航天技術與動物

張曉天

人類與動物之間有著千絲萬縷的聯系，就是在航天技術這一高科技領域中，人類也得到動物的“恩惠”。

蒼蠅與“平衡棒”

蒼蠅只用一對前翅飛行，后一對翅膀已退化成一對啞鈴狀的“平橫棒”（楫翅）。這一對小棒，能使它飛行時保持身體平衡和糾正航向。蒼蠅飛行時，平衡棒以每秒３００次的頻率振動，如果身體發生傾斜或偏離方向，振動平面發生變化時，平衡棒的基部感受器就會感覺到，并立即傳遞給大腦神經中樞，從而迅速地平衡身體并糾正航向。科學家根據蒼蠅平衡棒的原理，研制出音叉式振動陀螺儀，安裝在火箭、飛機和其他航天器上，就可以自動地終止危險的螺旋飛行及避免在大幅度翻滾和急轉時栽跟斗。

蝴蝶與“溫控裝置”

人造地球衛星在太空運行時，會受到太陽的強烈輻射，衛星向著太陽的一面溫度可高達２００℃，而背著太陽的一面又低到近于－２００℃。由于衛星星體溫差巨大，很容易造成其精密儀器的損壞。這件事使科學家傷透腦筋。該怎樣解決這一難題呢？后來，科學家發現蝴蝶鱗片的巧妙開合有調節體溫的作用：當太陽直射體溫高時，它的鱗片就會自動打開，并轉換一個角度，以減少對太陽熱能的吸收；當外界氣溫下降時，它的鱗片便緊貼體表，以便吸收更多的太陽熱能，并阻止體內溫度的散發。于是，科學家為人造地球衛星設計創造出一種高效率的溫度調控裝置，作為“外套”披在衛星身上，從而延長了衛星的使用壽命。

蜻蜓與“配重”

以前，沒有在飛機的機翼上安裝“配重”的時候，常因高速飛行而產生機翼振顫而導致飛機碎裂，造成機毀人亡的悲劇。機翼為何會發生振顫呢？該怎樣解決這一難題？飛機設計師為此大傷腦筋。后來，設計師從蜻蜓的翅翼上得到啟示：蜻蜓的翅翼雖然很薄，但沒有發生過因為長距離飛行而振顫折翅的現象。

經過進一步觀察，設計師發現是蜻蜓的“翅痣”起到了保護翅膀的作用。于是，飛機設計師在飛機的機翼上安裝類似蜻蜓翅痣的小配件配重，經過多次試飛，果然杜絕了機翼振顫現象。現在，飛機、航天飛機以及其他航天器的機翼上都裝置有“配重”，再也不用擔心因機翼振顫而導致機毀人亡的悲劇發生了。

蜜蜂與“緊密堆砌系統”

衛星是靠運載火箭的推進進入太空軌道的。衛星與運載火箭的重量比為１∶５００。因此，減輕衛星的重量，就成為設計師們夢寐以求的事情。設計師從蜜蜂的窠——蜂房獲益匪淺。蜂房是由數萬個大小相等的六棱柱組成，底面由全等的三個菱形封閉起來，并且這三個菱形銳角均為７０°３２′，因此既輕巧又結實，真是巧奪天工。

于是，設計師們模仿蜂房的結構構成，采用高熔點、高強度的材料，在兩塊金屬板之間夾成一個個蜂窩狀的空心，用這種材料來做衛星的外殼，既結實又輕便，同時也大大減輕了運載火箭的重量，從而節約了不小的開支。穿越太空的衛星、宇宙飛船都大量采用這種蜂房結構式的材料，科學上稱為“自然緊密堆砌系統”。這種蜂房式結構材料不僅輕巧容量大，同時也不易導熱、傳音。

螞蟻與機械臂

螞蟻身體雖小，但是力量卻很大，如果與自身體重相比的話，那么世界上最有力氣的動物非螞蟻莫屬了。螞蟻為何是個“大力士”呢？科學家通過研究發現，它的腳爪里的肌肉是由幾十億個微小的“發動機”所組成，而“機器”的“燃料”，是一種結構非常復雜的含磷化合物，能使潛在的能量轉化為機械能，效率高達８０％以上。目前，仿生學家已研究出用聚丙烯酸制成一種帶狀的“人造肌肉”，把它放到酸性溶液中，就會蜷縮起來，而放入堿性溶液中，它又會伸展開來。因此，在它收縮和舒張的過程中能產生一種力。

據測定，１厘米寬的“人造肌肉”可以提起１００千克的重物，能直接將化學能轉變為機械能，并且沒有熱損耗，利用率達９０％以上。這種“人造肌肉”可以取代人的手臂，在宇宙飛船里進行必要的工作，以便減輕宇航員的勞動強度。

蜘蛛與休眠藥

宇航員在以光年計算空間距離的飛行中，其寂寞是難以想像的，況且人的壽命又是極其有限的，宇航員的壽命怎能達到以光年計的目的地呢？英國利物浦大學的生物化學家不久前在研究亞馬孫河沿岸的一種蜘蛛的毒液成分時，有了可喜的發現。這種蜘蛛的毒液不會毒死昆蟲、小鳥和野鼠等獵獲物，只是使它們長時間處于昏迷麻醉狀態，保鮮“活體食物”。這種“催眠”物質，在高溫條件下很長時間都能有效。英國科學家利用這種蜘蛛毒液研制成一種無害的催眠藥，準備提供給宇航員使用，使他們在未來的星際飛行中處于長時間的休眠狀態。這既減少了宇航員的寂寞，又延長了宇航員的壽命，從而達到預定的飛行目的地。