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西媒:“太空都会”或将成为人类未来的家

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参考新闻网9月15日报道 西班牙《意见意义》月刊7月号揭晓文章《我们将这样生涯在未来的空间站里》,作者为米【mi】格尔安赫尔萨瓦德尔。全文摘编如下:

未来几年,由私人企业和大型航天机构推动的设计将使人类越来越多地泛起在太空。最最先是在靠近地球的地方,随着时间的推移,会到达银河系的其他角落。但这场冒险不会是容易的,踏上征途的人将面临许多风险。

轮盘状的都会

自2004年美国总统小布什宣布设计将弗〖fu〗兰克西纳特拉的歌曲《带我飞向月球》变为现实,在月球确立基地以来,旨在最先殖民近处太空的设计就『jiu』从未住手『shou』,至少纸面上云云。

此外,美国还在寻找在本世纪30年月对火星实行载人义务的方式,而不少私人企业则设计制作接待有钱游『you』客的太空旅馆。

我们是不是正在朝着建设真正的太空都会迈出第一步?为了对这些太空修建可能会是什么样子有个看法,我们可以瞅瞅科幻作品的“de”设想。其中两个最著名且写实的当属影戏《2001太空周游》(斯坦利库布里克,1968年)中的轮盘状设施,和上世纪90年月播出的电视剧《巴比伦五号》中的同名伟大圆柱形寓所。

不管怎么说,在这方面的真正先驱是物理学家杰拉德奥尼尔。在他1977年揭晓的富有想象力的著作《高处疆域》中,他叙述了用那时的手艺若何能在太空中确立大都会。其中最著名的模子之一是一个直径6公里的圆盘,不外为什么得是轮盘状的呢?

住在大型永远空间站必须解决的主要问题是失重,对相关问题明白得最到位的是爱因斯坦。

1907年11月,在思索狭义相对论的影响时,爱因斯坦的脑海中泛起了一个想法。他写道:“若是一小我私人自由着落,那么他感受不到自己的重量。这个简朴的想法给我的印象很深,它推动我走向一项引力理论。”于 yu[是,爱因斯坦发现了所谓的等效原理{li}:当我们被关在一个局部区域内时,我们无法通过实验来分辨我们是处在行星上照样在太空中以恒定的加速率运动。也就是说,引力与加速率等效。

那么,凭证这个原理,我们只需要找到一种方式来加速空间站,使住在那里的人以为他们在一个有重力的地方。为此,可以行使向心力,而这必(bi)须要物体旋转。

缔造人造引力

太空兴趣者都知道,缔造人造引力最廉价和有用的方式就是使空间站或航天器在其中央轴上旋转。

引力真的是必须的吗?未来学家马歇尔萨维奇于“yu”1992年揭晓了著作《千禧年设计》。对于所有信托人类的运气处在群星之间的人“ren”而言,这部作品很快就成为了必读之作。书中的太空殖民地“阿斯加德”的环境与一样平常的空间站完全差异。“这里没有由众多加压罐组成的复合体,而是一大堆简朴的球状结构。”萨维奇写道。由于空「kong」气在其内部施加的压力,这些防水硅胶泡泡得以维持其结构。

萨维奇以为,在太空中生计不能少了「liao」这一点{dian},但可以少了引力。更“geng”主要的是,他以为有引力的空间站剥夺了我们生涯在三维化『hua』空间中的(de)可能性。例如,“阿斯加德”的每个住民都市拥有一间半径为6.5米的球形房间。这貌似很小,但在那里,巨细必须以立方米而不是平方米盘算。例如,一个三居室的屋子约《yue》莫有100立方米大。

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不幸的是,引力的作用在许多事情上是决议性的。例如,若是我们将一个装着水的壶放在火上,就会有大量细小的气泡最先发生。但在太空中,只会发生一个伟大的气泡。我们能得知这一点是由于1992年在航天飞机上举行了一个这样的实验。流体动力学是物理学中最庞大的学科之一,那时没人知道在太空环境中把水煮沸会发生“sheng”什么。现在我们有证据以为,泛起这种奇异的效果是由于少了引力所造成的两种征象:使热水上升、冷水下沉的对流和决议支持气泡浮力的液压。

缺少对流导致的一个更令 ling[人不快的结果是,我们身体发生的热量不会从皮肤上散走。更糟糕的是,缺少引力导致汗水既不会滴落也不会蒸发,而是留在那里,粘在我们身上,使我们全身湿透。

几十年来在差异航天器和空间站上举行的实验解释,细菌在远离地球的环境中滋生得更快。我们所有人肠道中都有的大肠杆菌滋生的速率会快两倍。此外,有些细菌还会『hui』变得加倍危险。

