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人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等进入轨道后,其中的人和物将处于失重状态。
你能够想像出在完全失重的条件下,会发生什么现象吗?物体将飘浮在空中,液滴呈绝对球形,气泡在液体中将不上浮。宇航员站着睡觉和躺着睡觉一样舒服,走路务必小心,稍有不慎,将会“上不着天,下不着地”。食物要做成块状或牙膏似的糊状,以免食物的碎渣“漂浮”在空中,进入宇航员的眼睛、鼻孔……你还可以继续发挥你的想像力,列举出更多的现象来。
人类能够利用失重的条件做些什么呢?下面的几个事例,将会帮助你思考。这里所举的事例,虽然还没有完全实现,但科学家们正在努力探索,也许不久的将来就会实现。
在失重条件下,融化了的金属的液滴,形状呈绝对球形,冷却后可以成为理想的滚珠。而在地面上,用现代技术制成的滚珠,并不呈绝对球形,这是造成轴承磨损的重要原因之一。
玻璃纤维(一种很细的玻璃丝,直径为几十微米)是现代光纤通信的主要部件。在地面上,人们不可能制造很长的玻璃纤维,因为受到重力,还没等到液态的玻璃丝凝固,就已被重力拉成小段。而在太空轨道上,人们利用失重的条件,可以制造出几百米长的玻璃纤维。
在太空轨道上,人们还可以制成一种新的泡沫材料——泡沫金属。在失重条件下,在液态的金属中通入气体,气泡将不“上浮”,也不“下沉”,均匀地分布在液态金属中,凝固后就成为泡沫金属。这样制成的泡沫钢轻得像软木塞,用它做飞机的机翼,又轻巧又结实。
同样的道理,在失重条件下,混合物可以均匀地混合,由此可以制成地面上不能得到的特种合金。
电子工业、化学工业、核工业等,对高纯度材料的需要不断增加,其纯度要求为“六个9”至“八个9”,即99.9999%~99.999999%。在地球上,冶炼金属需在容器内进行,总会有一些容器的微量元素掺入到被冶炼的金属中。而太空中的“悬浮冶炼”,是在失重条件下进行的,不需要用容器,消除了容器对材料的污染,可获得纯度极高的产品。
在电子技术中所用的晶体,在地球上生长时,由于受重力影响,晶体的大小受到限制,而且要受到容器的污染。在失重条件下,晶体的生长是均匀的,生长出来的晶体也要大得多。在不久的将来,如果能在太空建立起工厂,生产出砷化镓的纯晶体,那它要比现有的硅晶体优越得多,将会激发电子技术的重大突破。
在太空失重的条件下,能生产出地球上难以生产的一系列产品。建立空间工厂,已经不再是幻想。科学家们要在太空中做各种实验,同学们也可以提出自己的太空试验设想,展开你想像的翅膀,为宇宙开发贡献一份力量吧!
(编辑 孙世奇)
你能够想像出在完全失重的条件下,会发生什么现象吗?物体将飘浮在空中,液滴呈绝对球形,气泡在液体中将不上浮。宇航员站着睡觉和躺着睡觉一样舒服,走路务必小心,稍有不慎,将会“上不着天,下不着地”。食物要做成块状或牙膏似的糊状,以免食物的碎渣“漂浮”在空中,进入宇航员的眼睛、鼻孔……你还可以继续发挥你的想像力,列举出更多的现象来。
人类能够利用失重的条件做些什么呢?下面的几个事例,将会帮助你思考。这里所举的事例,虽然还没有完全实现,但科学家们正在努力探索,也许不久的将来就会实现。
在失重条件下,融化了的金属的液滴,形状呈绝对球形,冷却后可以成为理想的滚珠。而在地面上,用现代技术制成的滚珠,并不呈绝对球形,这是造成轴承磨损的重要原因之一。
玻璃纤维(一种很细的玻璃丝,直径为几十微米)是现代光纤通信的主要部件。在地面上,人们不可能制造很长的玻璃纤维,因为受到重力,还没等到液态的玻璃丝凝固,就已被重力拉成小段。而在太空轨道上,人们利用失重的条件,可以制造出几百米长的玻璃纤维。
在太空轨道上,人们还可以制成一种新的泡沫材料——泡沫金属。在失重条件下,在液态的金属中通入气体,气泡将不“上浮”,也不“下沉”,均匀地分布在液态金属中,凝固后就成为泡沫金属。这样制成的泡沫钢轻得像软木塞,用它做飞机的机翼,又轻巧又结实。
同样的道理,在失重条件下,混合物可以均匀地混合,由此可以制成地面上不能得到的特种合金。
电子工业、化学工业、核工业等,对高纯度材料的需要不断增加,其纯度要求为“六个9”至“八个9”,即99.9999%~99.999999%。在地球上,冶炼金属需在容器内进行,总会有一些容器的微量元素掺入到被冶炼的金属中。而太空中的“悬浮冶炼”,是在失重条件下进行的,不需要用容器,消除了容器对材料的污染,可获得纯度极高的产品。
在电子技术中所用的晶体,在地球上生长时,由于受重力影响,晶体的大小受到限制,而且要受到容器的污染。在失重条件下,晶体的生长是均匀的,生长出来的晶体也要大得多。在不久的将来,如果能在太空建立起工厂,生产出砷化镓的纯晶体,那它要比现有的硅晶体优越得多,将会激发电子技术的重大突破。
在太空失重的条件下,能生产出地球上难以生产的一系列产品。建立空间工厂,已经不再是幻想。科学家们要在太空中做各种实验,同学们也可以提出自己的太空试验设想,展开你想像的翅膀,为宇宙开发贡献一份力量吧!
(编辑 孙世奇)