书城童书不可不知的万事由来
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第21章 科技发明(6)

最初,飞行服同其他军服一样,也是有纽扣的,而且军服上的纽扣设计得很新颖,与飞行服巧妙配合,使飞行服显得更加漂亮。但是,就是飞行服上的一粒小小的纽扣,却引发了一起意想不到的严重事故,从而震撼了整个欧洲。

事情发生在20世纪50年代。在西欧某国组织的一次海、陆、空三军联合军事演习中,一名有多年飞行经验的优秀飞行员,驾驶一架最先进的战斗机执行既定的飞行任务。可是,飞机刚刚离开地面,两翼就突然在空中剧烈地震动了几下,随后便一头栽倒在跑道上,引起爆炸起火,造成了机毁人亡。

由于这种飞机是首次运用到军事演习中,为确保万无一失,飞行前主管部门提出了极高的技术要求,地面勤务人员对飞机实施了多次全方位的检测,以保证飞机飞行的绝对安全,所以这次事故的发生令所有人都大为震惊。后来,有关专家对各种飞行资料进行了仔细的调查分析,发现飞机失事的原因简直难以使人相信。原来是飞机起飞时,飞行员衣服上的一粒纽扣脱落后掉进了仪器中,使仪器不能正常工作,影响了飞机的飞行,从而造成了这一严重的后果。

飞行事故发生后,为了使空军飞行服的式样有利于作战和行动,该国决定将飞行服上的纽扣去掉,改用尼龙搭扣。此后,各国纷纷效仿,“无纽扣”便成为制做飞行服的一个基本要求。所以,现在的飞行服上都没有纽扣了。

细菌能不能发电

一种最新型的发电装置已经试制成功,出乎意料的是它的电流竟然是由细菌产生的。把微生物放在含有大量有机物并掺合葡萄糖的混合物中,微生物就会在其中分泌氢,随即,氢被氧化时产生电流。

当细菌在氧化有机物时,具有传递电子的本领,能把化学能转变为电能,通过电极就可以对外供电。这种电池叫做细菌电池。

上世纪80年代中后期,细菌电池已发展到酶电池的高新阶段。因为酶的催化反应,于是产生电流。酶电池虽然初露头角,但它已在科学研究、临床经验、通信显示、航标等各个方面广泛应用。这种供电的通信装置已应用于太空中,用酶电池推动船舶已在海上自由航行。

为何要在太空建太阳能电站

在1968年,美国利特尔咨询公司的太空业务部副总经理彼得·格拉泽提出一项大胆的构想,要把太阳能电站搬到太阳上去,在宇宙空问里营造太阳能电站,激发人们的浓厚兴趣。格拉泽的营造太空太阳能电站的规划不是随意说出来的,而是有理由根据的。曾在太空业务管理工作过许多年的格拉泽认为,目前设在地面上的太阳能电站,可以接收到的太阳能只是太空中太阳能的1/4至1/5,由于阳光照射地面后大部分已经被大气层吸收或者反射掉了,同样,地面太阳能电站又受阴云密布和雨雪天气的影响。假如把太阳能电站建造在太空中,就能避免出现以上弊端,更全面地利用太阳能。

但是,格拉泽要想建造的太空太阳能电站和普通地面的太阳能热电站有些不一样,它不是把太阳光能转化为热能,然后通过产生蒸气来促使气轮发电组发电,而是利用太阳能电池直接将光能转化成电能。

想要实现这一构想,就必须研制一种太阳能动力卫星,并且将它送到距离地面36000千米的轨道上(在这条轨道上,卫星绕地球飞行1圈的时间,正好和地球自转一周所需要的时间一致)它将直接把“天火”导向人间。

在动力卫星上安装有庞大的太阳能电池板,可以将太阳能直接转化成电能,之后再把电能转化为微波束发回地面。地面微波接收站将巨型天线用卫星送回地面的微波重新转化成电能。格拉泽在20世纪60年代末期提出这一宏伟构想时,因为要花费一大笔款项,美国政府方面并没多大兴趣。

