王大虎

王大虎:外太空有其他生命吗?

王大虎

如果你的意思是说具有智慧的生命,那结果可能是没有。当然这种说法还没有确切的证据。不过,任何天文学家都将不得不非常勇敢地站出来说地球是宇宙中已知的唯一一个有生命迹象的行星,但也会有很多人争辩说有其他智慧生命散布在我们存在的银河系中。

假设我们所谈论的是类似于人类的生命,那么,为了生存它需要些什么?首先,它需要一个很长的稳定时期来由微生物进化成复杂的动物和植物。那么首要条件就是有一个稳定的太阳。这就直接排除了银河系里2 000亿恒星中的90%——它们不是太冷且虚弱,就是太热且短命。

另一个生命存活的要素是要有液体存在——最有可能的是水,且必须是液态,因为只有在液态的情况下,化合物分子才能结合得更彻底,从而形成更复杂的分子结构。这为生命存在的必要条件带来了一个更为严格的限制,因为虽然水分子广泛地散布在宇宙中,但水仅在一个很小的温度和压力范围内是液态的(在地球的温度和压力下是0~100摄氏度)。所以在一个行星上液态水的存在将需要一个坚固的大气层,以及一个稳定的围绕着恒星旋转的轨道,并且它和这个恒星之间的距离应大致与地球和太阳之间的距离相当。这就是为什么没有生命存在于火星和水星上的原因——它们不是太热就是太冷。

仅这两个必要条件就排除了任何一个我们所知的太阳系里的其他行星,但是记住,还有更多的星系是很难被发现的。因此我们才可以说,在银河系中地球是唯一一个有如此完美的环境供我们这样的生命繁衍的行星。有相似的星球存在的可能性真的是非常小。

 

 

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如果航天飞机任务因故延长,补给用的空气从何而来?

 

在迄今为止的航天飞行任务中,宇航员呼吸用的空气成分——氧气和氮气都是装在气罐里带上天的。然而,已经有这样一项计划,即当空间站建成时,将在上面安装设备,以便从船员呼出的二氧化碳中制取氧气。

与此同时,在NASA(美国国家航空航天局)的约翰逊宇航中心里,科学家们正在进行一项空气和水循环利用技术的测试。他们把招募来的志愿者送进一间密封舱中,仅提供有限的空气和水以测试这项技术。科学家们利用机械和化学等手段循环利用舱内包括X在内的全部水和空气。在NASA过去的研究中还包括利用小麦循环产生氧气的研究。到1997年,科学家们利用植物和(或)生物化学循环制氧技术,已经进行了连续运行60天和90天的实验测试。

在NASA的位于阿拉巴马州亨茨维尔市的马歇尔航天飞行中心,科学家们曾设计出一套用于空间站的生命支持系统,利用集中器回收二氧化碳。在一个二氧化碳减量装置里,纯度达95%的二氧化碳在氢气中燃烧,生成水以及包括碳和甲烷在内的其他一些无用物质。反应生成的水可用来当作空间站里的饮用水。

而卫生清洁系统中比较脏的水则被送入氧气发生器中,被电解装置分解成氧和氢,氧气被送回舱中供船员呼吸之用,结束循环。氢气则被用于推进系统,用来维持空间站以恰当的姿态运行,并且将空间站送入合适的轨道。

每人每天大约要消耗0.73千克的氧气。在以前的宇宙航行中,人们回收二氧化碳却不对其加以循环利用。

最初,前苏联用一种多步骤化学回收系统获取氧气,供航天飞行因故延时之用。不过现在当然是转而使用类似电解的过程来制取氧气了,所需电解的水由“进步号”宇宙飞船负责输送补给。美国的航天飞船上的空气补给也是一样。

 

 

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宇航服有哪些特别之处?

 

美国宇航员身着的宇航服是由数层超强纤维和其他材料制成的,它有足够的牢固度,以保证不会在真空的宇宙中破裂。

这9~10层的保护层包括各种材料和织物层,如直纤维(一种结合了凯芙拉纤维防断保护的特富龙纤维)、由涤纶平纹织物加固强化的镀铝迈拉薄膜层、覆有氯丁橡胶的尼龙织物层、涤纶织物、覆有聚氨酯的尼龙织物层、聚氨酯浸渍薄膜、多纤维丝伸展尼龙、内含水冷剂的乙烯-醋酸乙烯管,以及为宇航员穿着舒适而设计的尼龙薄绸衬里。

但是宇航服防护的主要目标并非真空拉力,更直接的威胁其实源自于宇航服密封失效和温度的剧烈变化:微小陨石的撞击破坏会在宇航服上击出小孔,造成内压外泄;宇航员处于地球朝向太阳的一面时宇航服表面温度会急剧升高,相反处于背向太阳的一面时温度则会急剧下降。

宇航服内的生命支持系统为宇航员提供呼吸用的空气并维持温度控制系统的稳定,后背上的背包则用来为生命维持系统提供所需的压力。

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太空中是否有很多X?

