1、 中中 华华 文文 化化 撷撷 英英 生活科普小知识(三) 黄兵明 主编 北京银冠电子出版有限公司 图 书 在 版 编 目 (CIP)数 据中华文化撷英/黄兵明主编.北京：北京银冠 电 子 出 版 有 限 公 司 ， 2003ISBN 7-900060-29-4.中 .黄 .文 化 知 识 普 及 读 物 中 国 .Z228.527中国版本图书馆 CIP 数据核字(2003)第 007295 号北京银冠电子出版有限公司发行 (北 京 海 淀 区 增 光 路 45 号 100037) 全国各地新华书店经销 北京双青印刷厂印刷开 本 ： 7871092 1/32 印 张 ： 512 字 数 ： 4
2、 900 千字2003 年 12 月第 1 版 2003 年 12 月第 1 次印刷印数： 1 5 00 册 版 号 ： ISBN 7-900060-29-4/Z03定 价 ： 9998.00 元 (1CD,含 配 套 书 )I目 录 “和平”号 .1“神州二号”无人飞船测控回收纪实 .6有关“神州二号”的资料 .10自然之谜 .24人造卫星的分类 .29萤火虫的尾部为何一闪一闪的 .33生命获益于反常膨胀 .33X 光 .35“香蕉球”的奥秘 .35不奏而鸣的磬 .37为什么先看到闪电后听到雷声 .37为什么可以用吸管“喝”汽水 .38为什么收音机在晚上收台比白天多 .38为什么滑水运动员不
3、会沉入水中？ .39为什么电冰箱在停机后不能立刻起动 .40为什么说“响水不开，开水不响” .42为什么门镜又被称作“警眼” .43人是怎样看见物体的？ .44从垃圾中获得能量 .45光圈指数中的规律 .46I关羽和张飞比力气 .48冰棍和冰激凌 .49利用发光二极管种植蔬菜 .51口哨声是如何吹出来的 .52呵气和吹气 .53噪声的作用 .53声波及其应用 .55声音 .57电视 .58电 池59保温瓶 .60高空的气温为什么低？ .60频谱治疗仪的作用原理 .61镜 子 62铅球出手的角度应该是多少？ .63钟表小史 .64跳高运动员为什么要助跑 .65人是被电“吸”住了吗 .66磁铁 .
4、67电视屏幕上为何有重影 .68电梯上的特殊感觉 .70I电子琴的发音原理 .70爱斯基摩人的冰屋 .72照相机 .73热涨冷缩 .73火 .74海市蜃楼 .75暖水瓶为什么能保温 .76推铅球时为什么要滑步？ .77拔河比赛只是比力气吗？ .78弯腿才能跳得高 .79家庭节电小常识 .79孙悟空腾云驾雾是怎么拍摄的 .81大雪后为什么很寂静 .82太阳系飞船 .82胖人下滑的速度会比瘦人更快吗? .84可以利用火山中心来获取能量吗？ .84科学家发现“丢失的宇宙”可能由死星组成 .85次声“杀人”之谜 .86玻璃和水晶有何区别? .90被遗弃在太空的尸体最终会怎样? .90影碟上常见“镭射”
5、 ，究竟镭在哪儿，会损害人体吗? .91I风 洞91杂技演员为什么能用牙齿挂着一个人? .98火的利用纵横谈 .99生活科普小知识 1“和平”号系统也故障不断， 太空舱的局部温度有时竟达 53 摄 氏 度 。 上 的 蓄 电 池 也 曾 先 后 两 次 莫 名 其 妙 地 异 常 放 电 ， 导 致 “和 平 ”号 与 地 面 短 暂 失 去 联 系 及 空 间 站 局 部停电。1997 年 6 月还曾发生货运飞船撞穿“和平” 号 “光 谱 ”舱 事 故 。 15 年的宇宙陨石微粒撞击和空间 站内部化学物品的腐蚀，使“和平”号 70%的外体遭 到腐蚀。维修“和平”号每年需投入 25 亿美元，
6、俄 政 府 无 能 为 力 。 在 “和 平 ”号 “完 成 历 史 使 命 ”后 ， 最 好 的 解 决 办 法 就 是 人 为 将 它 坠 毁 在 地 球 上 一 个 无 人区域。 2、 “和平”号会不会砸伤人 “和 平 ”号 坠 落 的 碎 块 能 否 安 全 坠 毁 在 太 平 洋 无人 地 带 ， 一 些 国 家 的 媒 体 纷 纷 提 出 质 疑 。 在 人类历史 上 ， 确 实 有 航 天 器 残 骸 碎 片 坠 落 在 人 口 稠 密 区 的 先 例。 1997 年 1 月，有一块约 15 厘米大小的金属网片 击 中 了 美 国 一 位 步 行 女 性 的 肩 膀 ， 据 说
