航天與仿生

李新花

“神舟五號”離不開航天科技和航天英雄，而生物科學在宇宙航天事業中也功不可沒。我們知道，只有當航天飛船的運行速度超過7.9 km/s 時，才能掙脫地球的吸引力，遨游太空，而與飛船同行的航天員也因此遇到了麻煩。首先，當飛船由靜止加速到7.9 km/s的過程中，由于慣性對航天員產生很大的壓力，這時體內的大量血液會由心臟涌向下肢，使大腦嚴重失血，這不僅會影響航天員的正常工作，甚至還危及生命；其二，當航天員長時間在太空飛行，由于身體失重，影響血液向下肢的運輸，可能會造成下肢肌肉缺乏營養，甚至萎縮。如何解決這些問題呢？科學家最終從長頸鹿那里獲得了啟示。

長頸鹿體內血壓高達46.55千帕（高出人正常血壓的2倍），這樣才能保證將血液壓上5米高的頭部。你可能會想，當長頸鹿低頭飲水時，這樣高的血壓是否會導致其腦血管破裂？事實上，長頸鹿低頭、抬頭自如。這是為什么呢？科學家經過研究發現，長頸鹿身上緊繃的皮膚具有防止血管崩裂的作用。由此，科學家提出了“通過改變外界環境對血管的壓力來調節航天員體內血液分布”的設想，研制了一種模仿長頸鹿皮膚的飛行服 ——“抗荷服”。抗荷服能隨著飛船運行速度的加大，自動充入氣體（或液體），對航天員的腹部和下肢加壓，以阻止血液過多地向下肢運輸，從而防止了腦缺血現象的發生。

依據同樣的原理，科學家還為長期生活在太空的航天員研制了一種特殊的器械（一種密閉的袋子），將航天員腹部以下的肢體套入該器械中，即可減小環境對血管的壓力，使航天員身體上部的血液能輸向下肢。航天員每天堅持用這種器械鍛煉幾小時，就能防止腿部肌肉的萎縮。由此看來，載人航天飛船進入太空與生物科學有著不解之緣。

蝴蝶也為航天事業幫了大忙。蝴蝶身體表面上的小鱗片可以調節體溫。當氣溫升高、陽光直射時，鱗片自動張開，以減小陽光的輻射角度；當外界氣溫下降時，鱗片自動閉合，讓陽光直射鱗片，來增加吸收的熱能。科學家為飛船設計的控溫系統，就是模擬蝴蝶鱗片的這一功能，使飛船上的精密儀器能夠在溫度為-200～2 000 ℃的環境中正常工作。科學家還預言，生物界的紅螺菌，將成為航天飛船遨游太空的理想“生物燃料”。

你能解釋科學家提出預言的依據是什么嗎？請為實現這一預言提出你的設想。（提示：液氫是較理想的動力燃料，它的熱價值高，1千克液氫相當于3千克的碳化合物燃料；并且氫燃燒后的產物是蒸餾水，對大氣不會產生污染。紅螺菌的生存條件要求較低，而且在光合作用過程中能放出氫氣。）