 

因为大量人造物体的逐渐增加,事实上太空正变得相当拥挤,并且由于这些东西互相碰撞而造成了更多的碎片。

做一个估测,假定太空中有7 000个大型的物体,大约位于500~900千米高的位置上。其中2 000个是仪表装置,但仅有大约5%在运行。还有4万个小块和碎片是碰撞的产物或是火箭分解后的残留物。还要加上大约300万的微粒,可能是剥离的涂料或是尘埃,其中的一些可能会以28.8万千米/小时——足以使国际空间站的窗子出现裂纹的速度——前进。

 

 

在太空中宇航员怎么称体重呢?

 

如果告诉你他们是通过摆动来做到这一点的,你会说是在骗你,但这是真的。你要明白:体重对于身体来说是一种将其吸引到地球的力量。如果你将他带到没有地心引力的外太空,那么他确实什么也称不到。但是他们仍然有质量,因为质量是一个物体所包含的物质的数值的量度。当然,重力和质量是相关的:重力是质量和重力加速度的乘积,因此吸引产生的力越大,重量越大,而质量则没有改变。

在太空中称质量你必须使用一个靠地心引力独立工作的仪器——惯性秤。记住,你的惯性也是衡量你质量的一种方式,即你的“质量”越大,你移动起来就会越困难。所以宇航员将他们自己用皮带绑在摆动的仪器上,利用轻微向前向后摆动的惯性秤可以计算出需要多少力才能让他们动起来。由此,宇航员的质量就可以计算出来,并且也可以推算出他在地球上的重量。

 

 

王大虎

在外太空点蜡烛,会发生什么事?

 

19世纪伟大的科学家迈克尔·法拉第说过:“让你能进入自然科学殿堂的大门不会比思考一根蜡烛的理论更多。”

你也许会在太空船中而不是在太空里做这个试验。在地球上,蜡烛火焰的漂亮形状是由蜡在氧气存在的情况下燃烧形成的,空气中还包括二氧化碳和水。这些物质从火焰中升起,而空气中的氧气被吸引来替代它们——那就是给予火焰形状的东西。

在太空船中,火焰处于微重力之下,热空气不会升起,而底下的新鲜氧气也不会产生。这样的结果将是一个不会持续很久的奇妙的蓝色火焰,因为蜡无法在没有氧气的情况下燃烧。

 

 

王大虎

在太空中X、X、出生和死亡与在地球上会有什么不同?

 

事实上,按照太空专家的理论,人的尸体在冰冷的、真空的宇宙中会被冻干。人体内的水分会冻结成冰,最终消散在广袤的宇宙空间中。

冰可以不融化成水而直接升华成水蒸气;又因为太空中不存在氧气,尸体不会腐烂,尸体上也几乎看不到微生物分解的迹象。所有的一切就好像把人体深度冷藏了一样。不过,也没人知道冻干一具尸体到底要花多长时间。人在宇航服内死亡之后的情况也是如此,只不过冻干的过程要更长一些。

至于说到在太空中孕育新生命,X、X和分娩是三个不相关联的问题,随后幼体的成长也是另一个问题。到目前为止,人类尚未在太空中对任何一种哺乳动物进行过完整的生育试验。在这样的试验中包含有太多的未知因素。比如说,科学家们就不确定人类X过程是否必须在有重力的环境下进行。

在太空中,特别是在太空的深处,辐射强度要大大高于地球。所以除非有良好的防辐射措施,否则新生儿罹患先天性生理缺陷的几率要大大增高。目前,美国国家航空航天局正试图建造类似的防辐射设备。

胎儿早期发育又是另一大问题,因为大多数物种身体左右对称以及头足生长差异都与重力有关。

在前苏联的一次太空试验中,X的母老鼠产下的幼仔均表现正常。但是这批老鼠早在被送入太空之前就已经X,在太空中飞行一段时间后再返回地球分娩,因而研究的结果并不具有决定性的意义。

人体还会在太空飞行的过程X现一系列的生理问题。从理论上说,诸如骨骼中钙质的流失、激素与X的分解和失重状态下肌肉X等现象都会影响到正常的X过程。

生物学发展中遇到的以上所有问题,都是在空间站上长期工作居住的宇航员需要加以观察的目标。

如果在X的最后几周中胎儿不像在地球上那样顺着产道下降,那么在太空中分娩可能要花费更长的时间。但是整个分娩过程应该和在地球上差不多,因为分娩时肌肉收缩并不受地球重力的影响。

 

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