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第29章 航天技术应用及未来航天(4)

这个平衡点的存在由法国数学家拉格朗日于1772年推导证明的。1906年首次发现运动于木星轨道上的小行星在木星和太阳的作用下处于拉格朗日点上。

建造太空居民城镇的设想

伴随着空间工厂的生产、太阳能电站的建造、月球和小行星的开发以及其他形形色色的大规模空间活动的发展,必然有越来越多的人到宇宙空间去工作、生活。因此,需要建造一种适于人类在宇宙空间居住的场所,即太空中居民的定居区或城镇。

为了使未来的太空居民能够像地球上那样长期工作和生活,太空城镇一方面应具有防护外部宇宙射线以及微流星袭击的设施;另一方面也要创造类似于地球上的重力、大气、日照与昼夜变化等环境,必须有充足的水、食物和能源,必须设置住宅、街道、公园、学校、农场等区域,用以保证居民的生活需要。

经过一些年的设想、构思和讨论,科学家们提出了五花八门、各具一格的空间城镇建设方案。美国科学家格拉尔得·凯·奥耐尔提出的在今后一些年代内营建巨型太空殖民地方案,具有代表性。听起来,既有科学幻想的成分,更具有现实性的味道。太空居民点的建设是绝对必要和可能的。然而,能否就是这位科学家所设想的样子,今后的太空实践会给出正确回答。

格拉尔得·凯·奥耐尔提出的这个太空殖民地将是一个巨大的圆柱形地球轨道站,其长度为3~30千米,直径达1~6千米。设想这样一个空间结构能够容纳20万~2000万人。这个圆柱体不断旋转着并且在外壳内壁产生人造重力。在圆柱体内不仅有供人居住和办公的房子,而且还有山丘、森林、湖泊及河流。美国科学家相信,这种计划方案是可行的。前苏联的科学家对这个巨大的空间殖民地构造方案发表评论说,他们没有询问美国科学家的计算技术,但是相信美国人的技术和力量,相信这种计划是可行的,可以看做是太空居民城镇的一种可能的解决方案。

不论太空城镇将会按何种方案布局建造,一定会伴随太空工业的兴起同时建设;开始规模也许较小,随着空间工业规模不断扩大,居民区也同时会发展。

由于外层空间存在大量的资源,随着月球和小行星的开发,空间会出现大批工业产业,人类依赖地球资源的程度下降,建设大规模太空城镇将不是现在人们想象的那么玄乎。

知识点昼夜交替

地球是一个不发光且不透明的球体,同一瞬间阳光只能照亮半个球,被阳光照亮的半个地球是白昼,没有被阳光照亮的半个地球是黑夜。昼夜交替现象的产生是由于地球自转造成的。昼半球和夜半球的分界线(圈),叫做晨昏线(圈)。

由于地球自转存在一个倾角,所以地球上不同地区的昼夜长短是不同的。在地球的南北两极地区,太阳终年斜射,昼夜长短变化最大。南北半球的高纬度地区还会出现太阳终日不落或终日不出的“极昼”和“极夜”现象。

人类登陆火星的计划与方案

火星是最富传奇色彩的一颗行星,也是多少年来人们思想上经常联想到地球以外可能具有生命的行星。火星上是否有过生命形态存在,科学家们争论了好多年。考虑到火星上有生命存在的可能性也有一些理由。火星上有稀薄的大气、少量的水,它的温度时常升到冰点以上。

为了拨开人们对火星认识上的迷雾,美国和前苏联都多次发射火星探测飞船,拍了很多照片,分析了大气,化验了火星土壤。可是迷雾层层,拨开一层又出一层,并没有足够的证据回答火星上到底有没有生命存在过。

火星具有太阳系内除地球外最少有害于生物生活的条件。有些预言已由“海盗”号探测飞船的探测所证实。轨道飞行器拍摄的照片,分辨率从100~1000米,照片上确有很多类似河床的外形,表示火星早期历史上有几次洪水。但也可作另一种解释,过去曾有巨大的冰川覆盖着火星大部分地区。冰川流过障碍物也能产生类似河床的外形特征。

但是,“海盗”号飞船的轨道飞行器和着陆舱进行过12次试验,每次都直接或间接与生命研究有关。在分子分析实验中,把火星土壤的两个标本加热到500摄氏度,烧掉了任何含碳的有机分子。然后对气化后的物质作化学分析,证明火星上存在任何由碳构成的生物是极不可能的。这个结果曾使很多人失望。前苏联的科学家对此也有不同看法,认为火星土壤取的是两个火星偶然点,而且试验方法不完善,要下结论否认火星上有生命存在的可能性为时过早。

人类对火星的探测,取得很多资料信息和成果,包括它的地形、地貌、土壤成分、大气构成和确实存在水等。然而火星上是否存在或存在过生命形态还处在迷雾之中,而这正是人们最关注的事情。它继续吸引着科学家并激起人们的幻想。如果人类能亲临火星登陆考察,可以直接解开火星是否有生命形态存在的奥秘,那时科学家之间有关此事的争论才会结束。

科学家估计到21世纪30年代可望实现航天员在火星登陆,这将把航天科学推上新的高度,是一个重大里程碑。这是一个多么美丽和光彩夺目的事业,正等待着青少年朋友们去创造。

美国和前苏联曾用深空探测飞船对火星表面实现了软着陆。按理下一步应是人类登陆火星考察,可是为什么至今不去登陆呢?

专家们认为,按照人类目前掌握的航天技术已完全可以飞往火星,现在不进行这种飞行的原因有两个:

首先,失重对人体的生理影响是主要障碍。由于引力减少,人体内的心血系统、肌肉组织和骨骼中化学成分都会受到影响。在地球上,人类的心脏习惯于克服重力把血液输送到全身各处,而在失重状态下,心脏不必费力地工作。同样道理,肌肉在太空工作时所付出的代价也大大低于地球上从事同样的劳动。另外一些研究表明,人在太空飞行时,组成骨骼的主要矿物质钙会逐渐减少。研究报告指出,在太空飞行1个月,人体骨骼中钙质要减少0.5%。飞行时间短,航天员上述生理障碍还比较容易克服,如在飞行中多吃些含钙的丰富食品,加大肌肉锻炼量等,回到地球后再辅以多种仪器和药物治疗,生理机能就可能逐渐恢复。然而,要在太空进行几年的长期飞行就困难了。航天医学界人士认为,到目前为止,还未找到很适当的途径来阻止或减少失重对人体的影响。当然,经过20多年的航天飞行经验积累,前苏联和美国,特别是前苏联,已经制定了在长期飞行中预防失重对人体生理影响的措施,取得了重大进展。航天员季托夫、马纳罗夫甚至已经创造了在太空一次漫游一年的纪录。但是,为了人能飞往火星,科学家还得作出更大努力来对付失重对人体的影响。

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