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第44章 空间技术(11)

在失重条件下,借助于极小的电磁场、静电场或市场就能把材料悬浮在空中进行无容器加工。这种加工方法在地球上是根本做不到的。无容器加工的最大优点在于避免了容器壁对材料的污染或容器形状对产品质量的影响,从而生产出纯度高、性能佳、均匀性好和结晶完美的产品。在熔融的材料中,各区域的温度总是存在差别的,因此其密度也不尽相同。如在地球上加工,密度不同的各种组分在重力作用下产生的对流,势必会破坏它们的均匀混合,而在失重条件下由于不存在对流现象,也就克服了对流对材料加工带来的各种影响。

在失重的环境里,材料的表面张力成为一种最重要的重力。有时,产品的外形需要通过熔融材料的表面张力来控制,甚至可以利用像未干油漆表皮那样的一层极薄的氧化膜来浇铸铸件。在太空工厂中如果采用这种方法很容易生产出坚固耐用的像涡轮发动机叶片之类的优质产品。

在失重条件下,可以避免混合物中的各成分因密度不同而离析的现象,这就可以很好地控制液体或气体的热量和质量的传递。因此,在太空工厂中加工材料,可以使不同物质均匀混合、各种不同化学组分的聚合或者混合物中各组分的分离和提纯,都将不是什么困难的事情。

从某种意义上来说,浩瀚的宇宙空间是人们进行材料加工的天然工厂,更是人们进行各种科学实验的理想之地。人类盼望已久的太空城建成之后,太空居民们将以巨大的“魔力”推动着空间工业化事业的迅速发展。他们一定会给自己的“老乡”——地球人提供各种贵重的生物制品和一系列高精尖产品。

宇宙城市是怎样的一种情形呢

天文学家这样描绘道:当太阳最终成为一颗白矮星时,地球及附近的星体将被太阳所吞噬。那是多么可怕的情景!不过在这之前,也许人类早已离开曾经哺育自己的摇篮,飞向遥远的太空。宇宙城市就是在这样的背景下构想的。

这种构想共分三步来实现。

第一步,建立宇宙空间站。科学家预想,由发达的西方国家联合研制的一座永久性民用载人空间站,将在21世纪初期投入使用。它耗资数百亿美元,使用寿命达20~30年。这个空间站是人类迈向宇宙的第一步,是一项划时代的宏伟工程。人类可利用这个空间站观测、研究太阳系乃至整个银河系,进行多学科综合研究,并利用这一空间站作为飞向宇宙的中转站。

第二步,飞向月球,建立月球观测站。通过对月球的研究,实验、观测地球,提取月球土壤中的水、氢、氧、氦,试验食物生产,探讨月球资源开发。利用登月车及月球表面飞行器对月球进行普查,并进而建造基地及天文观测台、科学实验室等。人类是否能在太空生存,这是最重要的一步。

第三步,建立永久性月球基地。将地球上的生活模式搬往月球,建立工厂、医院、学校、图书馆、娱乐设施等。拓展月球城市。

构想中的宇宙岛是一个直径500米的空中巨球,球内设有人类居住区、生产区、生态区。它每分钟自转两周,在“赤道”处产生近似地球的引力,这样生活在“岛”上的居民就会感到像在地球上一样。“宇宙岛”内的天气可以按人们的意愿自由调节,真正实现“风调雨顺”。

这样一个“宇宙岛”可以容纳1万人。它的基本任务是建造与地球同步的能源设备,把充足的太阳能以定向微波辐射的形式传播到地球,以解决地球的能源和环境污染问题。世界上的天文学家无不把眼光投向月球和火星。这两颗星离地球最近,都有充足的阳光和矿藏资源,除了水和空气,地球上所有的矿藏,月球上几乎都有。而正因为没有空气,人类可利用太阳及月球资源来冶炼高纯度的金属和晶体。

金星的自然条件较月球更适合人类。美、俄两国科学家已提出共同改造金星的计划。即用地球上的藻类撒满金星稠密的碳酸大气层,使其吸服并排出氧气,以降低其表面高达500℃的高温,为人类居住做好准备。然后以核动力分解金星极地的固体冰,形成金星大气层,人类适合的生态系统也就逐渐形成了。

天文学家预测,人类可望乔迁太空,并在那里生存发展。那是人类迈向太空的重要一步,是一个美丽的梦想,无数的科学工作者都在为这一梦想而努力着。

“生物圈2号”是人类在外星球的实验室吗

塔式建筑来源于古埃及的金字塔,而金字塔的造型则来自高山的基本形状,象征着坚实和永恒。除了古埃及,古玛雅人和阿兹台克人也在中美洲建造过许多金字塔式建筑物,法国和意大利也有,而现代建筑中有时也出现金字塔式建筑。