确保住民康健

此外,在没有引力的情形下生涯的主要问题在于其生物医学效应。所谓的空间顺应征候群包罗神色苍白、头晕、偏向感迷失、易怒、嗜睡和想要吐逆等症状。空间顺应征候群的泛起是不能展望的。很难预测谁会遭遇它,而且一名宇航员在一次义务中遭遇它,纷歧定会在下一次义务中也遭遇它。其不适感通常会在生涯在微重力环境中的第三天或第四天消逝。

失重的耐久影响加倍糟糕。骨量的流失会以每月1%至1.5%的速率发生。骨密度和骨强度的下降在骨骼的『de』某些部位,如骨盆,更为显著。

肌肉也会受到低引力的影响:它们会较早地失去质量、气力、耐力,并泛起疲劳,尤其是腿部的肌肉。这些影响是渐进的,会在5天后最先展现。心脏也会感应不适。心脏功效会下降,心律失常的可能性也会变大。不幸的是,这些问题尚未获得很好的注释,在没有引力的环境中长时间停留可能导致哪些并发症也仍然是个谜。

同样,宇航员仅仅是从躺着酿成坐着就会遭遇的血压下降也令人受惊。前庭系统也会发生转变,这是一组神经元传感器,使我们能够保持站立、稳固视觉并领会身体的位置【zhi】。显然,这高度依赖引力。若是缺了它,我们会感应{ying}迷失偏向并失去神经肌肉协调性。可以看到,当宇航员返回地球时,他们牢靠视线、走路甚至于只是转身都有问题。

我们的外貌在太空中也会有转变,面部会肿胀,缘故原由是体液的异常流动,它们会从下肢上流到头部。除此之外,另有 you[昼夜循环的缺失(这是在那种环境中生涯的一个特点,它会改变昼夜节律)、血浆容量和红细胞数目的削减、宇宙危险辐射(这显著增添了患白内障、癌症或其他未知疾病的可能性)……在今天,栖身在空间站的想“xiang”法似乎不太吸引人。

获得最基本的供应品可能成为真正的挑战。例如,水的主要性甚至比在地球上更强,由于它也被用作可呼吸的空气泉源:氧气是通过水解获得的,而水解会将水星散成组成它的『de』原子。因此,空间站面临的基本问题就是这种液体的供应。据估量,一个6人团队要执行90天义务总共需要约31.4立方米的水,即快要31.4吨重的水。

高效处置垃圾

既然我们谈到水,那就要说,一个大的空间站会需要一个有用的洗衣系统。在这个问题上,人工引力将是不能或缺的,由于没有哪(na)种简朴的方式可以设计出在微重力环境下使用的洗衣机。可以试试化学洗濯,但存在释放有害挥发性物质的风险。同样,把衣服储存起来在地球上洗濯也是可能的。今天,宇航员会带上足够的衣服进入太空,这样他们就不必洗衣服了。他们会把衣服穿尽可能长的时间,但也不能太长,缘故原由显而易见:人类的气息【xi】。在空间站可没法开窗透风。 国际空间站有一个净化妆置,其中最主要的因素之一是活性炭。空气从舱中被抽出,先经由活性炭,后经由磷酸,以便去除氨气。之后,气流被分成两部门,并被加热到400摄氏度,然后放《fang》到能将有机化合物剖析为二氧化碳和水的催化剂中。接着,空气会被冷却,并经由氢【qing】氧化锂去除酸。这一切都是为一个栖身区{qu}不足900立方米的空间站准备的:为比这大得多的空间站设计净化妆备简直是一场噩梦。

垃圾治理也「ye」是要害。在1980年的影戏《星球大战2:帝国还击战》中,帝国舰队一样平常会在跳入超空‘kong’间以前将垃圾发射到太空。国际空间站的做法与之类似。老旧的仪器、无用的质料、食物容器、氧气胶囊和宇航员的垃圾会被装进货运飞船,落入新西兰以东3900公里处的太平洋中。在这片水深约莫4000米的区域,有地球上最大的太空碎片墓地。

并不是所有的垃圾都到达(da)了地球。例如,在2015年,欧洲航天局的ATV-5“乔治勒‘le’梅特”号无人货运飞船,带着从国际空间站运走的跨越两吨的垃圾,以靠近2.9万公‘gong’里/小时的速率进入大气层,像火炬一样被销毁。所有在国际空间站停靠的不能重复使用的货运飞船都市云云。国际空间站的垃圾治理异常主要和棘手,以至于美国航空航天局有一整支专门处置该问题的团队。

最主要的是必须对垃圾举行分 fen[类。在国际空间〖jian〗站中,接纳是垃圾处置的主要组成部门,只有那些不能接纳的{de}垃圾才会在『zai』大气层中焚烧。若非云云,它发生的垃圾很快就会将空间站填满:在地球上,每人每年会发生160公斤垃圾。

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