際上,航天科技也有它非?!捌揭捉恕钡囊幻?,它甚至已經(jīng)影響到了我們生活的方方面面,在悄悄地為我們的衣、食、住、行增添色彩。
在身上,享受貼身舒適
在太空溫度急劇變化的惡劣環(huán)境中,航天員必須穿著特殊的航天服才能保證正常體溫和舒適感。相變材料(隨溫度變化而改變物理性質(zhì)并能提供潛熱的物質(zhì)——編者注)就是專為航天員而開發(fā)的織物材料。這種材料能夠調(diào)節(jié)3℃的溫度,當(dāng)人的體溫升高時(shí),衣服面料中的相變材料會(huì)從固體變?yōu)橐后w,同時(shí)吸收人體熱量;而當(dāng)體溫降低時(shí),其再從液體變?yōu)楣腆w,從而將相變材料中儲(chǔ)存的熱量釋放回人體,這樣就避免了穿衣人感到過熱或過冷?,F(xiàn)在,普通人也有機(jī)會(huì)穿上相變材料制成的內(nèi)衣和襯衫了,這樣在任何溫度環(huán)境中都可以提高身體的舒適感。
而法國的一家名為阿泰克航空航天公司的分公司,使用最初為歐洲阿麗亞娜運(yùn)載火箭開發(fā)的減震技術(shù),設(shè)計(jì)出了具有減振功能,穿著更為舒適且成本較低的鞋子。目前,這種“航天減震鞋”早已穿在了普通人的腳上了。
記得北京奧運(yùn)會(huì)上勇奪八金的游泳運(yùn)動(dòng)員菲爾普斯么?實(shí)際上他身上的泳衣——Speedo公司的“LZR Racer”(“激光賽手”)為他的成功也做出了貢獻(xiàn),而這種泳衣的設(shè)計(jì)就利用了減小火箭發(fā)射阻力的航天技術(shù)。在獲知NASA在流體動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域和抵抗拖曳力領(lǐng)域有一種特殊技術(shù)后,Speedo公司的專家萌生了利用此技術(shù)開發(fā)游泳衣的想法,并在2004年奧運(yùn)會(huì)后與NASA取得了聯(lián)系,請求幫助他們設(shè)計(jì)一套能夠減小拖曳力的泳衣。NASA選派技術(shù)專家威爾金森博士協(xié)助該公司開發(fā)此項(xiàng)技術(shù)。利用NASA的試驗(yàn)設(shè)施,進(jìn)行了100多種泳衣用面料的測試后,該公司最終確定了最佳的泳衣面料以及接縫連接技術(shù)。“LZR Racer”使用一種水力貼身擠壓系統(tǒng)來緊緊貼在運(yùn)動(dòng)員身上,可幫助游泳者保持最佳體形,使他們游得更快、更省力。2008年,以“LZR Racer”為代表的高科技泳衣幫助游泳運(yùn)動(dòng)員在長池和短池游泳比賽中105次刷新了世界紀(jì)錄。雖然在2009年3月國際泳聯(lián)出臺(tái)了規(guī)范選手參賽的泳衣《迪拜憲章》,“LZR Racer”泳衣從此被禁用,但是,我們?nèi)阅芨惺艿胶教炜萍冀o我們帶來的神奇體驗(yàn)。
在舌尖,暢享營養(yǎng)美食
吃飯時(shí)間到,來一盤辣椒炒雞蛋、紅燒茄子,再來一碗南瓜粥吧。但你可能不知道,這些可能是太空蔬菜哦。這些蔬菜的種子可能是搭載在返回式衛(wèi)星或者神舟飛船,在太空里接受過宇宙輻射、微重力和弱地磁力等“洗禮”,再通過嚴(yán)格的地面選育而長成的。目前,我國已經(jīng)通過這樣的航天育種技術(shù)培育出了太空辣椒、西紅柿、茄子、南瓜等蔬菜品種。隨著這些太空種子種植規(guī)模和區(qū)域的進(jìn)一步擴(kuò)大,越來越多的人只需花和普通蔬菜一樣的價(jià)錢,就能在家門口的菜市場買到這種太空蔬菜。
如果非常著急,那就泡一包方便面或吃一包壓縮餅干吧。當(dāng)你把方便面的蔬菜調(diào)味包撕開時(shí),映入眼簾的干菜葉其實(shí)本來是航天員在太空中吃的脫水菜。為了使航天員吃上含有蔬菜的健康食品,美國在其航天任務(wù)中配備了這種脫水食品,可方便地?cái)y帶到太空中。用水泡過復(fù)水后,這些蔬菜可以大致恢復(fù)地面蔬菜的性狀和風(fēng)味。目前,我們之所以可以吃到各種風(fēng)味的方便食品,與航天技術(shù)也是分不開的。
