太空上的“實(shí)驗(yàn)室”

周日下午，小好問(wèn)與小粗心相約到小靈通家做客。小靈通站在陽(yáng)臺(tái)，架著一副望遠(yuǎn)鏡看著天空。

“小靈通，你約我們過(guò)來(lái)干什么？”小好問(wèn)是個(gè)急脾氣。

“該不會(huì)是讓我們過(guò)來(lái)觀察流星雨的吧？”小粗心疑惑地問(wèn)。

“來(lái)了！”小靈通激動(dòng)地握緊望遠(yuǎn)鏡的架子，招呼小伙伴們一起看。

“咦？剛剛飛過(guò)去的大家伙是什么？”小好問(wèn)很驚奇，“看起來(lái)像衛(wèi)星，但是仔細(xì)瞅瞅又不像，難道是UFO？”

奧秘精靈笑著對(duì)大家說(shuō)：“你們剛剛看到的不是天外來(lái)客，而是國(guó)際空間站。”

“高大上”的太空之家

“國(guó)際空間站在距離地球表面約400千米的高空，并繞地球飛行。它在設(shè)計(jì)之初，就被決定要建立成一個(gè)可以讓人類生活的地方。你們知道這個(gè)大家伙是怎么被弄到天上去的嗎？”奧秘精靈拋出了第一個(gè)問(wèn)題。

小好問(wèn)搶答道：“這個(gè)太簡(jiǎn)單了，肯定像宇宙飛船一樣，用火箭發(fā)射到太空中的。”

小粗心：“對(duì)呀，用運(yùn)載火箭！”

小靈通：“是不是跟運(yùn)送衛(wèi)星一樣？”

【關(guān)主釋答】

你們只答對(duì)了一半，事實(shí)可沒(méi)有你們想的那么簡(jiǎn)單，國(guó)際空間站可是經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的制造期。

1998年，俄羅斯向太空發(fā)射了國(guó)際空間站的第一個(gè)組件——“曙光號(hào)”功能貨艙。“曙光號(hào)”就像一幢摩天大樓的地基，為空間站提供電源、推進(jìn)、導(dǎo)航、通信、姿控、溫控、充壓等基礎(chǔ)功能。同年，美國(guó)又使用航天飛機(jī)將第二個(gè)組件——“團(tuán)結(jié)號(hào)”節(jié)點(diǎn)艙送入軌道。

如果在地球上把空間站組裝完畢，再發(fā)射到太空，不是更省事嗎？

實(shí)際上，光一個(gè)功能艙就有幾噸重，將整個(gè)空間站同時(shí)送上太空，火箭根本沒(méi)有這么大的運(yùn)載力！后來(lái)人們又陸續(xù)將航天員居住艙、實(shí)驗(yàn)艙、服務(wù)艙、太陽(yáng)能電池發(fā)射升空，再由航天員在太空使用遙操作機(jī)械臂，將不同部件組裝、對(duì)接在一起。

直到2011年，國(guó)際空間站獲得了最后一個(gè)組件——“萊昂納多”永久補(bǔ)給艙。耗時(shí)14年的空間站才終于建成！

無(wú)論在天上人間，搬家都是個(gè)耐力活！建成后的國(guó)際空間站長(zhǎng)109米，寬88米，重419噸（相當(dāng)于320輛汽車），可容納6名航天員在其中工作、生活。這個(gè)“家”還是挺像樣子的吧！

電池也有“太空反應(yīng)”？

摸清了國(guó)際空間站基本情況后，奧秘精靈帶著小先鋒們坐上了時(shí)間機(jī)器，轉(zhuǎn)眼他們就到達(dá)了國(guó)際空間站。漂浮在空間站里，藍(lán)白相間的地球在下面緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)，要知道國(guó)際空間站每90分鐘就能繞地球一周呢！和地球來(lái)張自拍照真是舉手之勞。小粗心拿出iPad準(zhǔn)備拍照。

小粗心：“什么情況？！iPad怎么就沒(méi)電了？來(lái)之前電池還是滿格狀態(tài)呀！”

小靈通：“難道電池也有‘太空反應(yīng)？”

小好問(wèn)：“我們?nèi)?wèn)問(wèn)關(guān)主吧！”

【關(guān)主釋答】

在冬天或者在兩極地區(qū)，人們通常會(huì)有這樣的體驗(yàn)：手機(jī)離不開(kāi)充電器，照相機(jī)拍了幾張照片就歇菜。其實(shí)，這是因?yàn)樘鞖夂洌姵貎?nèi)部的電解液受低溫影響，反應(yīng)速度變慢，釋放電子的能力相應(yīng)變?nèi)踉斐傻摹？蓢?guó)際空間站并不存在低溫的問(wèn)題，導(dǎo)致電池沒(méi)電的罪魁禍?zhǔn)子质钦l(shuí)呢？

