人与自然 系列丛书-第83章
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于全球所需总能量的3～4万倍，可谓取之不尽，用之不竭。其次，宇宙空间没有昼夜和四季之分，也没有乌云和阴影，辐射能量十分稳定，因而发电系统相对说来比地面简单，而且在无重量、高真空的宇宙环境中，对设备构件的强度要求也不太高。再者，太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同，不会导致“温室效应”和全球性气候变化，也不会造成环境污染。正因为如此，太阳能发电受到许多国家的重视，竞相开发各种新技术、新设备。发射太阳能卫星，到宇宙空间去发电就是其中最有诱惑力也是最为壮观的一种。
太阳能发电卫星系统，主要由收集太阳能的光电板、微波发射器和接收器、太阳能卫星及其发射装置等构成。其中最关键的是，是要把一级同步卫星发射到距地面36000公里的地球同步轨道上。这些卫星上的光电板收集足够的太阳能，使电子从汞原子或氩原子中脱落出来，从而获得带电粒子或离子，变成高速微波发射到地面接收站。地面接收站通过特殊的金属板，把接收到的微波转变成电流，再经整流器把交流电变成直流电，就可以利用了。
实现太空发电的技术难点主要有二：
一是如何把庞大的卫星系统发射到太空去。由于太阳光的能量密度非常低，所以收集太阳能的装置必须十分庞大。如果要用太阳能电池获得50亿瓦的电力，必须并排装上两块长5公里、宽6公里的巨大电池翼片，加上卫星自重，总重量高达1000万磅。现在发射的卫星，最大重量为2～3万磅，即使利用美国的航天飞机，也只能把5万磅载荷送入地球低轨道。1000万磅的卫星，无论如何是无法一次送上太空的，只能分开发射，然后在太空组装。
另一个难题是如何保证安全。有人担心这么强大的微波传送到地面，万一失控，会使微波束所到之处化为一片焦土。对此，科学家们希望通过地面发出信号，控制卫星上的微波发射装置，使微波束始终对准地面的接收天线；同时力求使微波的泄漏量保持在国际上规定的微波炉的安全标准之内，即每平方厘米不超过10毫瓦，从而不会对人类的健康和自然界的生态平衡产生影响。美国还设计了一种失效保险装置，万一卫星失控，可使微波束在太空中立即自行扩散，不会传到地面来。
将来，如果能从月球上采掘制作光电板和架子所需的硅和铝（这些材料约占卫星重量的90％），那将意味着从地球上送入轨道的重量可大大减轻，从而增加空间太阳能发电的可能性，并使成本进一步降低，有利于它的实现和推广。
建立太空制药厂
随着空间技术与航天事业的发展，科学家们已着手建立太空制药厂。
由于空间轨道不存在地心引力，因此，太空制药厂可以生产某些地球上难以生产的药物。
从1960年到1969年，美国曾先后发射了三颗生物卫星，并在第二颗卫星上进行了电泳试验。专门用于分离蛋白质，合成尿激酶的设备叫电泳仪。
1971年和1972年，“阿波罗”14、16号两艘载人宇宙飞船相继上天，一系列的空间电泳试验，终于获得成功。此后，在美国和前苏联联合发射的一颗卫星上，又进行了进一步的科学实验，结果分离出一种尿激酶，这就是人类在太空中生产出的第一种药物。
尿激酶是由人尿或人类肾脏组织培养制得，是一种新的特效活血栓药物，可消除由静脉炎和心脏病变等引起的血栓，并用于治疗血栓梗塞性疾病，以及因纤维蛋白沉淀引起的各种疾病，如脑血栓症、急性心肌梗塞症、周身血管和视网膜血管闭塞症等。目前又进一步应用于工人脏器、脏器移植和显微外科手术等新领域。此外，它能增强免疫力，可激活、杀死肿瘤细胞的溶酶体，从而成为一种有效的辅助抗癌剂。
1985年，美国专家和制药厂商共同设计了第一家太空制药厂。该制药厂装在飞船舱内，其重量为2270千克，包括24个小车间。美国科学家认为这种生产方法，不仅产品具有无可比拟的高纯度，而且产品价格便宜。
目前宇宙制药厂已试制成功30多种基质。第一个从事太空制药研究的美国专家吉姆·罗斯断言，在本世纪末将从太空中获得上百种药物，特别是以下几种产品：抗血友病基质——其作用与尿激酶恰好相反。用常规所得到的该基质纯度很差，往往引起患者的变态反应，而太空药厂生产的这种基质则可克服以上缺陷。
干扰素——这是一种糖蛋白，可抗病毒感染，也有一定的抗癌作用。太空制药厂所提供的这种产品的纯度远比地面上生产的高。
抗夷蛋白酶α蛋白——这种药物对肺气肿和肺泡肿胀有效。
