三体社区泛科幻大本营

注册

只看楼主

国际空间站九大炫酷的实验

美睿 发表于 2015-11-19 17:58:08 [ 上一主题] [下一主题]

作为一个独特实验室,空间站使生命科学和物理科学领域的一些突破性研究成为可能。

从2007年芭芭拉·摩根的第一堂太空课起,全球已有近320万学生从空间站下载并分享这些课件。在美国有近百万学生亲自参加或通过“提问”方式参与了空间站的实验。

重力几乎可以被忽略掉的太空是一个神奇的试验场,以下是国际空间站十大最酷最炫的实验介绍。

1.太空中的火焰
1.jpg
微重力能够产生更圆的温度更低的火焰。对照图中,正常重力条件下产生的火焰和微重力环境下的火焰之间的区别可谓一目了然。

与在地球上不同的是,微重力条件下的低密度热气体不会上升。其结果是,粒子从高温区向低温区扩散等其它过程占据了支配地位。

在太空研究燃烧进一步揭示了有关这种现象的基本物理学原理,进而帮助研发用于未来太空探索任务的灭火技术。

2.失重下的液体对流
2.jpg
在没有重力的情况下,表面张力成为流体物理学的统治者。

在空间站拍摄的照片中,从金属环内钻出的水好像被一个看不见的勺子搅动。这种搅动效应是用一种光对水进行不均衡加热导致的。温度差异致使表面张力失衡,最终让水发生旋转。

类似这样由表面张力触发的移动被称之为“马兰哥尼对流”,在地球上极为不明显,但还是可以在钢水冷却等环境下观察到。

3.沸石立方体晶体
3.jpg
在微重力环境下,晶体的体积变得更大。上面的沸石立方体晶体的对比图就是一个最好的证明,右侧体积更大的晶体便是处在微重力环境下。晶体在微重力条件下“长个”的原因在于:在液体中生长的晶体以溶解的物质为食,致使液体密度降低。

在地球上,低密度液体向上移动,在实验器皿内形成对流,对流产生裂缝并限制晶体体积。但在微重力条件下,这种效应并不存在。形成更大更纯净的晶体能够帮助科学家进一步了解晶体基本结构和特性。沸石上面布满微孔,可用于过滤和储存物质,例如用于未来燃料电池的氢。

4.鱼胚胎
4.jpg
青鳉是世界上首批被用于研究胚胎在太空环境下发育的鱼类之一。

1994年,青鳉搭乘“奋进”号航天飞机进入太空。重力在动物生命周期之初扮演怎样的重要角色仍旧是一个大谜团。在太空出生的青鳉长大后的体形与在地球上出生的同类类似。而对从老鼠到有爪蟾蜍的其它动物进行的实验显示,无重状态对它们的早期发育产生重要影响,很多实验动物出现了畸形。

5.经受太空辐射的“水熊”
5.jpg
在动物上演太空飞行的过程中,重力消失并不是唯一一个发生变化的环境因素。身在太空中,它们必须经受更大剂量的太阳和宇宙辐射考验。虽然暴露在真空以及强辐射环境下,但青苔和细菌仍能够继续生存下去。

迄今为止,只有一种动物能够创造这种生命奇迹,它就是在显微镜下才能看到的无脊椎动物“水熊”,也被称之为缓步类动物。

在2007年欧洲进行的一次火箭实验中,一些缓步类动物被暴露在太阳强紫外线辐射和太空真空环境下,其它一些成员则免受辐射侵害,只暴露在真空环境下。在辐射环境下,只有少数缓步类动物能够继续生存,而在真空环境下,幸存者的数量却比比皆是。

6.太空回旋镖实验
6.jpg
微重力环境下的各种演示让航天员和地球上的普通大众分享兴奋之情,同时向人们展示物体的特性。

2008年,日本航天员土井隆雄上演了抛回旋镖一幕,验证回旋镖能否飞回自己手中。令人感到惊讶的是,他最终做到了。弯曲的回旋镖之所以能够沿环形线路飞行是由穿过空气时受力不均衡导致,而不是受重力影响。

2009年初,另一位日本航天员若田光一按照公众的建议完成了一系列任务,其中包括驾驶飞毯、叠衣服以及滴眼药水。

7.鼠伤寒沙门氏菌

失重状态可能让航天员抵御感染的能力降低一倍。太空飞行会减弱免疫系统,同时让一系列细菌变得比在地球上更为可怕。2006年“亚特兰蒂斯”号航天飞机进行的一次太空飞行显示,鼠伤寒沙门氏菌让老鼠的致死率提高了近两倍。

此外,微重力环境同样会提高耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌毒性。金黄色葡萄球菌是一种耐抗生素“超级细菌”,是导致传染病的主要罪魁祸首。

目前,一家名为“Astrogenetix”的公司正在研究这种毒性,希望能够通过隔绝与之有关的因素方式研发疫苗。.国际空间站物质实验箱

这个手提箱大小的试验设备看上去好像一个终极化妆箱,用于测试辐射对从陶瓷到孢子等一系列物质的影响。它是第一个国际空间站物质实验箱,于2001年被安装在空间站上。

2009年9月1日,“发现”号航天飞机宇航员从空间站上拆除了第6组实验箱。美国宇航局最近一份有关空间站科学研究的报告指出,空间站物质实验箱可能是迄今为止安装在这个轨道前哨上的最为多产的实验设备。

8.迷你卫星

国际空间站扮演了一个主人的角色,“招待”众多迷你卫星以及足球大小的设备。所有这些均是同步位置保持、连通与再定向试验卫星(SPHERES)的组成部分。

迷你卫星“三重唱”用于测试允许卫星在最小化人为干涉情况下进行编队飞行的控制程序。卫星之间的这种合作能够成为功率强大的望远镜。更为强大的控制程序能够实现飞船的自动对接,这种能力可以在轨道组装设备过程中发挥重要作用。

9.微重力对航天员的生理影响
7.jpg
太空研究的一个重要内容便是研究微重力对航天员的生理影响。

研究显示,自由下落能够影响航天员对体积和距离的判断力,以及红细胞和肌肉质量减少。相比之下,骨骼遭受影响最为严重。
编辑 ▌Δ
原文 ▌网络


转载请邮件:jiaoy@youzu.com


扫码即可关注三体社区


三体社区微信号:


threebody-home



回复 点赞(0)

花式喂蜘 发表于 2015-11-19 19:35:13

沙发

地球上最BUG的生物——水熊。

点评 引用回复 点赞(0)

提示:close

 

已赞!

 

提示:close

 

已关注!

 

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

关注我们新浪微博微信 3

  

沪ICP备14049458号    网站地图

Powered by Discuz! X3.2@2001-2013, Comsenz Inc 版权信息

更多友情链接

钛度社区 3G小说网 磨铁中文网 创世中文网 网易原创 起点中文网 潇湘书院 红袖添香 小说阅读网
科幻世界 书海小说网 纵横中文网 科幻星云网

快速回复 返回顶部 返回列表
close