除了主食外,我們偶爾還需要額外補(bǔ)充一些營養(yǎng)素,如DHA和ARA。DHA和ARA是利用為美國航天員測試的微藻類菌系食物中分離出的寇式隱甲藻生產(chǎn)的,而其它很多營養(yǎng)補(bǔ)充劑,也都是為保障航天員健康而開發(fā)的。
吃完飯,采用了航天水處理技術(shù)的家用直飲水機(jī)為我們奉上了清涼甘甜的飲用水。在太空中,這種技術(shù)能夠?qū)⒑教靻T的尿液、汗液等回收,并處理成能夠直接引用的水,為減輕航天發(fā)射重量、降低發(fā)射成本立下了汗馬功勞。如果你不喜歡過分純凈的水,沒關(guān)系,我們還有利用微生物反應(yīng)器技術(shù)開發(fā)出的多種含益生菌的健康飲料。這種微生物反應(yīng)器來自于NASA用于培養(yǎng)水處理細(xì)菌的技術(shù)。
在家中,創(chuàng)造清潔環(huán)境
“家”這個(gè)字總是給我們以溫馨的感覺。在家中,我們可以與親人分享快樂,可以放松身體,可以自由享受私密空間……。為了實(shí)現(xiàn)飛天夢而開發(fā)的航天技術(shù),也可以為我們創(chuàng)造更加清潔、舒適的家一樣的環(huán)境。
例如,利用太空塵埃探測技術(shù)開發(fā)的家用真空吸塵器,可為凈化我們的家做出貢獻(xiàn)。為了探測太空塵埃,研究宇宙中物質(zhì)的形成,奧地利科學(xué)家海因里奇•伊格塞德發(fā)明了一種太空塵埃探測器,用來測量星際塵埃的化學(xué)成分、運(yùn)行速度及方向。為航天任務(wù)的順利完成提供了幫助。現(xiàn)在,這種探測太空塵埃的技術(shù)已被用來探測地球塵埃??茖W(xué)家將太空塵埃探測器中的傳感器配置于常規(guī)的真空吸塵器中,用不同顏色的燈表示地面的潔凈程度,如綠色表示干凈,黃色表示有點(diǎn)臟,橙色表示比較臟,紅色表示非常臟,根據(jù)不同的顏色來決定是否繼續(xù)清潔,從而提高了清潔效率。
在途中,指引前進(jìn)路徑
駕車在一個(gè)陌生的地方里行駛,你一定希望有一位向?qū)槟阒敢缆?。然而,在陌生的城市里,專門陪伴的向?qū)Р⒉皇堑教幎加械模踔量赡茉谀銌柭返臅r(shí)候,也不是所有的行人都能清楚地告訴你。那怎么辦呢?找衛(wèi)星導(dǎo)航儀!衛(wèi)星導(dǎo)航是利用導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號,求出載體相對衛(wèi)星的位置,再根據(jù)已知的衛(wèi)星相對地面的位置,計(jì)算并確定載體在地球上的位置的技術(shù)。利用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù),在接收設(shè)備——衛(wèi)星導(dǎo)航儀的屏幕上可顯示所在的位置,幫助人們準(zhǔn)確認(rèn)路。你只需在電子地圖上找到你要去的地方,電子地圖就可以結(jié)合衛(wèi)星信號為你指出最近的路線。
目前使用最為廣泛的是美國的全球定位系統(tǒng)(GPS),我國也在建設(shè)自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng),是繼美國GPS和俄羅斯格洛納斯(GLONASS)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之后世界上第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù),并具短報(bào)文通信能力,目前已成功發(fā)射4顆北斗導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星和16顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時(shí)能力。2012年底,北斗導(dǎo)航業(yè)務(wù)正式對亞太地區(qū)提供無源定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)。從此,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)開始為亞太地區(qū)的人們“指路”。有了衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù),我們不用再擔(dān)心在陌生的城市里迷路,可以自由享受自助旅游的樂趣。
