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孙维新在讲座现场 |
文/图 羊城晚报记者 李钢
近日，由广州市科技局、广东科学中心、羊城晚报社主办，广州市天河区正佳自然博物馆协办的第89期珠江科学大讲堂在正佳大剧院举行。本期珠江科学大讲堂邀请到了北京清华大学通识讲座教授、原台湾自然科学博物馆馆长孙维新作《迈向太空 工作和休闲在地球之外》的科普讲座。
人人上天？太空电梯承载梦想
“大家想不想去太空？”孙维新首先这样问现场的听众。他说，虽然很多人都向往太空，但前往天空并不容易，需要掌握足够的知识。但孙维新表示，未来可能会出现太空电梯，那样人类进入太空就会变得非常简单。
据介绍，要制造太空电梯，最关键的是缆绳，上世纪九十年代出现的碳纤维技术让其成为可能。碳纤维材料有很多的细丝，细丝的直径不到2微米，须知，一根头发的横截面也有100微米。孙维新介绍，虽然每一根碳纤维细丝都微不足道，但它们互相缠绕后形成的缆绳则不可小觑，软度超过塑胶，硬度超过钢铁，是制作太空电梯缆绳的最佳材料。
“人类为什么要去太空？”孙维新认为，一是由于人类本身具有好奇心，毕竟自古以来，人类就对天空星辰充满了想象，希望有朝一日能与星星、月亮、太阳同行；二是希望开发太空资源，譬如去小行星上采矿；第三个原因则是要寻找人类新的家园。
成本降低：火箭用完还可回收
目前，人类已经掌握了丰富的太空技术，进出太空的成本不断降低。靠着一批批科学家、工程师的努力，以后人类进出太空的成本可能将降低到想象不到的地步。孙维新说：“未来的孩子要出门上太空，可能就像现在的人们搭乘地铁一样方便。”
孙维新还介绍，人类有史以来的第一个太空人是中国人“万户”，是一个有钱人，总想着“欲上青天揽明月”。当年他做了一个实验，在椅子下面捆绑了很多火箭，想依靠火箭将自己送上天空，结果却是“轰隆一声，人不见了”：“虽然万户的实验是失败的，但是他的方法和原理却和现代的火箭技术如出一辙。”
孙维新还提到，民间航天公司的兴起使人类进入太空的成本越来越低。特斯拉汽车创始人马斯克就曾发展出了猎鹰9号重型火箭，可以将64吨重的物体送入太空，并且将一辆红色跑车发射升空。马斯克还打算在2030年送10000人去火星，建立第一代人类火星殖民地。
孙维新说，马斯克的一大贡献在于成功发展了火箭回收技术。一节火箭箭体的价值超过6000万美元，在没有回收技术的情况下都是一次性使用，因此成本十分巨大。而马斯克成功地让脱落的火箭平稳地降落在10米长、10米宽的海上无人平台上，这回收技术的实现极大降低了人类发射火箭的成本。
新奇体验！一杯咖啡循环饮用
孙维新曾经在美国宇航局工作过。他说，以前美国发射航天飞机时有很多的讲究，例如，发射现场要设置一个装有120万升水的水塔。原来，航天飞机发射升空时，会产生超过200分贝的巨大噪音，而人类的耳朵最多只能承受120分贝。因此需要在发射之前的16秒钟时间，将这些水注入发射场，利用液态水气化的过程，将噪声的能量带走。
航天飞机发射过程中，两个助推的固态燃料火箭会脱落。它们是如何脱落的？孙维新解密说，原来在固态燃料火箭和航天飞机结合的地方，安装有炸药，引爆炸药火箭脱落，然后航天飞机继续前行。
航天飞机仅需要8分钟左右就可以抵达距离地球300公里至400公里的轨道高度。进入轨道后，航天飞机关闭主引擎，就开始进入了失重状态。这个时候，所有没有被固定的物体都会呈现出漂浮状。其中，饮料、水等液体会呈现为球形。
“今天的咖啡可能就是昨天的咖啡。”孙维新说，由于太空飞船上的水分非常珍贵，所有的水都会循环过滤使用，包括人体的尿液。因此，今天喝下去的咖啡，可能经过一轮循环后形成水分，会重新用于泡制咖啡。
太空生娃？期望人造重力技术
孙维新说，宇航员在太空中没有白天和晚上的概念，基本上是困了就睡、睡醒了就开始工作。太空飞船上的马桶开口只有10厘米，排泄物要用袋子封装，但由于人体内有很多的微生物，微生物发酵后会产生气体、易爆，因此还要将排泄物倒入消毒剂、封装后揉捏15分钟。
但是对于人体来说，生活在太空环境下会引发很多的生理问题。譬如连续5天保持一定的睡姿后，头部会出现脑充血现象，血液阻塞鼻窦从而导致味觉的丧失，而体液上升到眼球后方，会导致眼球变形，影响视力。
现场互动时，有听众问，如何解决在太空中生孩子的问题。孙维新回答说，人类迟早要在太空中生孩子，只有在太空中出现新一代的人类，人才能在太空中走得更远，因为这一代的人类会更加适应太空环境。但从目前来看，在无重力的环境下生育的难度还比较大，未来人类会创造出人造重力，这样才能在太空中繁衍下一代。
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