如果將來(lái)有一天,你穿上宇航服飛出藍(lán)天,在那茫茫蒼穹,你會(huì)碰上什么呢?你將會(huì)看到神奇的“太空工廠”……
在宇宙空間建造工廠,早已不是什么荒誕不經(jīng)的夢(mèng)想。自從上世紀(jì)50 年代人造衛(wèi)星和宇宙飛船相繼上天以來(lái),“太空建設(shè)”的藍(lán)圖,就愈來(lái)愈清晰地呈現(xiàn)在我們眼前。如何在外層空間建造工廠,已成為今天科學(xué)家的研究課題。
在宇宙空間建造工廠,有許多得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。例如,你不必?fù)?dān)心煤炭和石油的供應(yīng),因?yàn)闊o(wú)私的太陽(yáng),會(huì)慷慨地向我們提供取之不盡的能量。只要在建廠的同時(shí),將太陽(yáng)能電池送上軌道,就能把太陽(yáng)光變?yōu)殡娔?,給你提供充足的動(dòng)力資源。
那么,哪些產(chǎn)品可以在天上生產(chǎn)呢?
未來(lái)的太空工業(yè),應(yīng)該發(fā)展一些特定的短線產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的生產(chǎn),在地球上受到種種條件的限制,而在太空中這些限制就不存在了。未來(lái)太空工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品,除了供太空居民消費(fèi)外,一部分還可以送給地面上的工廠使用。也許在不久的將來(lái),太空中就會(huì)出現(xiàn)幾座煉鋼廠和制藥廠哩!
我們知道,機(jī)械工程上經(jīng)常用錫和鋁進(jìn)行合成,來(lái)減少機(jī)器上轉(zhuǎn)動(dòng)部件的磨損。人們?cè)O(shè)想生產(chǎn)一種鋁鉛合金。這種合金比起鋁錫合金,不僅成本低,而且更耐磨,火箭工程就需要這種理想的合金??墒?,由于地球引力的作用,在熔化和混合這兩種金屬時(shí),鉛總是沉到熔塊的底部。等到冷卻后,我們得到的不是一種均勻的合金塊,倒像是一塊分層的夾心餅。
在環(huán)繞地球旋轉(zhuǎn)而沒(méi)有自轉(zhuǎn)的太空工廠里,任何物體都沒(méi)有重量,制造合金時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)因比重不同而分層的麻煩了。1977年,在一艘宇宙飛船上,宇航員們終于成功地制成了地球上無(wú)從得手的鋁鉛合金。
現(xiàn)在,還出現(xiàn)了許多其他的無(wú)重力金屬制造工藝。例如,利用太空的失重和絕對(duì)真空狀態(tài),可以制造像泡沫塑料一樣輕盈的泡沫金屬;還可以制成無(wú)缺陷晶體制品,供應(yīng)地球上的電子工業(yè)。
冶金工廠每天要吞噬大量的礦石,如果太空工廠都要從萬(wàn)里之遙的地球把這些礦石運(yùn)來(lái),這就會(huì)得不償失。幸虧太空工廠的設(shè)計(jì)師們?cè)缇陀辛私^妙的安排。
人類(lèi)早就覬覦著月球上的寶藏。當(dāng)年阿波羅飛船在月球著陸時(shí),宇航員曾經(jīng)帶回三百多千克的月球土壤。經(jīng)過(guò)化學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)月球土壤中含有豐富的氧和硅,鐵、鋁、鎂等金屬的含量也很高。這就為我們未來(lái)的太空冶金工業(yè),提供了豐富的物質(zhì)資源。
月球引力只有地球引力的六分之一,因此,從月球向太空工廠輸送原料,就可以大大節(jié)省能源開(kāi)支;同時(shí),從太空工廠向月球派遣飛船,也比飛向地球表面要容易得多。為了將礦石運(yùn)出月球,美國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種以巖石為燃料的專(zhuān)用火箭。只要把裝有礦石的鐵箱填入火箭的空心管中,經(jīng)電磁體不斷加速后,火箭就會(huì)以1.5 千米每秒的速度飛向宇宙空間。這時(shí),正在空間軌道上巡回的“捕捉器”,就會(huì)把這些礦石收集起來(lái),運(yùn)向目的地。
近年來(lái),天體物理學(xué)家對(duì)出沒(méi)于火星和木星間的小行星,產(chǎn)生了濃厚的興趣。這些星球上有著豐富的鐵、鎳等金屬,可以用來(lái)為地球服務(wù)。美國(guó)科學(xué)家已經(jīng)擬就了一套捕捉小行星的方案。他們計(jì)劃選擇一個(gè)直徑約100 米、重量約200 萬(wàn)噸的“輕量級(jí)”小行星,當(dāng)宇航員們來(lái)到它的近旁時(shí),可以很方便地把它塞進(jìn)一只特制的大口袋里,用纜索把口袋系在電磁火箭上,利用火箭的后坐力,將俘獲的小行星拖向指定的軌道——這真有點(diǎn)像在茫茫大海中捕魚(yú)的情景呢!
另一個(gè)有趣的方案,是在太空中制造生物體和藥物?;罴?xì)胞好比是一座生產(chǎn)珍貴醫(yī)藥原料的化工廠,它能分泌抵抗疾病的抗體、激素和酶??墒羌?xì)胞中所包含的化合物真是太多了,它的內(nèi)部就像一碗放了許多佐料的羹湯,人們要想從這碗羹湯中分離出所需要的化合物,是十分困難的。
在外層空間中,有些細(xì)胞會(huì)表現(xiàn)出離奇有趣的習(xí)性,它們中某些成分的生長(zhǎng)速度會(huì)加快,分離也會(huì)變得容易些。在阿波羅飛船的實(shí)驗(yàn)室中,曾培育了一組腎細(xì)胞。這種細(xì)胞分泌的尿激酶,能溶解血管中的血塊,這是治療心血管疾病的特效藥。
這種尿激酶,在地球上光生產(chǎn)一次注射劑量就需1000多美元;而在太空中生產(chǎn)同樣劑量的尿激酶,據(jù)估計(jì),費(fèi)用只要100 美元左右。未來(lái)20年內(nèi),人類(lèi)可將一座自動(dòng)控制的制藥廠送上空間。到那時(shí),就可以生產(chǎn)許多地球上無(wú)法大量生產(chǎn)的貴重藥物了。
人類(lèi)建設(shè)太空工廠,在今天已經(jīng)成了迫在眉睫的事情。有人樂(lè)觀地估計(jì),2030 年前后,在你手頭或許就會(huì)出現(xiàn)太空工廠的產(chǎn)品,至于它的質(zhì)量如何,那就有待你親自來(lái)發(fā)表意見(jiàn)了。