在眼前,呈現(xiàn)精彩世界
“飛天夢永不失重,科學(xué)夢張力無限”,6月20日上午,航天員王亞平的美麗形象和優(yōu)雅聲音從太空中傳來,地球上的我們坐在電視機(jī)前,激動(dòng)地看著航天員在“天宮一號”上演示太空環(huán)境中神奇的物理現(xiàn)象。可是,設(shè)想如果沒有地球同步通訊衛(wèi)星,這一切我們都只能讓航天員記錄下來,等回到地面后才能呈現(xiàn),我們更無法與航天員進(jìn)行互動(dòng)了。實(shí)際上,我們觀看的大多數(shù)電視節(jié)目都是通過衛(wèi)星進(jìn)行轉(zhuǎn)播的。我們之所以能夠觀看到精彩紛呈的奧運(yùn)會(huì)比賽賽事,欣賞到春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)的直播,地球同步通訊衛(wèi)星做出了巨大貢獻(xiàn)。這些衛(wèi)星通常設(shè)置在赤道上空,與地球自轉(zhuǎn)同步運(yùn)行。它們接收地面電視臺(tái)通過衛(wèi)星地面站發(fā)射的信號,然后再將信號轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)特定區(qū)域,由地面設(shè)備接收轉(zhuǎn)發(fā)后供電視用戶收看。人們只要安裝衛(wèi)星地面接收設(shè)施就可收看精彩的電視節(jié)目。
如果你去觀看美國職業(yè)棒球大聯(lián)盟的棒球比賽,或許你可以在他們的網(wǎng)站上看到1張巨幅照片,當(dāng)你點(diǎn)擊鼠標(biāo)將照片不斷放大,你可以發(fā)現(xiàn)自己的身影。然后,你可以把自己從照片中圈出來,分享到自己的Facebook、人人網(wǎng)等社交網(wǎng)站上,告訴自己的朋友:“看!我就在那里?!钡@與航天有什么關(guān)系呢?事實(shí)上,這種照片拍攝和拼接方法就來自于航天技術(shù)?;鹦翘綔y器“機(jī)遇”號和“勇氣”號采用了一種自動(dòng)三腳架系統(tǒng)和照片無縫拼接處理軟件,僅利用1部100萬像素的照相機(jī)就拍攝出了9600萬像素的火星照片,為人類展現(xiàn)了壯觀的火星照片。
這種技術(shù)也被用于目前世界上像素最高的全景相機(jī)——GigaPan相機(jī)。攝影愛好者只要設(shè)置全景畫面的左上角和右下角,GigaPan相機(jī)就可以自動(dòng)拍攝出超高分辨率的照片。美國攝影家大衛(wèi)·伯格曼于2009年1月20日,在美國總統(tǒng)奧巴馬就職演說儀式上用GigaPan相機(jī)拍攝的全景照片,一度成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)。在最初的5天里,就有200多萬人點(diǎn)擊了這張數(shù)碼拼接照片,它的分辨能力達(dá)到了14.47億像素,從照片中,你能夠在參加就職儀式的200萬人中看到希拉里·克林頓佩戴的白色耳環(huán),布什女兒芭芭拉帶絨毛的黑色護(hù)耳……
在游戲,帶來奇妙體驗(yàn)
對于很多人來說,游戲是業(yè)余休閑中不可或缺的一部分。一款好的游戲,不僅能夠?yàn)槿藗儙砻烂畹膴蕵敷w驗(yàn),還能夠給人以知識(shí)和啟迪,特別是對于青少年來說,通過游戲來學(xué)習(xí)是一種人性化和高效率的方法。但游戲與航天科技有什么關(guān)系呢?
