大发最新登录网址

简体中文    |    繁体中文
会员注册    |    登录
首 页 关于大发最新登录网址 组织机构 学会新闻 学术交流 国际合作 科普活动 智库建设 期刊书籍
您所在的位置: 首页 - 期刊书籍 - 太空探索
空间站应用与发展专题(六):来自国际空间站的新成果、新技术
    日期:2020年07月30日    字体:【】【】【

自1998年11月20日,国际空间站的第一个组件——曙光号多功能货舱发射升空,国际空间站已经在轨道上运行了21年。国际空间站由于特殊的位置和微重力环境,运行期间进行了大量的科学实验和研究,产生了很多造福于人类的新技术,下面我们就来盘点一下来自国际空间站上的新成果、新技术。

一、清洁饮水技术

人类每天都要喝水,但世界上有很多人还无法得到清洁的饮用水,国际空间站上其实也面临着一样的困难。但是通过淡水再生系统和货运飞船补充,国际空间站上不但有了充足的饮用水,而且持续运行了20多年。这样的技术能不能用在地球上呢?当然是可以的,不过要解决一个重要的问题,就是成本。载人航天的淡水供应可以不计成本,在地球上给普通人喝就不行了。

▲国际空间站上的机器人航天员

我们先来看国际空间站上的水再生系统。它属于环境和生命控制保障系统的一部分,由美国宇航局马歇尔飞行中心负责研制,为航天员提供空气和水。再生水所用的原料来自航天员的生活废水——当然包括小便。目前,一些国际援助组织正在和美国宇航局合作,为边远村庄和受灾地区提供基于国际空间站技术的水净化和过滤系统。

二、提升机器人技术

国际空间站上不但有人类航天员,还有机器人,而且不止一个。比较大型和复杂的就有五个:在站内活动的一个和在站外活动的两个。站内的那个就是著名的、分成两截上天的“机器人航天 员”;站外的则是“加拿大臂二号”和“右手”,还有日本机械臂和欧洲机械臂。除了它们,站内还有几个只具备对答功能的机器人。站外的几个机械臂在国际空间站建设期间发挥了重要作用。如今,“加拿大臂二号”依然承担着接待货运飞船的重任,每当龙飞船或者天鹅座飞船来访,都要先靠近国际空间站,然后用机械臂把它们抓住,拖到对接口附近对接。

国际空间站机器人基本达到了当今人类机器人技术的最高水平。它反过来也对地面上的机器人研制产生了推动作用。通过技术转移,一个叫做neuroArm的外科手术机器人诞生了,它可以安装在核磁共振设备内部,一边扫描一边由医生在外面遥控手术,据说操作精度可以超过人类外科医生的手。至今,这种机械臂已经成功实施了35例手术。

三、眼科手术

现在的激光准分子角膜手术也用上了国际空间站的技术吗?答案是肯定的。手术相关的激光技术,最早是用来跟踪航天员的眼球,看看人类在失重环境下如何眨眼、保持眼球平衡、如何控制眼球运动。很快,科学家们发现,这项技术可以用在地球上。在手术的时候,人眼不可避免地要运动,因此必须设法让激光束能不断运动,始终聚焦在某个点上,否则手术就失败了。引入这项技术之后,激光准分子手术的精度大幅度提高,如今已经广泛应用在世界各地。

四、防止骨质流失、逆转骨质疏松

在地球上,人们往往到了老龄才会面对骨质疏松的问题。而在国际空间站上,由于失重效应,航天员们每分每秒都在面临显著的骨质流失问题,这也成为国际空间站科研的一项重要内容。每个月,航天员都要失去骨质的1.5%,比地球上严重多了。为了解决这个问题,科学家们为航天员设计了多种锻炼手段,包括所谓的高强度对抗性训练。例如在空间站里设置的跑步机上,用橡皮绳索把航天员压在跑道上,模拟回到地球之后所会承受的重力,帮助骨骼再生。同时,在宇航食品中加强钙质和维生素D的摄入。这些措施起到了良好的效果,不但为地球上的骨质疏松患者带来了福音,也为人类今后前往火星、小行星长期定居创造了条件。

▲国际空间站上的加拿大二号机械臂

五、从宇宙里观测自然灾害

从宇宙里能观测地球上的自然灾害,这是大家都很熟悉的事情。那么,为什么要用到国际空间站呢?航天员在太空中,可以用肉眼直接观察到很多灾害类型,特别是飓风、海啸、森林火灾、火山爆发等等,可以直接做出一些判断,把信息提供给地面。当然,如果要进行更精确的量化观察,还是要用到专业仪器设备。国际空间站上有一台称为“环境研究和可视化系统”的设备,它的特点是数据向全世界开放,人们可以用它来观察洪水、火灾、火山爆发和风暴,它特别针对热带风暴做了优化,成效显著。

来源:《太空探索》2019年第8期,作者为松堂

联系大发最新登录网址
电话:010-68768625
传真:010-68768617
地址:北京市海淀区阜成路8号院
邮编:100048
网址:
邮箱:office_csa@163.com
集团网群