古代金字塔是埃及法老的陵墓,而现代金字塔式建筑的修建,常常是为了在艺术上追求古代建筑的氛围,同时也有实用意义和价值。著名的法国巴黎卢浮宫在扩建时,修建了一个玻璃金字塔作为卢浮宫地下扩建部分的入口,这是古典和现代建筑完美结合的典范。

巴西国家剧院的造型,极像古代玛雅人和阿兹台克人的金字塔:塔的坡度较埃及金字塔稍缓,没有尖顶,顶部常建有神庙;而剧院的外墙没有门窗,全部用石块装饰而成,出入口为地下通道,整座建筑的风格不由令人联想起悠久的古代玛雅文明。

1991年,在美国亚利桑那州的沙漠戈壁滩上,建起了一座巨大的金字塔形玻璃建筑,这就是著名的“生物圈2号”,它是被用来进行人类未来在外星球生存环境的先驱性实验室。

这一类金字塔式现代建筑,在工程效益上的共同优点是:

它们的顶部收缩得较小,整个空间体积远比立方体要小,在采用空调设备时,可更多地节约能源,也有利于环保。金字塔形高层建筑的抗风能力,甚至比圆柱形建筑还要优越。由于重心低,稳定性好,金字塔形建筑抗震能力也强。但也有缺点:即金字塔式建筑的外墙倾斜,施工较困难;上窄下宽,利用空间少。在施工上一种变化的形式就是用方柱体进行组合,由下到上逐渐减少方柱体的数量,著名的芝加哥西尔斯大厦有110层之高,就是采用方柱体形式的范例。

另一种变化方式是建造的台阶式建筑,它的外形特点是向上一层比一层缩小,就像台阶一样,类似早期的金字塔。这种建筑外部稳固,阳台宽敞,采光好,因而深受人们的喜爱,尤其将其应用到都市高层建筑时,更是如此。

太空旅游会成为现实吗

太空旅游,这是千百年来人类的共同愿望。随着各种高速而廉价的空间交通工具的相继出现,特别是在未来太空城诞生以后,太空旅游业无疑也会成为空间工业化的一项重要内容。1981年,美国国家宇航局的“哥伦比亚号”航天飞机两次试航和1982年的第三次试飞都获得了圆满的成功。因为它可以重复使用百次,大大降低了发射费用,从而为科技人员或普通游客带来了太空旅行的新希望。一些宇航专家认为,航天飞机试航的成功,标志着普通人到太空旅行已经有了良好的开端,尽管“挑战者号”航天飞机爆炸,造成七名宇航员全部遇难。但这并没有阻止人类继续向太空进军的步伐。太空旅游终将成为现实。美国加利福尼亚州一家咨询公司——“空间—地球”公司的保罗·西格勒在谈到空间工业化时指出,太空旅游业肯定会发展成为“一项新兴的事业”。他还预言:第一批太空旅游者将出现在20世纪接近结束的时候。我们正期待着人们只要支付出5万美元就能到太空去待上几天。再过几年,我们还可望这一费用能降低到5 000美元。

根据他的设想,当太空旅游业的大门真正被打开时,拥有100个房间的太空旅馆,恐怕就不是一家两家了。美国科学应用公司在1978年4月15日发表的题为“空间工业化研究”的专题报告中也指出:太空旅游业是空间工业化的一个重要组成部分,而且还估计,在21世纪中后期空间工业化的时代里,单凭太空旅游业这一项的经济收益就可以达到15亿美元之多。应该指出的是,发展空间旅游业的关键是发展更加先进而廉价的空间运输系统和太空城。根据宇航专家和竭力主张空间殖民化人士的设想,不论是发展更加先进的空间运输系统,还是建造人类盼望已久的太空城,都可能在21世纪变成现实。到那时,人类向往的宇宙空间就再也不是职业宇航员们的世袭领地,而变成可供全人类共同分享的乐园。换句话说,具有一般健康状况的任何人,都有权利到太空去旅行。

太空旅游者将包括各式各样的人。有的是到太空去开展科学研究和科学实验的自然科学家;有的则是专程到太空去体验生活的文学家、艺术家以及新闻工作者;也有到太空城参观访问的各国政府首脑,还有去太空城洽谈贸易生意的各国商人。当然,那些朝思暮想、希望分享太空旅行之乐的普通游客也是能够如愿以偿的,不过是要按顺序排队,耐心等待。也许,地质学家和探险家们是最有希望到月球,到太阳系其他行星、到小行星上去从事实地考察任务和探险任务的了。太空旅游者的目的尽管不尽相同,但是,未来太空城却是他们非参观不可的游览胜地,这就为大力发展太空城的旅游业开辟了无比广阔的前景。

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