遙遠(yuǎn)的太空深邃而神秘,總是給我們無盡的遐想,因此,以宇宙探索為主題的游戲吸引了很多商家。如國際空間站的活動(dòng)就讓很多人著迷,但真正有機(jī)會(huì)到空間站親身體驗(yàn)的人極少,于是一些商家萌生了建模擬空間站活動(dòng)想法?!耙曈X電游公司”就根據(jù)NASA的技術(shù)規(guī)范制作了一種稱為“空間站活動(dòng)模擬”的交互式電子游戲。在游戲中,玩家扮演NASA的“首席長官”角色,根據(jù)特定的需求、能力和個(gè)性創(chuàng)建他們的宇航員,并管理他們的活動(dòng),處理他們之間的關(guān)系,還可以進(jìn)一步建造空間站,添加附加部件,給虛擬宇航員運(yùn)送所需設(shè)備和給養(yǎng)。
NASA還資助開發(fā)了一款基于航天活動(dòng)的3D視頻游戲——“月球基地阿爾法”。自2010年7月份發(fā)布后的前8個(gè)月內(nèi),該游戲就被下載了30萬次,成為美國最受歡迎的前10%的游戲。這款游戲時(shí)長20分鐘,玩家可使用機(jī)器人、月球車和修理工具來對生命支持設(shè)備進(jìn)行修復(fù)。因?yàn)橛螒虻某煽內(nèi)Q于所花費(fèi)的時(shí)間,因此,鼓勵(lì)玩家組成小組進(jìn)行游戲,每個(gè)小組最多擁有6名成員,小組成員之間可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語音或文字交流。目前,他們正在開發(fā)另一款名為“航天員:月球、火星,以及更遠(yuǎn)”的游戲。這些游戲可激發(fā)青年學(xué)生對于航天事業(yè)的興趣,使他們了解航天知識(shí)和航天工作,為未來的航天事業(yè)發(fā)展提供儲(chǔ)備。
此外,利用地球觀測“衛(wèi)星——大地”所獲得的地形數(shù)據(jù)庫,美國EA公司設(shè)計(jì)了逼真的極限滑雪游戲——SSX,為人們提供了卓越的娛樂體驗(yàn),增強(qiáng)了游戲的真實(shí)感。在EA公司開發(fā)這款游戲時(shí),制作團(tuán)隊(duì)利用在網(wǎng)絡(luò)上獲得的衛(wèi)星數(shù)據(jù)制作出了基于真實(shí)數(shù)據(jù)的游戲場景。自2012年初發(fā)布以來,有上百萬的人玩家體驗(yàn)了SSX游戲,直接體驗(yàn)了將真實(shí)衛(wèi)星數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)與EA公司的產(chǎn)品融合在一起帶來的好處。
航天科技影響到我們生活的實(shí)際案例還有很多,除了衣、食、住、行外,在天氣和自然災(zāi)害預(yù)報(bào)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測、物流運(yùn)輸?shù)鹊群芏喾矫娑紝?shí)現(xiàn)了應(yīng)用。隨著航天科技的發(fā)展,航天與人們生活的關(guān)系也會(huì)變得更加密切。航天科技已經(jīng)并將繼續(xù)與人們的生活“交會(huì)對接”,使我們的生活更加美好。
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