7、这 是 美 国 火 箭 散落的碎片。 对 此 ， 俄 航 空 航 天 局 指 出 ： “和 平 ”号 目 前 一 切 正 常 ， 安 全 坠 落 的 几 率 约 为 97%至 98%， 因 为 “和 平 ” 号 的 飞 行 及 其 设 备 性 能 均 完 全 处 于 地 面 人 员 的 控 制生活科普小知识 2下 ， 专 家 们 已 对 可 能 发 生 的 各 种 情 况 设 计 了 应 对 方 案。 尽 管 “和 平 ”号 坠 落 的 安 全 系 数 很 高 ， 但 仍 有 消 息说，俄罗斯宇航局还是决定为此次行动购买保险， 以 防 不 测 。 万 一 坠 落 行 动 失 败 并 酿 成 损
8、 失 ， 将 由 保 险 公 司 来 赔 偿 。 因 为 ， 俄 方 专 家 也 不 能 保 证 此 次 行 动 百 分之百成功。 如 果 “和 平 ”号 坠 落 操 作 失 败 ， 新 西 兰 、 日 本 和 澳 大 利 亚 被 碎 片 砸 中 的 危 险 性 最 大 。 按 轨 道 专 家 的 计 算 ， 日 本 有 可 能 是 “和 平 ”号 下 坠 过 程 中 所 飞 跃 的 最 后一个国家；新西兰是最接近预定坠落区域的国家； 如果“和平”号偏离轨道，澳大利亚也有一定危险。 但 专 家 们 指 出 ， 人 们 大 可 不 必 担 心 ， 因 为 即 使 是 发 生 意 外 ， 空 间
9、站 坠 向 这 3 个 国 家 的 几 率 也 很 小 。 以 日 本 为例，该国被砸中的可能性仅为一亿分之一。目前， 这 3 国 政 府 已 成 立 了 临 时 委 员 会 ， 以 监 督 “和 平 ”号 的最后行程。 “和 平 ”号 目 前 正 处 于 正 常 而 安 全 的 自 由 飘 落 状 态 ， 其 运 行 轨 道 高 度 约 为 255.1 公 里 ， 飘 落 速 度 约 为每天 1.8 公里。 按照新计划， 当空间站到达距地面 250 公 里 的 轨 道 时 。 与 俄 罗 斯 “和 平 ”号 空 间 轨 道 站 相 伴 15 年的地面飞行控制中心指挥“和平”号坠落过程，生活科
10、普小知识 3控 制 中 心 将 在 恰 当 的 时 间 ， 选 择 恰 当 的 轨 道 位 置 ， 通 过遥感信号对“和平”号进行两次制动，使“和平” 号进入坠落轨道。 而 后 ， 当 空 间 站 飞 至 几 内 亚 湾 至 高 加 索 地 区 之 间 的 上 空 时 ， 控 制 中 心 将 抓 住 时 机 发 出 第 三 个 制 动 信 号，令空间站沿坠落轨道迅速坠向地球。在这之后， 控制中心将与“和平”号进行最后一次约持续 5 到 6 分 钟 的 通 信 联 络 ， 这 次 联 络 所 提 供 的 信 息 将 使 工 作 人 员得知， “和 平 ”号 是 否 会 安 全 坠 入 指 定 区
11、 域 。 此 后 ， 飞 行 控 制 中 心 便 会 即 刻 与 空 间 站 失 去 联 系 ， 无 法 “目 送” “和平”号坠向大海。 据俄专家测算，当“和平”号与地面失去联系， 坠 入 稠 密 的 大 气 层 之 后 ， 剧 烈 的 空 气 摩 擦 将 使 空 间 站 烈 焰 熊 熊 。 空 间 站 的 太 阳 能 电 池 板 和 天 线 将 首 先 在 距 地 110 至 100 公 里 的 大 气 中 化 为 灰 烬 。 在 90 至 80 公 里 的 高 空 ， 空 间 站 的 外 壳 及 内 部 结 构 将 分 裂 成 无 数 碎 块 。 在 穿 越 距 地 70 至 60 公
12、里 的 高 空 时 ， 猛 烈 的 燃 烧将使大部分碎块灰飞烟灭，剩余的总重约 12 吨的残片将散落到南纬 47 度至 50 度之间的南太平洋无人海 域。 在这些不能被大气完全燃烧的 1500 块残片中，将有 5 到 6 块有 700 公斤重较大碎块落到地球表面，生活科普小知识 4这 些 碎 块 的 体 积 约 为 一 辆 小 汽 车 大 小 。 如 果 这 些 大 块 砸在地面上，可以穿透 18 米厚的混凝土。 3、 “和平”号劳苦功高 世 界 上 第 一 个 长 期 载 人 空 间 站 自 诞 生 之 日 起 ， 已天马行空 15 载 ， 绕 地 球 飞 行 8 万 多 圈 ， 行 程 3
13、5 亿公 里，进行了 165 万次科学实验，完成了 23 项国防 科学考察报告，真可谓劳苦功高，硕果累累。 “和 平 ”号 是 人 类 历 史 上 的 第 9 座 空 间 站 ， 被 誉 为“人造天宫” ， 上 面 有 各 种 实 验 舱 ， 整 体 形 状 看 上 去 就 像 是 绽 开 的 花 朵 。 该 空 间 站 全 长 329 米 ， 在 高 350 至 450 公里的轨道上运转， 大约 90 分钟环绕地球 一周。 建成后的 “和平” 号体积约 400 立方米， 重约 137吨，其中科研仪器重约 11.5 吨。15 年里，共有 31 艘 “联 盟 ”号 载 人 飞 船 、 62 艘
14、“进 步 ”号 货 运 飞 船 与 “和 平 ”号 实 现 对 接 ， 宇 航 员 在 “和 平 ”号 上 进 行 了 78 次太空行走， 在舱外空间逗留的总时数达 359 小时12 分钟。 先后有 28 个长期考察组和 16 个短期考察组在上面从事考察活动，共有 12 个国家的 135 名宇航员在空间站上工作。共完成了 23 项国际科学考察计 划 ， 空 间 站 上 进 行 了 诸 如 培 养 鹌 鹑 、 蝾 螈 和 种 植 小 麦 等 大 量 的 生 命 科 学 实 验 ； 抗 流 感 疫 苗 的 空 间 材 料 学 和生活科普小知识 5医 学 实 验 ， 均 取 得 极 为 宝 贵 的
15、材 料 和 数 据 。 还 拍 摄 了 许 多 恒 星 、 行 星 的 照 片 ， 进 行 了 基 本 粒 子 和 宇 宙 射 线 的 探 测 ， 大 大 扩 展 了 人 类 对 宇 宙 的 认 识 。 他 们 还 探 测 了 从 太 空 预 报 地 震 、 火 山 爆 发 、 水 灾 及 其 他 自 然 灾 害 的可能性。 此外， “和 平 ”号 空 间 站 还 在 试 验 人 造 月 亮 、 空 间 商 业 化 等 方 面 进 行 了 许 多 有 益 的 探 索 ， 获 得 了 大 量 数 据 及 具 有 重 大 实 用 价 值 的 成 果 ， 取 得 了 举 世 瞩 目 的 成 就 ，
16、不 仅 为 开 发 利 用 太 空 积 累 了 丰 富 的 经 验 ， 而 且 为人类在太空长期生活、远征火星准备了条件。 4、老宇航员送别老朋友 俄 罗 斯 王 牌 宇 航 员 塞 尔 金 阿 弗 迪 耶 夫 因 为 具 有他 人 所 难 以 匹 敌 的 控 制 心 理 和 身 体 压 力 的 能 力 ， 成 了 登 上 “和 平 ”号 的 宇 航 员 的 第 一 人 选 。 并 认 为 在 太 空 生 活 时 间 最 长 的 人 ， 他 曾 创 造 了 在 “和 平 ”号 上 连 续 生活 748 天 的 惊 人 纪 录 ， 陪 伴 以 每 秒 钟 8 公里的平均速 度 飞 行 的 “和
17、平 ”号 绕 着 地 球 转 了 11968 圈 ！ 因 为 他在“和平”号上度过的时光远远超过其他宇航员， “和平”号是他的真正意义上的“第二个家” 。 阿 弗 迪 耶 夫 是 一 名 核 物 理 学 家 ， 他 在 太 空 连 续 飞 行了 5 亿 多 公 里 ， 相 当 于 在 地 球 和 火 星 之 间 飞 了 4 个 半来回！ 生活科普小知识 6“和 平 ”号 2/3 的 部 件 在 大 气 外 层 就 烧 毁 了 ， 真 正坠入太平洋的只有 12 吨 “余 烬 ”。 不 少 冒 险 爱好者包租了一架大型客机，届时将在溅落点上空约 10000 米 以 上 的 地 方 盘 旋 ， 一
18、睹 “和 平 ”号 绝 唱 。 阿 弗 迪 耶 夫也肯定会亲自送“老朋友”最后一程。 人 类 航 空 史 上 一 个 划 时 代 的 航 天 器 即 将 陨 落 。 在 “和平”号坠毁后，在它的“继任者” 国 际 空 间 站 建 成 之 前 ， 人 类 将 再 次 进 入 没 有 大 型 载人太空航天器的时代。 “神州二号”无人飞船测控回收纪实北京时间 1 月 6 日 9 时 22 分，我国第一艘无人 飞 船 “神 州 二 号 ”在 内 蒙 古 中 部 地 区 成 功 着 陆 。 至 此 ， 飞 船 按 预 定 计 划 ， 在 太 空 飞 行 了 7 天 。 围 绕 着 飞 船 的 测 控 和
19、 回 收 ， 我 国 航 天 测 控 人 员 决 战 太 空 ， 展 开 了 紧 张的工作。 10 日 21 时北京航天指挥控制中心飞船变轨“神州二号”飞船 1 月 10 日 1 时零分发射升空后，所进入的是距地球表面高度近地点为 200 公 里 、 远 地 点 为340 公里的椭圆轨道。按照预定计划，这时要进行变 轨， 将飞船调整到距地球表面 340 公里高的圆轨道上。变 轨 能 否 成 功 ， 将 影 响 飞 船 在 轨 飞 行 和 准 确 返 回 预 定 着陆区。 生活科普小知识 7地 处 北 京 燕 山 脚 下 的 北 京 航 天 指 挥 控 制 中 心 ， 又 一 次 充 满 了 紧
20、 张 的 战 斗 气 氛 。 中 心 的 大 型 计 算 机 按 照 科技人员的指令，高效地对各种数据进行综合处理， 迅 速 生 成 了 飞 船 变 轨 的 实 施 步 骤 。 在 飞 船 飞 行 至 远 地 点 高 度 时 ， 中 心 调 度 指 挥 员 下 达 了 变 轨 的 指 令 。 由 于 采 用 了 世 界 上 最 先 进 的 透 明 传 输 测 控 技 术 ， 指 令 通 过 相 关 测 控 站 点 的 测 控 设 备 直 接 传 给 飞 船 ， 前 后 只 用 了 2 秒 钟 。 接 到 指 令 后 ， 飞 船 上 的 发 动 机 一 次 点 火 成 功 ，在 发 动 机 的
21、推 力 作 用 下 ， 飞 船 的 近 地 点 高 度 由 200 公里抬高到了 340 公里，成功地进入了圆轨道。 12 日 20 时，西安卫星测控中心轨道，再过 20 多 分 钟 正 在 太 空 飞 行 的 “神 州 二 号 ”飞 船 ， 将 要 在 北 京 航 天 指 挥 测 控 中 心 的 统 一 指 挥 和 调 度 下 ， 由 陆 海 基 航天测控网实施受次轨道维持。 “神 州 二 号 ”飞 船 自 从 变 轨 后 ， 又 以 圆 轨 道 在 太 空中绕地球飞行了 31 圈，轨道高度在飞行中逐渐出 现衰减。 轨 道 维 持 ， 就 是 通 过 控 制 飞 船 上 发 动 机 的 点
22、火 时 间 和 推 力 ， 使 飞 船 始 终 保 持 在 正 确 的 轨 道 上 飞 行 。 在 “神 州 二 号 ”飞 船 飞 行 全 过 程 中 ， 要 进 行 多 次 轨 道 维 持 。 西 安 卫 星 测 控 中 心 首 次 启 用 了 最 新 研 制 成 功 的 测 控 网 网 络 管 理 系 统 ， 实 现 了 测 控 资 源 的 优 化 配 置 和 测生活科普小知识 8控 设 备 的 远 程 监 控 ， 大 大 提 高 了 测 控 网 的 可 靠 性 和 有 效性。 控 制 飞 船 飞 行 轨 道 ， 需 要 精 确 的 轨 道 计 算 。 地 面 发 送 的 轨 道 控 制
23、数 据 差 之 毫 厘 ， 对 在 太 空 中 飞 行 的 飞 船 来 说 ， 调 整 后 的 轨 道 便 有 可 能 相 差 几 十 甚 至 上 百 公 里。测控人员深知肩上的责任重大。 20 时 24 分，进行轨道保持的控制数据指令向飞 船发出。 “数据注入成功！ ”北京指挥控制中心调度指 挥 员 的 报 告 ， 令 现 场 每 个 人 都 兴 奋 不 已 。 不 久 ， 从 飞 船 上 传 回 的 数 据 表 明 ， 飞 船 以 按 照 指 令 成 功 进 行 了 轨 道调整。 飞 船 继 续 在 预 定 的 轨 道 上 飞 行 。 尽 管 还 要 进 行 轨 道 维 持 ， 但 航 天
24、 测 控 人 员 有 十 足 的 信 心 ， 等 待 着 飞 船 返回。 16 日 18 时 南大西洋“远洋三号”船 返回控制 浩 瀚 的 南 大 西 洋 上 ， 阳 光 普 照 ， 暑 气 蒸 腾 。 “远洋三号”远洋航天测量船静静地等待着“神州二号” 飞船的出现。 这是“神州二号”飞船绕地球的第 107 圈飞行。 当 飞 船 飞 临 南 大 西 洋 预 定 海 域 上 空 时 ， “远 洋 三 号 ” 将向飞船发送返回控制等一系列关键指令。 生活科普小知识 9在这次飞船飞行 试验中， “远 洋 一 号 ”、 “远洋二 号” 、 “远洋三号 ”、 “远 洋 四 号 ”航 天 测 量 船 ，
25、分 赴 太 平 洋 、 大 西 洋 、 印 度 洋 布 阵 ， 执 行 海 上 测 控 任 务 。 连 续 多 日 测 量 跟 踪 ， 测 控 人 员 尽 管 非 常 疲 乏 ， 但 始 终 斗 志昂扬。 “发现目标！ ”随 着 操 作 人 员 的 清 晰 报 告 ， 船 载 雷 达 天 线 稳 稳 地 跟 上 了 刚 从 海 平 面 出 现 的 “神 州 二 号”飞船。 与 此 同 时 ， 船 载 其 他 各 测 量 通 信 设 备 也 按 预 定 方 案 ， 准 确 及 时 地 捕 获 跟 踪 目 标 ， 获 取 飞 船 各 种 有 效 数 据。 一 道 道 数 据 链 和 遥 控 指 令
26、 ， 连 续 不 断 地 从 “远 洋 三号“发送到”神州二号“飞船上。 “一 次 调 姿 ”飞 船 飞 行 姿 态 开 始 调 整 。 “轨道舱 与 返 回 藏 舱 分 离 ！ ”微光 电 视 上 原 来 显 示 飞 船 的 那 个 亮 点 ， 瞬 时 变 成 了 两 个 。 “分离成功！ ”人 们 惊 喜 地 欢 叫起来。 “二次调姿” 、 “制动开始” 、 “制 动 结 束 ”，伴随 着各项命令的继续下达，只见显示屏上的一个亮点， 正 在 向 下 方 运 动 。 这 就 是 分 离 后 的 飞 船 返 回 舱 ， 它 已 从飞行姿态转为返回姿态。 虽 然 刚 进 入 夜 晚 ， 但 夜
27、幕 已 将 大 草 原 罩 得 严 严 实生活科普小知识 10实 ， 严 寒 仿 佛 把 天 地 间 的 一 切 都 冻 成 了 坚 冰 。 整 个 飞 船 着 陆 场 一 片 寂 静 ， 各 种 跟 踪 测 量 设 备 翘 首 以 待 ， 时 刻准备捕捉目标。4 架直升机和 6 辆搜索车已进入指 定位置，待命出发。 “飞 船 进 入 黑 障 区 ！ ”前 方 测 量 站 报 告 。 这 表 明 飞船已进入距地面 80 公里的大气层。返回舱表面与 大 气 层 剧 烈 摩 擦 ， 产 生 等 离 子 层 ， 形 成 电 磁 屏 蔽 ， 致 使地面与飞船失去联系。 “回 收 一 号 发 现 目 标
28、 ！ ”着 陆 场 前 置 雷 达 的 报 告 打 破 了 现 场 的 沉 寂 ， 有 关 飞 船 的 各 种 信 息 源 源 不 断 传 来。返回舱着陆后，向外发送信号。 “直升机起飞！ ”指挥员一声令下， 4 架早已整装 待发的直升机腾空而起，迅速向飞船着陆点飞去。 我 国 第 一 艘 无 人 飞 船 “神 州 二 号 ”遨 游 太 空 7 昼 夜 ， 终 于 胜 利 地 返 回 了 祖 国 母 亲 的 怀 抱 。 我 国 载 人 航天工程第二次飞行试验获得圆满成功。 有关“神州二号”的资料“神 舟 二 号 ”飞 船 英 俊 潇 洒 的 雄 姿 ， 使 无 数 国 人 为 之 倾 倒 ，
29、然 而 ， 她 内 部 隐 藏 的 秘 密 却 鲜 为 人 知 。 为 了 促 进 载 人 航 天 的 应 用 ， 提 高 工 程 综 合 效 益 ， 使 我 国 的 空 间 应 用 跨 入 载 人 空 间 实 验 阶 段 ， “神 舟 二 号 ”的 太 空 之 旅 ， 肩 负 着 开 展 一 系 列 空 间 科 学 及 技 术 试 验 的生活科普小知识 11神圣使命。 1、 “太空实验舱” “神 舟 二 号 ”飞 船 的 三 个 舱 段 的 各 个 角 落 ， 几 乎都 安 装 了 大 大 小 小 的 科 学 实 验 设 备 ， 返 回 舱 里 15 件，轨道舱有 12 件，附加段竟有 37
30、 件 。 这 些 由 64 件仪 器 设 备 组 成 的 有 效 载 荷 ， 都 是 第 一 次 上 天 的 正 式 产 品，简直就是“太空实验舱” 。 这 些 仪 器 设 备 各 有 各 的 用 途 。 有 进 行 空 间 材 料 科 学 试 验 的 多 工 位 空 间 晶 体 生 长 炉 和 空 间 晶 体 生 长 观 察 装 置 ； 有 进 行 空 间 生 命 科 学 试 验 的 空 间 蛋 白 质 结 晶 装 置 和 空 间 通 用 生 物 培 养 箱 ； 有 进 行 空 间 天 文 观 测 的 太 阳 和 宇 宙 天 体 高 能 辐 射 监 测 仪 ， 包 括 超 软 X 射线探 测
31、器、X 射线探测器和射线探测器；有进行空间环 境 探 测 的 大 气 成 份 探 测 器 、 大 气 密 度 探 测 器 和 固 体 径 迹 探 测 器 ； 有 有 效 载 荷 公 用 系 统 ， 还 有 微 重 力 测 量 仪 等。 科学家将通过这些设备进行材料科学、 生命科学、 空 间 天 文 、 环 境 监 测 等 试 验 任 务 。 这 些 任 务 以 中 国 科 学院为主，由全国 50 多个科研院所和大学承担。 2、太空“百宝箱” “神 舟 二 号 ”飞 船 上 装 载 了 一 台 可 制 备 多 种 晶 体材 料 的 “百 宝 箱 ”-多 工 位 空 间 晶 体 生 长 炉 。 由