β细胞——这是胰腺分泌的一种细胞，是治疗糖尿病的良药。
愈合药——目前对严重的跌伤和烧伤治疗，都使用从动物胎儿中提出的血清。但如果用控制真皮生长的蛋白质会更有效，它是由人体颌腺分泌的。
这种药物的纯度要求异常高，必须在太空制造。
促进红血球蛋白增生的蛋白质——这是一种治疗贫血的珍贵良药，并能减少输血量。这种药同样要求极高的纯度。
“失重”给人类带来的福音
我国古代流传着嫦娥奔月的传说，说她偷吃了灵药以后，顿觉身体轻飘飘的，不由自主地升入了月宫。这则神话无意中接触到了在我们今天看来是失重的问题。失重顾名思义，就是物体失去了重量所造成的一种现象。
在完全失重的状态下，那里是一个奇妙的世界。在那里物体对它的支持物完全失去了压力，可以静止停留在任何位置上，把茶杯倒过来，水也不往外流；握茶杯的手即使松开了，杯子也不会掉下来；鹅毛可以沉入水底，铅球能浮出水面，水银和水可以均匀地混合在一起；人可以如同神话中的孙悟空一样，不费吹灰之力推倒一座大山，一个跟头能翻越十万八千里；要想睡觉也不用床板和枕头，可以站着睡、躺着睡，甚至可以悬浮着睡，反正一样舒服。。那么物体在什么状态下才会失去重量呢？一是当地球失去了对它的引力，二是在地球引力作用下，物体无阻挡地自由下落时，都会出现失重状态。拿一般人所熟悉的电梯来说，当电梯静止时，人对电梯的地板产生压力，这就是人的重量；如果悬吊电梯的缆绳突然中断了，电梯和人以同样的速度自由下落，电梯不再阻挡人，人对电梯就不再有压力。此时电梯里如果有一个磅秤，人站在磅砰上，就会发现磅秤的指针是零。这表明此时电梯里的人没有重量，电梯里成了失重世界。
科学家们发现，利用失重现象，可以在宇宙空间生产、制造出许多优异的材料和产品。因为失重世界里那些得天独厚的条件是地球上模拟不了的。
由于没有轻重之分，不同成分的液体混合在一起，不会发生分层现象，也不会产生冷热对流的作用。这样冷却后的物体，其结构非常均匀、细密。利用这一特点，可以冶炼出内部没有丝毫缺陷的合金与复合材料。如果向液态金属里充气，能够得到像木材一样轻、比钢铁还要坚硬的泡沫金属；而泡沫金属在宇航事业和现代建设业上，大有用常在失重条件下，液态金属可以像水银那样自然而然地形成圆球，所以制造出来的滚珠都是滚圆的，人们可以获得理想的滚珠轴承。在失重世界内，无论是固体还是液体，都能够自由地悬浮在空中。这样，冶炼金属时就不需要用容器盛放要冶炼的材料，而使材料悬浮在空中就可以了。这样一来，一是使冶炼不受容器耐温能力的限制，可以冶炼任何难熔的金属，二是不受化学成分的影响，可以冶炼出纯度高，表面又很完整的材料。利用失重环境，还可以冶炼出细得要用放大镜才能看得见的金属丝，薄得几乎透明的金属膜。在宇航站上生产的蓝宝石“针”，每平方厘米可承受2吨重的压力，其强度比地球上的同类物质高出10倍！随着宇宙事业的发展，利用失重世界将会给人类带来更多的福音。
航天站里植物能生长吗
生物学方面的研究内容很广泛，它包括低等、高等植物、微组织、昆虫、脊椎动物、活组织培养以及生物聚合物等的研究；也研究生命活动的过程——遗传学、可变性、细胞分裂、胚胎发育等。到目前为止，空间生物学方面的研究重点集中在植物栽培上。在空间栽培高等植物，对宇宙航行、特别是远距离星际航行解决食物问题有着现实、迫切和根本的意义。
前苏联在礼炮号航天站进行的第一批植物栽培试验，曾显示了一种可怕的失望：他们在航天站试验田里播种了豌豆和小麦，开头长得不错，接着它们相继在成熟期死亡。
直到1982年，航天员安·贝勒车伏依和万·莱必得夫在航天站工作期间，试验播种少量阿拉伯香草，它们发芽生长并获得了种子，全过程成功了。这些种子带回地面播种后，长出了新的一代，而且长势良好，给人们带来了一线希望。经过不断努力研究，科学家又在礼炮7号航天站试验园里种植莴苣，经200多天飞行，不仅长得很好，并且获得好收成，与地面温室内收成相比，不相上下。这些实验证明：在失重状态下，高等植物能通过其生长的所有阶段，不一定会在成熟期死亡。这个结果有十分重要的意义。地面进行的模拟试验以及在航天站反复进行的一系列试验都证实了上述结论。
肩负重大使命的太空动物园
为了了解和验证动物的太空习性，以便为人类在不久的将来到太空去生活和工作摸索出一些经验和根据，人们开始了宇宙动物学的研究。在宇宙飞船上建立了动物实验室，即“太空动物园”。
现在，在太空动物园里旅居的都是中、小动物，如青蛙、兔子、猫、狗、猴、鸡、鱼和蜂�
