航天技術中的仿生學

蝴蝶與衛星調溫裝置。科學家通過對蝴蝶多方面的研究發現，蝴蝶的鱗片具有巧妙調節體溫的作用。在炎熱的盛夏，當太陽光直射到蝴蝶身上時。它的鱗片會自動張開，以減小太陽光的輻射角度，從而可減少對太陽光熱能的吸收；當外界氣溫下降時，鱗片又會自動閉合，緊貼體表，使太陽光直射到身上，以便吸收到更多的太陽光的熱量。由于蝴蝶鱗片的自動張開和閉合，所以它就能將自己的體溫始終控制在一個正常的范圍內。人造地球衛星在太空飛行時，會受到太陽光的強烈輻射，使向陽一面的溫度高達200℃。而其背陰的一面卻會降到零下200℃，這樣會使衛星上裝備的各種精密儀器、儀表很容易被燒壞或凍裂，由于溫差極大，很多儀器測量也不很準確。科學家模仿了蝴蝶鱗片的功能，為人造地球衛星設計出了一種高效率的調控溫度裝置，使人造地球衛星的部分表面也有和蝴蝶一樣的鱗片，當太陽直射而使其溫度很高時，鱗片便會自動地打開，并轉換一個角度，這就大大減少了對太陽能的吸收，使衛星溫度升得不會太高；當外界氣溫下降時，鱗片便會自動閉合緊貼體表，以便吸收到更多的太陽能，使衛星的溫度不會降得太低，從而圓滿地解決了這一難題。

蒼蠅與導航陀螺儀。科學家通過對蒼蠅進行研究發現了蒼蠅的一些特點。例如，蒼蠅不用“跑道”就能直接起飛。原來，蒼蠅的后一對翅膀已退化，并形成了啞鈴狀的一對小棒，這就是楫翅。它是蒼蠅飛行時的天然導航儀。蒼蠅在飛行時，楫翅迅速振動，頻率為330次每秒。一旦蠅體傾斜、俯仰或偏離航向，楫翅就會扭轉振動，并向蠅腦報告，通過調整有關的肌肉，糾正偏離的航向，隨時保持蠅體平衡。根據蒼蠅楫翅的導航原理，科學家研制成功了一種音又式振動的陀螺儀，安裝在高速飛行的火箭、飛機及其它一些航天器上。它的體積很小，主要部件像只音叉，是通過一個中柱固定在基座上的。裝在音叉兩臂四周的電磁鐵，使音叉產生固定振幅和頻率的振動，就好像蒼蠅楫翅的振動那樣。有了這種儀器，飛機和火箭等就可以自動糾正偏轉了的航向，保持正確的航向。

蜜蜂與導航偏光羅盤。蜜蜂在無數多的花朵上采蜜，進進出出，上上下下，繞了很多彎，飛了很多路程，但從來不會迷路，這是為什么呢?原囚是它有利用偏振光來定向的特殊功能。原來，在各個方向振動的太陽光被大氣層折射和反射后，變成了某個方向占優勢的偏振光，蜜蜂就是用偏振光來確定太陽方位的。蜜蜂的頭上有一對特殊的眼睛即復眼，每只眼睛都南6300個小眼組成，由由蜜蜂復眼的特殊構造和特殊功能，才使它對太陽偏振光有特殊的敏感，即使烏云密布，它們也能夠根據太陽方位的變化，進行時間校正。因此，它們外出采蜜和回巢，從來不會迷失方向。在蜜蜂偏光定向本領的啟示下，科學家研制成功了偏光羅盤，該設備已用于航海和航空技術。無論是煙霧彌漫的白天，還是伸手不見五指的黑夜，無論是白茫茫的海面上，還是一望無邊漆黑的夜空中，這種羅盤都能使輪船和一些航天器保持正確的航向運行。

責任編輯／薛擁祥