32、 于 太 空 中 几 乎 没 有 重 力 ， 在 这 种 特 殊 的 环 境 中 ， 各 种 比生活科普小知识 12重 不 同 的 物 质 可 以 在 一 起 “和 平 共 处 ”， 几 乎 没 有 地 面 上 的 对 流 和 沉 淀 等 现 象 ， 可 以 生 长 出 地 面 上 得 不 到 的 结 构 完 整 、 性 能 优 良 的 晶 体 材 料 。 因 此 ， 在 飞 船 上 进 行 空 间 材 料 科 学 试 验 ， 对 于 获 取 高 品 质 的 功 能 晶 体 材料，了解晶体材料生长过程中对晶体品质的影响、 指 导 地 面 批 量 生 产 具 有 重 要 意 义 。 科 学 家
33、将 制 备 半 导 体 、 氧 化 物 和 金 属 合 金 等 多 种 晶 体 材 料 ， 研 究 太 空 微 重 力 条 件 下 各 种 效 应 对 晶 体 材 料 生 长 过 程 的 影 响 规 律 。 例 如 二 元 半 导 体 锑 化 镓 晶 体 是 制 造 微 波 器 件 、 微 波 集 成 电 路 和 超 高 速 集 成 电 路 的 关 键 电 子 材 料 ， 与 目 前 普 遍 应 用 的 硅 单 晶 相 比 ， 该 晶 体 具 有 电 子 迁 移 率 高、 工作温度高、 抗辐照能力强和噪声低等优良性能； 三 元 半 导 体 碲 锌 镉 晶 体 是 制 造 红 外 探 测 器 不
34、 可 缺 少 的 材 料 ， 我 们 现 在 通 过 风 云 气 象 卫 星 可 以 获 得 准 确 的 天 气 预 报 ， 还 可 进 行 矿 产 资 源 勘 探 、 指 导 农 牧 业 生 产 和自然灾害预防等等，这其中红外探测器功不可莫； 氧 化 物 激 光 晶 体 硅 酸 铋 是 光 信 息 存 储 功 能 材 料 ， 随 着 信 息 时 代 的 到 来 ， 信 息 存 储 材 料 的 重 要 作 用 已 是 有 目 共睹。 地 面 的 晶 体 生 长 过 程 可 以 通 过 肉 眼 直 接 观 察 ， 那 么 ， 在 空 间 微 重 力 环 境 下 的 晶 体 生 长 过 程 又 是
35、 什 么 样 的 呢 ？ 科 学 家 还 设 计 了 一 种 特 殊 的 安 装 在 飞 船 上 的生活科普小知识 13空 间 晶 体 生 长 观 察 装 置 ， 利 用 摄 像 机 全 过 程 拍 摄 空 间 微 重 力 条 件 下 氧 化 物 单 晶 的 生 长 历 程 ， 通 过 对 空 间 晶 体 熔 化 和 结 晶 过 程 图 像 的 分 析 ， 研 究 晶 体 生 长 动 力 学 和 重 力 对 流 消 失 后 各 种 效 应 对 晶 体 生 长 的 影 响 。 通 过 在空间对晶体材料生长机理和生长工艺的深入研究， 可 以 指 导 地 面 晶 体 材 料 生 产 过 程 ， 改
36、进 工 艺 ， 提 高 晶 体质量，推进材料科学及工程的发展，造福全人类。 3、 “生物军团” 太 空 “生 物 军 团 ”空 间 环 境 的 微 重 力 、 强 宇 宙 粒子辐射、节律变化等特殊的极端条件，给生命科学、 生 物 技 术 实 验 ， 提 供 了 地 面 不 能 或 不 能 完 全 模 拟 的 条 件 。 利 用 这 种 独 特 环 境 ， 进 行 生 物 体 组 织 培 养 ， 可 以 避 免 地 面 重 力 作 用 所 造 成 的 对 流 的 沉 淀 作 用 ， 获 得 比 地 面 更 好 的 效 果 。 因 此 ， 进 行 空 间 生 命 科 学 研 究 ， 不 仅 有 助
37、 于 揭 示 生 命 科 学 中 不 可 能 在 地 面 环 境 下 获 知 的 一 些 本 质 牲 征 ， 而 且 在 应 用 上 可 望 发 展 新 的 空 间 生 物 工 程 方 法 ， 生 产 高 质 量 单 晶 、 高 效 生 物 制 品 等 。 科 学 家 发 现 ， 在 空 间 失 重 的 条 件 下 ， 蛋 白 质 晶 体 可 以 比 在 地 球 上 生 长 的 尺 度 大 ， 结 构 更 完 整 ， 可 以 很 方 便 地 进 行 分 析 。 通 过 对 这 些 晶 体 进 行 分 析 ， 能 更 深 入 地 揭 开蛋白质、酶和一些病毒的秘密。 生命体的一切活动都是通过它的基
