宇宙开发
太空中有着极其宝贵的资源和特殊的环境,利用这些,可以生产出地球上难以制成的或是可制成但成本却很高的东西。于是有人提出设想,开发宇宙,建立太空工厂。
太空工厂设在哪里呢?卫星、航天飞机都不合适。卫星体积太小,不能安置大型设备,更不能扩大生产规模;航天飞机每次飞行时间有限,也是不适宜的。针对太空工厂的需要,目前也只有空间站这种能长期工作的航天器才能满足。
70 年代末,前苏联发射了“礼炮”6 号空间站。在它 4 年 10 个月的太空飞行期间,人们在上面成功地制取了多种纯度很高的合金和半导体材料。1982 年,前苏联又发射了“礼炮”7 号空间站,在它上面,人们进行了 300 多项科学研究和实验,为建立太空工厂做了大量的准备。1986 年,前苏联发射了世界第一个永久性的空间站“和平”号,在它上面,人们建立了一个工艺实验和生产车间,基本上形成了一个初级的太空工厂。
那么,太空中到底具有发展哪几种工业的优势呢?
首先,太空中的环境非常适宜熔炼工业。金属的熔炼不需要容器来装放,
这样,熔炼的材料不会受到其它材料的污染,纯度可以大大提高,而且完整性很好。又因为它不需容器,所以可以熔炼出地面上很难熔炼出来的某些金属氧化物。在太空中熔炼的金属,不论其中成份是怎样的,因为失重,所以最后总可以得到均匀度极高的合金。太空熔炼还有一个最大优点是在熔化的金属中加入氧气,氧气便能在钢火中均匀的扩散。冷却后得到一些被命为泡沫铁、泡沫铝等材料。这些泡沫材料重量轻,强度大,是一种具有特殊用途的理想材料。
其次,在太空工厂里可以加工出一些地球上面加工不出的特殊产品。例如,生产制造轴承中的钢球,在地球上由于地球吸力,和大气压力,钢球的形状总是达不到理想的球体。而在太空中失重无任何阻力的情况下,轻而易举地就可以办到的。还可以利用离心力加工出一种壁薄、均匀的空心钢珠, 而且寿命较长,同样加工极薄的薄膜、极薄的金属带和极细的金属丝,在太空工厂都不是什么难事。
再次,太空也是一些生产价廉质优的药品的好场所,例如,在太空的特殊环境中,可以有效地分离出人体的一些细胞,而这些细胞能生产成一些生物制品,如肾细胞可生产成尿激酶,是治疗心血管病的一种良药。世界上需求量很大,但地面上生产不容易,价格昂贵,临床应用受到许多限制。而太空工厂中生产容易,成本大大降低,可以缓解许多病人的痛苦。
人类探索宇宙,也是希望能利用宇宙。相信人们会应用人类的智慧,把宇宙变成繁忙的工厂,能更好的为人类所利用。有的科学家就预计到,下世纪将有更多的航天员生活、工作在太空中。于是聪明的人类又想在太空中开发出一所农场,为太空中的人类提供食物。
美国就有“太空植物园”计划。他们设想的是:太空植物园是圆筒状, 直径约 4.2 米,长 13.7 米,同空间站一起运行在太空轨道上,内有装置控制植物园的环境,提供植物所需的水分、肥料、阳光、温度、湿度。植物园内的管理、收获、加工、废物处理,由机器人负责。发生故障时,航天员再进入园中进行修理。
当然,要将建造太空植物园的计划付诸实现,还需做许多实验,弄清植物在太空中的生长特点。所以,太空农场还处于试验阶段。
前苏联的航天员曾在“礼炮”7 号空间站上进行过一次试验,他们在舱内栽种了阿拉伯草。阿拉伯草在播种 56 天后开了花,第 69 天结了籽,共收
获了 200 多粒种子。阿拉伯草是在太空中播种、开花、结籽的第一种植物。这种植物在空间站完成了生长的全过程,说明在太空栽培植物是完全可能的。在太空栽培植物的问题不在失重,而在于保障植物在太空生长所需的条件。
农业的第一要素就是土壤!前苏联制造了人工土壤,解决了太空农业的土壤问题,而且还具有明显的优势:在地面上的普通土壤中,每平方米土地上 70 天产 1 公斤萝卜,而人工土壤中,同样的面积 21 天就产 10 公斤萝卜。前苏联人把人参组织培养基送上空间站培植,10 天的生长量相当于地球上一个月的生长量。
“植物园”计划是可行的。那么,动物饲养在太空可以实现吗?前苏联的科学家在空间站上进行了研究。果蝇在太空中生长发育正常。下一步,人们将研究的对象应该是鸟类和哺乳动物。
到了 21 世纪,在太空中,也许就是一片机器繁忙,鸟语花香的美丽景象。