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太空人的太空「百寶箱」

2024-05-09資訊

在離地400千米高的國際太空站,無論是執行任務,還是日常生活,都會變成太空人們的挑戰。於是,科學家們為他們的日常用品進行了巧妙的設計,幫助他們順利渡過難關。

表面張力留住飲料:太空杯

在空間站,喝水可不是一件容易的事。太空人們需要用供水裝置往密封袋中註滿水,再像吸果凍一樣喝水,操作十分麻煩。於是,科學家們專門設計了一款杯子,它特殊的內壁造型讓液體既能依靠表面張力,乖乖待在杯子內,又能順著杯口滑出;底部的磁鐵能吸附在工作桌上,防止杯子到處亂飄。

小小的杯子看起來無關痛癢,但它其實對未來的太空旅行具有深遠影響。科學家們可以根據太空杯的特點,開發更完善的空間站空調、淋浴、廁所等設施。

充氣筆芯:太空筆

鋼筆、中性筆等普通的筆要借助重力才能讓墨水順利落下,而在失重、氣壓和溫度異常的太空環境下,它們難以正常出墨。你或許會靈機一動:「為什麽不用鉛筆呢?」這似乎很機智,但如果真的這麽做,恐怕會釀成大禍。

鉛筆芯的石墨在失重環境下很容易離開紙張,飄浮在太空艙內,不僅會對太空人的眼睛造成傷害,還可能引起電子裝置短路。

太空筆的筆芯內充有氮氣,瓦斯壓力可以代替重力,使筆順利出墨。它的油墨是一種特殊的非牛頓流體,具有「觸變性」:不書寫時,它非常粘稠,像固體般安靜地躺在筆芯裏,可以保存將近100年;開始書寫後,油墨受到筆珠的壓力,又會變成液體,從而順暢地流出。

DNA的「遮陽傘」:太空防曬霜

太陽光中含有肉眼不可見的紫外線,如果人體皮膚接收得太多,不僅會被曬傷,細胞內的DNA也會受到損害,埋下皮膚癌的隱患。在地球上,臭氧層可以阻擋大部份的紫外線,人們也可以穿防曬衣、打遮陽傘,可在太空,一旦太空人需要走出艙門維護空間站的各種裝置,就會遭受紫外線、X射線乃至Gamma射線的強烈照射。

科學家們研發了太空人專用的防曬霜,其中含有硒黑素,可以為DNA阻擋放射線。科學家們還設想將它摻入宇航服中,提供持續的保護。不過,這種防曬霜仍需要進一步測試。

制造重力的「吸塵器」:重力褲

在太空中飄浮的感覺一定十分奇妙,但長時間處於失重狀態可不是什麽好事。在漫長的前進演化中,人體的構造已經適應了地球重力,太空人長期生活在空間站,不僅會骨質疏松、肌肉萎縮,血液還會過多地流入頭部,嚴重時會危及生命。

而重力褲就像家用吸塵器一樣,將太空人「吸」入褲子,使太空人感受到類似重力的吸力。這樣可以擴充套件下半身的靜脈和組織,將血液吸回到下半身,避免太空人頭部壓力升高,維持肌肉和骨骼的密度。

未來,如果這種重力褲在空間站透過了測試,太空人就可以在空間站駐留更長的時間,我們離在火星等低重力的星球定居也更近了一步。