38、本构成物质，生活科普小知识 14特 别 是 蛋 白 质 和 核 酸 的 功 能 来 实 现 的 ， 而 这 些 生 物 大 分 子 的 功 能 又 直 接 取 决 于 它 们 的 结 构 。 因 此 ， 测 定 这 些生物大分子的结构，并研究其结构与功能的关系， 对 于 揭 示 生 命 奥 秘 和 理 解 疾 病 十 分 重 要 ， 而 且 也 是 发 展 蛋 白 质 工 程 及 理 性 药 物 设 计 等 生 物 高 技 术 所 必 需 的 基 础 。 特 别 是 在 人 类 基 因 组 计 划 完 成 之 后 ， 这 类 研 究 的 意 义 将 更 加 突 出 。 “神 舟 二 号 ”飞
39、船 上 装 载 的 蛋 白 质 结 晶 装 置 ， 是 科 学 家 们 为 了 揭 示 生 命 的 奥 秘 经 过 多 年 研 制 而 成 的 。 它 装 载 有 天 麻 抗 真 菌 蛋 白 、 碱 性 磷 脂酶 A2、细胞色素 B5 等 15 种蛋白质，对于抗农作物 病 害 、 治 疗 顽 症 、 设 计 新 型 药 物 、 在 细 胞 和 分 子 水 平 上研究生命现象的本质具有重要意义。 “神 舟 二 号 ”所 进 行 的 空 间 生 物 效 应 研 究 ， 是 我 国 航 天 领 域 首 次 多 物 种 、 多 种 生 物 综 合 性 生 物 学 研 究 。 飞 船 上 携 带 的 空
40、 间 通 用 生 物 培 养 箱 ， 里 边 装 了 石 刁柏，圆红萝卜，蛋白核小球藻，鱼星藻，螺旋藻， 果 蝇 ， 心 肌 组 织 小 型 动 物 龟 ， 灵 芝 大 肠 杆 菌 ， 大 鼠 心 肌细胞、胚胎、腿部肌肉等 19 类 25 种植物、动物、水生生物、微生物、细胞和细胞组织，再加上 15 种 蛋 白 质 和 其 它 生 物 大 分 子 ， 真 可 谓 是 一 个 进 军 太 空 的 “生物军团” 。 本次生物学效应实验所用的生物材料是在过去 7生活科普小知识 15年间，从 87 种生物中筛选出来的。19 种生物中 17 种 分 别 是 微 生 物 、 植 物 、 水 生 生 物 和
41、 无 脊 椎 动 物 ， 2 种为脊椎动物的细胞或组织。从细胞、组织、个体、 种 群 和 简 单 生 态 系 统 不 同 层 次 上 研 究 生 物 体 和 生 物 封 闭 系 统 的 空 间 生 物 学 效 应 ， 争 取 发 展 出 空 间 生 物 加 工 的 共 培 养 技 术 、 反 应 器 技 术 和 发 现 高 效 、 高 质 生 命 物 质 的 特 殊 代 谢 途 径 ； 同 时 ， 争 取 利 用 空 间 环 境 诱 发 变 异 获 得 具 有 优 良 性 状 和 经 济 价 值 的 生 物 品 系 ， 通 过 对 所 选 取 的 新 颖 生 物 材 料 的 空 间 实 验 ，
42、 提 供 空 间 生 命 过程调控的新技术、新思路。 因 为 重 力 的 干 扰 对 活 细 胞 的 体 外 生 长 会 产 生 一 定 的 影 响 ， 空 间 不 受 重 力 干 扰 更 容 易 进 行 细 胞 的 培 养 ， 所 以 进 行 这 种 实 验 ， 可 使 医 生 在 不 危 害 病 人 的 条 件 下 ， 精 确 地 实 验 治 疗 癌 症 的 新 方 法 。 同 时 ， 高 质 量 的 组 织 培 养 ， 也 已 用 于 生 长 胰 腺 细 胞 ， 使 糖 尿 病 人 在 不按常规使用胰岛素的情况下得到治疗。 空间生物学效应的实验方法、工艺和实验结果， 可 以 促 进 高
43、效 、 高 抗 体 、 优 质 物 种 在 相 关 生 产 领 域 的 应 用 ， 通 过 建 立 生 物 反 应 器 原 理 模 型 和 生 态 管 理 模 型 ， 可 以 指 导 解 决 我 国 和 世 界 当 前 面 临 的 严 峻 的 环 境 问题。 4、太空“天文台” 生活科普小知识 16你 想 知 道 在 遥 远 的 太 空 是 怎 样 的 景 象 吗 ？ 除 了 用 肉 眼 可 见 到 的 星 星 之 外 ， 科 学 家 们 在 太 空 还 发 现 了 一 个 神 奇 的 现 象 ， 它 就 是 人 们 用 肉 眼 看 不 到 的 射 线 暴。 宇 宙 射 线 暴 是 宇 宙 中
