当一颗甜美红润的苹果不偏不倚缘分天定千年等一回地砸向了一颗聪明绝顶的脑瓜上,人类终于在一瞬间告别了曾经那个混沌的自己,敲开了科学新世界的大门。现在,已经鲜少有人不知道是重力的作用使我们得以生存和站立在这个星球的土地上。如今这片土地对于人类来说似乎已经不再那样神秘,人类探索的脚步已经迈向了更远的征程,向着深海、向着深空。
电影《火星救援》中的宇航员马克·沃特尼以一己之力在空无一人的星球上种植作物,寻找一线生机,以自身的艰险历程实现了人类对探索外太空的无限想象。然而不仅仅停留在想象,美国的NASA国际空间站、中国的神舟系列,早已是人们熟知的空间实验项目。下一步,我们国家的空间站也将在2022年左右上天,我们也即将拥有属于自己的大型空间实验基地。未来空间探索的活动会越来越多,人类最终必然要迈向深空的探测。
而在这个过程中,必须要对深空的科学规律有了深入的了解,才能保证探索的安全和顺利运行。而这也就是微重力研究的总体领域。微重力,又称零重力,太空环境就是典型的微重力环境。由于缺乏重力,我们经常能够在影片中看到宇航员漂浮在空中,并且实现各种“力能扛鼎”的神技。事实上,重力的缺失,不仅会给人和物体带来外部变化,同时还会对生物体、植物体的内部运行以及一系列的规律造成影响。
例如,大家都知道蜡烛的火苗是椭圆形的,然而,到了空间它的火焰形状就变了!实际上这是由于对流的原因。在地面,温度越高就越轻,或者密度越低,它就会往上升,温度低的空气就往下降,顺着这个火焰就会有一些对流在中间产生。到了空间,没有轻和重之分,各个方向是一致的了,因此看到的火苗会变得非常圆润。
事实上,微重力研究需要探索的还不止这些,它需要搞清楚我们在太空这样一个微重力的环境下,整个的物理、化学、生物中的过程,到底会发生怎样的变化。中国科学院微重力重点实验室副主任、力学所所务委员——王育人,来到SELF讲坛,讲述了如何在一颗“豆芽菜”的帮助下,完成了重力与微重力的实验研究!看过视频,我们不得不承认,微重力研究对于航空事业的安全与平稳运行起到了至关重要的作用。
例如,航天器在太空出现火灾往往是致命的。美国阿波罗登月计划中,阿波罗12号就曾发生电线短路并引发火灾,还好没有影响到任务。而阿波罗13号则不同,它在前往月球的途中距离地球大约32.2万公里时,氧气罐爆炸并导致电线起火,最终,宇航员只能无奈地对休斯顿指挥中心说了一句非常有名的话:“休斯顿,我们出问题了。”此次登月任务最终失败。通过研究微重力环境下的燃烧,研究人员发现。
某些物质,比如庚烷液滴在燃烧时,当火焰熄灭以后,并没有停止燃烧,而是还在持续不断地“燃烧”,只是这种燃烧我们看不到火焰而已。试想,如果我们一直不知道这种现象的存在,那么有一天航天器上类似这些物质起火时,当我们以为火灾已灭,但其实还没有,后果将不堪设想。相信随着微重力研究的发展和科研人员的不懈努力,人类迈向太空的脚步一定会更平稳、更踏实、更厚重。