什么叫电泳法呢?电泳法是利用电场作用把质量和电荷比值不同的物质颗粒分离开的方法。打个比喻,电泳法就像一个筛子,把需要的东西筛出采,把不需要的筛掉。拿细胞来说,它能筛掉癌细胞,留下健康细胞,它能筛掉衰老的细胞,留下年轻的细胞。在地面上,因为重力作用,好不容易分离出采的成分会重新搅和在一起,使电泳法的分离效果大大降低。在太空,这一缺点就不再存在。
此外,在地面上有许多药是从细菌培养物中提取出来的。在太空环境中,微生物死亡数大大减少,而且生长速度比地面上要增加一倍以上。这类药如在太空生产,成本也会降低。
目前,美国的一些公司和巴蒂尔实验室都正在太空试制“灵丹妙药”呢。
(三)奇异的空间材料
近20年来,美国、前苏联、中国为将来在太空建立材料生产工厂,进行了大量实验,也取得了许多成功的经验。
这些实验有:在空间生产实心和空心的滚珠。不仅球形理想,而且精度超过精密研磨;多层空心滚珠的强度和耐磨性都大大超过实心滚珠,使用寿命延长5~8倍;大型空心球还可以做为高压容器,比焊接的好得多。
空间无限的深度真空垂手可得,是生产泡沫的理想场所。你可想不到,在太空生产的泡沫钢块,体积中88%是气体,它可以像木材一样浮在水面上。几米长的一块钢筋混凝土只有12千克重,用它来盖高楼,岂不是像小朋友码积木一样轻松吗?
此外,还有特殊铸件、新型玻璃、半导体和电子器件用的晶体等。
我国在1987年和1988年发射的两颗返回式卫星上,也进行了材料晶体生长和材料加工实验。1990年在另一颗返回式卫星上又进行了砷化镓的生长试验。1991年美国的“发现号”航天飞机进行的科学实验中有两项便是我国的中学生设计的太空材料实验。
(四)在空间加工
在地面上进行熔炼和焊接,工人师傅必须戴上面罩,否则会被四处迸溅的电弧火花灼伤,在太空中熔炼,一点儿也不用紧张。金属自动悬浮在空中,宇航员只要用激光或电子束射向金属体,使其加热直到熔化就大功告成了。
1969年10月6日,前苏联“联盟-6号”飞船进入轨道,在狭窄的轨道舱里又“挤”进了一个奇怪的大桶,叫“火山”,宇航员古巴索夫操纵“火山”进行了等离子弧焊接、电子束焊接和电焊条熔焊。事后,前苏联宣布这是历史上第一次空间加工,而古巴索夫是第一名宇航工艺师。
此后,美国在“天空实验室”,前苏联在“礼炮号”空间站都进行过多次空间加工的实验。
航天技术对空间考古的作用
从古到今人们考古不是到地下去挖,就是到海底去捞,可是如今人们从天上也可以考到地球上的“古”,找到地底下的“宝”,你想知道这究竟是怎么回事吗?
早年人们曾运用航空摄影和航片判读的方法进行考古研究,但这种方法观察范围狭窄,拍摄图片往往不甚清楚。随着航天技术的飞速发展,人们在卫星、航天飞机和空间站上通过航天遥感图像进行考古,居高临下,视野广阔具有非常明显的优越性。
在高分辨力的陆地卫星影像上,每幅图像面积达3万多平方千米,小到一座古塔,大到万里长城都一清二楚。1978年冬天,美国宇航局的考古学家托姆·塞维尔和他的考察队在南美洲秘鲁的安第斯山山地考察神秘的印加线。这些线是古印加人留下的,通过考察这些线和线上的神龛数目,可以了解古印加人的农业生产和天文历法等情况。塞维尔一行冒着严寒,跋山涉水,3个月只考察了2条半线,还有41条没找到。于是他去找卫星求助,通过卫星影像的分析,很快就完成了考察任务。
1984年,卫星在苏格兰找到了古罗马人的要塞;在英国伦敦北部30千米远的地下找到了古罗马恺撒大帝入侵英国时建筑的古城堡。古城堡当年在古罗马帝国崩溃时曾被焚毁,随着岁月的流逝,已被埋入地下,上面树木丛生,可陆地卫星上的多光谱红外线探测器却把它给找了出来。用这种技术,1984年美国地球资源公司的科学家通过卫星影像分析,还在尤卡坦半岛的热带丛林中,发现了玛雅文化的废墟和玛雅古代金字塔。由于卫星影像能够准确地定出地下城堡的大小和范围,因此考古发掘就会避免破坏。
航天飞机的考古本领更大,1981年航天飞机“哥伦比亚号”升空,航天飞机上携带了一个能成像的雷达,它摄到的图像极为清晰,连海风吹起的波涛都清晰可见。而且它工作时不受黑夜、地球大气中云层和地球表面植物的影响,能够直接探测到地下。“哥伦比亚号”获得的第一幅雷达图像,是澳大利亚西部哈默斯利山脉的一个地区,长100千米,宽50千米,图像清晰地显示出一个拱形山花岗岩山丘被一个受侵蚀的环形山脉包围着,哈代河就在山丘的右边。图像还显示出墨西哥湾蕴藏着丰富的金矿和银矿。
不仅如此,雷达发射的电磁微波穿透了细密的沙层,穿透地表以下,一直到岩石。结果在苏丹和埃及交界的撒哈拉大沙漠东南边的沙层下发现古代河流和湖盆,这条河大约是3~4千万年以前形成的,它的河道宽达15千米,与尼罗河一样宽广巨大。河谷边上的湖盆是古代人放牧的草场,图像还显示出像树枝图案似的支流,扇形的冲积平原、阶地、断层和丘陵地形。航天飞机的发现引起了科学家们极大的兴趣。美国地质调查所的科学家根据卫星提供的线索,横穿一望无际的大沙海,终于发现了沙海下面庞大的古代水道网。埃及水土资源开发部在特定地区钻探找水,果然找到了丰富的地下水。埃及和苏丹还要求航天飞机对他们的边界地区进行更深入的探测。
目前,世界各国的考古学家都在利用航天遥感,法国、苏格兰、意大利、土耳其和菲律宾等国的考古学家已获得丰硕的成果。我国的考古学家也在利用美国陆地卫星和中国的卫星进行考古研究。
考古学家们还认为在不远的将来会有更惊人的发现。雷达波束能穿进沙子,它也可以穿透冰。美国准备进一步用雷达的波束去穿透南极冰帽和格陵兰冰层,探寻冰层下面的世界。欧洲航天局打算用这种成像雷达去探测火星,预计它会取得非常精确的立体图像。
太空中的生命试验
在美国好莱坞的科幻影片中,我们常常看到太空人。影片中的太空人全都是智慧超常,神通广大,虽然他们长相各异,但无一例外全都是来自外星球。
这是科学幻想。在现实中将来会不会出现由地球人繁衍出的太空人呢?这些太空人又会是什么样子呢?