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航天技术:推动人类文明的进程

2017-12-10 16:53  来源: 科普中国-科学原理一点通

随着人类航天技术的不断发展,航天产业也越来越繁荣,由航天工程带来的民用技术及民用产品渐渐走入普通人的生活。

 

来自航天工程的民用技术

 

世界上最大的政府航天机构是美国航空航天局,它努力推动航天技术向民用和私营部门发展,从而提高人们的生活质量,也让美国的产业竞争力更强。由美国航空航天局技术衍生并商业化的技术,每年都会刊登在《衍生技术》上,目前已经累积刊登了1500多项。

由于航天工程需要许多平时难以遇到又不是十分迫切的技术问题,因此又成为各种高新技术的“试验场”。比如航天器运行于太空之中,外部的向阳面温度会超过100℃,背阴面又低于100℃,而内部又必须保持恒温,其环境控制系统肯定会比任何民用空调先进得多。再比如,美国制造的“旅行者号”探测器,已经飞行到距离地球约180亿千米之外的太空,就算以光速运行的无线电波,从地球出发抵达“旅行者号”也需要16个小时以上,可见其遥测的作用距离,超过了地球上的所有遥测系统。

任何一种高科技产品的问世之初,都会面临无人问津的窘迫境地,由于航天工程需要较高的投入,因此常常成为“第一个吃螃蟹”的角色。虽然航天应用的规模可能并不是很大,但是在技术和产品的推广初期,还是能够起到推动与孵育的作用,对于人类文明进程也意义重大。比如现在很普遍的太阳能电池和燃料电池技术,都首先应用于航天领域。

航天技术具有跨学科的特征,其应用外延十分广泛,技术扩散效应非常突出。许多民用技术和民用产品,追根溯源都来自于航天技术,不过这些民用技术并不是直接移植航天技术,更多是只是参考与借鉴,比如医学界研发的一种新型人工心脏,其微型辅助泵就采用了航天飞机燃料泵的工作原理。可见,航空技术对于人类生活质量的影响力是积极而深远的。

 

“旅行者号”探测器

 

航天技术带来的民用产品

 

在航天技术飞速发展的今天,许多民用产品上都能看到航天技术的影子。

航天技术在节能环保领域的应用十分显著,因为航天器需要载荷的能耗越低越好,甚至要让宝贵的水资源能够在航天器中循环使用,与之相关的低能耗技术和水处理技术都有很好的民用前景,类似这样的例子十分普通。

在材料科学领域,由于所有物资想要进入太空都需要高昂的费用,所以航天器及其携带的航天物资都必须轻便,这种航天需要大大地刺激了材料科学的发展。近几年应用十分广泛的液态金属,就是一种应用在航天飞机上的材料,它被应用在智能手机开启卡槽的插针上,还被应用在珠宝首饰、棒球棒和一些医学仪器上面。

除了日常生活中的实体产品,航天技术还会应用在服务业上,比如移动通讯、电视传播、气象预报、卫星导航等。这些航天技术的应用,已经成为普通人日常生活中不可缺少的部分。

还有一些航天技术的应用虽然与普通人相距甚远,但是却与各产业部门紧密联系在一起,发挥着积极的作用。比如利用遥感卫星进行地质和矿产勘测、监控农业生产等。

 

遥感卫星监控

 

神奇的太空育种技术

 

太空育种也是航天技术的应用范围之一,它又称为空间诱变育种,也就是将植物的种子或者试管种苗送入太空,然后利用特殊的太空环境,让种子或种苗发生变异,再返回地面选育种子、新材料,培育出新的植物种苗。

经过太空育种的种子,在返回地面种植后,植株增高增粗,果型增大,产量提高。不过,无法控制种子的变异方向,只能任其发展。这也是科学家界的空白区。

 

太空育种技术

 

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作者: 科学原理一点通   [责任编辑: 吕芮光]