國(guó)際空間站身居太空，受到地球引力的作用微乎其微（科學(xué)家將這種狀態(tài)稱為微重力）。在微重力環(huán)境下，電解液中的粒子運(yùn)動(dòng)不再受重力約束，粒子之間作用力增大，反應(yīng)程度加劇。iPad使用的是鋰電池，根據(jù)鋰電池的放電原理，當(dāng)大量化學(xué)能同時(shí)轉(zhuǎn)化為電能，必然會(huì)導(dǎo)致電解液過(guò)度消耗，縮短放電時(shí)間，電池的電量看起來(lái)就不耐用了。

國(guó)際空間站使用的太陽(yáng)能電池陣長(zhǎng)73米，面積超過(guò)4 000平方千米，每小時(shí)可生產(chǎn)90度電，如此高效的代價(jià)就是電池板的重量也不含糊，足足84噸！

最炫酷的實(shí)驗(yàn)室

大家跟隨奧秘精靈來(lái)到空間站的實(shí)驗(yàn)艙。實(shí)驗(yàn)艙里正在進(jìn)行著不少稀奇古怪的實(shí)驗(yàn)：母雞在微重力下如何孵蛋、溫室內(nèi)生長(zhǎng)的太空植物……大家對(duì)國(guó)際空間站的各種實(shí)驗(yàn)展開(kāi)了激烈討論。

小好問(wèn)：“老師給我們放過(guò)一個(gè)視頻，水在沒(méi)有重力的情況下就像果凍一樣呢！是國(guó)際空間站的實(shí)驗(yàn)嗎？”

小粗心：“我看過(guò)一張照片，地球最高的珠穆朗瑪峰就像一塊不起眼的泥巴一樣。是不是就在國(guó)際空間站上拍攝的？”

【關(guān)主釋答】

太空攝影只是國(guó)際空間站的一項(xiàng)任務(wù)而已。盡管衛(wèi)星、飛船都能提供微重力的環(huán)境，但它們只會(huì)在太空中停留非常短的時(shí)間，不會(huì)像國(guó)際空間站一干就是十幾年。

國(guó)際空間站是很受世界矚目的實(shí)驗(yàn)室之一，現(xiàn)在我們來(lái)看看空間站上宇航員究竟做過(guò)哪些有趣又有用的科學(xué)實(shí)驗(yàn)吧。

1.治療乳腺癌。2002年航天員佩吉將化療藥物裝入一個(gè)微型膠囊內(nèi)，在沒(méi)有重力的作用下，裝有化療藥物的微型膠囊竟然能夠更簡(jiǎn)單地直達(dá)腫瘤部位。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)轉(zhuǎn)移到地面繼續(xù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和研究。

2.機(jī)器人協(xié)助腦部手術(shù)。在太空中，為了將不同的部件組裝在一起，必須使用機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)精確操控。目前，空間站的機(jī)器人技術(shù)已用于腦外科手術(shù)機(jī)器人，這項(xiàng)技術(shù)成功挽救了數(shù)百人的生命。

3.將細(xì)菌送上太空。研究發(fā)現(xiàn)，微重力條件下會(huì)影響細(xì)菌內(nèi)部的蛋白，從而導(dǎo)致基因突變。從太空歸來(lái)的細(xì)菌變得更具殺傷力，大大增加致病幾率。幸運(yùn)的是，地球上的科學(xué)家已經(jīng)著手借助這種蛋白來(lái)制作相關(guān)的疫苗、抗生素，不再讓有害細(xì)菌“作威作福”。

4.預(yù)防骨質(zhì)疏松。實(shí)踐表明，缺乏重力會(huì)阻礙骨骼生長(zhǎng)，航天員每月流失的骨質(zhì)竟達(dá)1.5%！為減緩骨質(zhì)疏松和肌肉萎縮等癥狀，宇航員必須進(jìn)行高強(qiáng)度阻力鍛煉并服用維生素D。這為科學(xué)家研究骨質(zhì)疏松的發(fā)病原理及防治提供了參考——敢情宇航員不僅是實(shí)驗(yàn)達(dá)人，還是小白鼠吶！

小貼士

如何找到你頭頂上的國(guó)際空間站？

國(guó)際空間站是美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）主導(dǎo)發(fā)起的研究項(xiàng)目，在NASA官網(wǎng)上注冊(cè)并登記你的位置后，NASA就會(huì)把國(guó)際空間站最新到達(dá)你所在城市的時(shí)間、飛行方向等信息發(fā)送給你；也可下載ISS Detector手機(jī)App，查看國(guó)際空間站的飛行軌跡哦！