44、 一 种 突 发 的 巨 大 能 量 的 爆发现象，每秒钟爆发能量高达 1027 焦耳，相当于10 个太阳的辐射能量。 如此巨大能量的来源及其发射 机制，无法用现有科学理论解释，至今还是一个谜， 也 是 一 个 重 要 的 国 际 前 沿 热 点 课 题 。 “神 舟 二 号 ”飞 船上携带了进行空间天文观测的超软 X 射线探测器、 X 射线探测器和射线探测器，目的就是尝试为解开 这一谜底提供更多的信息。 太 阳 耀 斑 中 质 子 耀 斑 (质 子 事 件 )产 生 的 高 能 质 子 辐 射 ， 对 载 人 飞 船 有 很 大 威 胁 ， 对 短 波 通 讯 、 洪 涝 灾 害 等 也 有
45、 直 接 影 响 。 通 过 对 太 阳 高 能 辐 射 变 化 的 观 测 研 究 可 以 判 断 耀 斑 性 质 ， 可 能 提 前 几 十 小 时 对 质 子 事 件 作 出 警 报 ， 在 太 阳 活 动 高 年 期 间 对 太 阳 高 能 电 磁 辐 射 进 行 监 测 ， 具 有 重 要 的 科 学 意 义 和 对 载 人 航 天 器 的 安 全 保 障 作 用 。 因 此 ， 我 国 天 文 学 家 将 以 “神 舟 二 号 “飞 船 为 平 台 ， 同 样 利 用 由 上 述 设 备 组 成 的 宽 能 区 、 高 时 间 分 辨 率 谱 仪 ， 在 进 行 宇 宙 射 线 暴
46、 探 测 研 究 的 同 时 兼 顾 太 阳 耀 斑 高 能 辐 射 监 测 。 这 一 项 目 是 我 国 首生活科普小知识 17次对 g 暴 和 太 阳 耀 斑 进 行 空 间 探 测 。 在 观 测 的 能 谱 段 设 置 、 时 间 分 辨 率 及 观 测 任 务 所 处 时 间 (太 阳 第 23 周 活动高年)上均有我国自己的特色。 科 学 家 还 将 用 安 装 在 “神 舟 二 号 ”飞 船 上 的 大 气 成 分 探 测 器 、 大 气 密 度 探 测 器 、 径 迹 探 测 器 ， 监 视 空 间 环 境 的 变 化 ， 为 空 间 环 境 预 报 和 警 报 提 供 实
47、时 监 测 数 据 。 即 利 用 空 间 环 境 预 报 中 心 ， 收 集 、 综 合 分 析 国 内外卫星和地面观测数据， 提供飞船运行轨道的有关 大 气 参 数 及 太 阳 活 动 和 地 磁 活 动 参 数 ， 预 报 飞 船 发 射 、 运 行 期 间 空 间 环 境 状 况 和 可 能 出 现 的 空 间 环 境 异 常 ， 并 在 出 现 危 急 情 况 时 发 布 警 报 ， 在 载 人 航 天 工 程 的 各 个 阶 段 发 布 远 期 、 中 期 、 近 期 预 报 ， 为 载 人 航 天 器 运 行 的 空 间 环 境 提 供 安 全 保 障 。 它 是 将 来 航 天
48、 员 出 舱活动的“空间天气预报”系统。 5、 “阳光事业” 如 果 把 我 国 空 间 科 学 实 验 喻 为 “阳 光 事 业 ”，那么 ， 它 的 承 载 者 是 “神 舟 ”飞 船 。 “神 舟 二 号 ”第 一 次 集 中 了 有 一 定 学 科 面 的 开 拓 性 的 空 间 科 学 研 究 工 作 ， 成 为 我 国 在 今 后 一 系 列 飞 船 上 开 展 空 间 科 学 与 应 用研究的序幕。 “神 舟 二 号 ”飞 船 上 进 行 的 一 系 列 实 验 ， 何 时 能 知 道 结 果 ？ 能 否 取 得 突 破 性 进 展 ？ 科 学 家 的 估 计 总生活科普小知识
49、18是 十 分 谨 慎 的 。 现 在 下 结 论 为 时 尚 早 ， 因 为 有 些 结 果 飞 船 回 收 后 才 知 道 ， 有 些 则 还 将 进 行 深 入 的 科 学 研 究 ， 有 些 需 要 在 太 空 中 进 行 长 达 半 年 的 观 测 。 但 可 以 肯 定 的 是 ， 通 过 “神 舟 二 号 ”的 太 空 之 旅 ， 将 会 开 拓 我 们 的 视 野 ， 积 累 更 多 的 经 验 ， 为 今 后 更 深 入 、 更 大 规 模 的 空 间 实 验 ， 以 至 于 实 现 空 间 产 品 产 业 化 ， 商 品 化，开辟道路。 “神 舟 二 号 ”的 应 用 任 务 ， 尽 管 实 验 项 目 、 手 段 等 都 是 崭 新 的 ， 效 益 也 不 可 能 在 短 时 间 内 显 现 ， 但 它 几 乎 囊 括 了 国 际 空 间 实 验 的 各 个 学 科 领 域 ， 带 动 了 一 批 高 新 技 术 ， 特 别 是 促 进 了 一 批 基 础 项 目 的 发 展 。 同 时 ，