直至20世纪中期,由于发生能源危机,格拉泽的计划才被重新得到了重视,美国政府方面投资了2000万美元作为研究资金。但是研究资金不久就用光了,人们的热情又淡了下去。因为美国科学院估计,要建设这个太空发电站,可能需要花费50年时间,花费资金达3000亿美元。

起初,格拉泽策划的这座电站体积会达5万吨、其中单太阳能电池板的空间面积就达50多平方千米,并且向地球输送电力的微波发射天线的直径可达1千米。依据美国航天飞机每次最多可以运送30吨物资来计算,也要发射1000多次才可以把电站的设备全都送上天。而在20世纪70年代,美国的航天飞机并没有正式投入使用,所以当时认为,格拉泽的策划在短期内很难实现。可是在进入20世纪90年代之后,因为航天飞机往返太空已变成现实,格拉泽的计划又再次引起了科学家们的兴趣。

在1991年8月,来自世界各个国家的几十名太阳能专家会聚在法国巴黎,专门探讨了太空太阳能电站的问题,之后不长时间,美国国家航空与航天局和能源部联合宣布,1995年将会在距地面36000千米的地球同步轨道上建立第一座太阳能电站。此后,在纽约州的北部建设一个有几个足球场大小的地面微波接收站,接收从太空电站用微波输送的太阳能,并且一天24小时都能工作。而后,微波接收站把接收到的太阳能微波经过能量转化器转换成约50亿瓦的电能输到纽约州的电网;这50亿瓦的电力约等同于5座大型核电厂的发电量。

根据美国科学家预测,到21世纪美国有可能在太空建造100座太阳能电站,将会满足整个美国30%的电力。

太空太阳能电站能日夜不停地输电,官既不受地面云层跟气候的影响,同时,也不需要储能设备,一旦造好,便能成为一种取之不尽的新能源。

为何要把垃圾送入海底

根据美国环境质量委员会所提供的报告,仅在1968年一年当中,美国就向海底倾倒了大约4800万吨的废物。美国国防部也曾把53000吨武器装备沉入了海底,这不能不引起人们的深思和不安。

随着工业的迅速发展,各种产品都在大量增加,垃圾的数量同时也将随着增加。垃圾出路在哪?环保专家大胆地提出,送进海底,同时又必须防止污染海洋。地质学家也认为,地球板块在海洋的海沟处是俯冲地深入到了地球内部的。环保专家就设想,把垃圾,特别是放射性废弃物,送进海沟,叫它们随着板块的俯冲而消融在地球内部,从而更好地解决垃圾带来的危害。当然,这一愿望能否实现,还是等解开海沟这个谜后才会有答案。

那么,当前人们对工业垃圾,特别是危害特大的核垃圾又怎样处理呢?根据把核垃圾残留放射性的估算;要把核垃圾的放射性蜕变达到不会造成危害的程度(即99.9%的蜕变为稳定元素),大约需要一万年之长,这就是要选择一个和生物圈隔绝的场所,那就是海底,把垃圾埋藏起来。

世界经济合作和开发组织专门成立了一个国际海底工作组,来负责这一工作。他们选定了没有地震以及火山活动、沉积物丰富并且没有重要矿产资源的海底平原当做核垃圾的贮存场所。他们用钻探船向厚层沉积物海底钻一个垂直钻孔,之后把垃圾经过一定处理后装入坚固的金属罐中,再把很多个金属罐依次放入钻孔,各金属罐再用粘土隔开一段距离,最后再用粘土沉积物来封口;此外,可以把金属罐排进海水中,让它自由降落,使它沉入20~30米厚的沉积物当中。经过这样处理后,经过三五百年,金属罐就会受海水腐蚀而破碎,同时可以防止放射性污染扩散得太快太远,仍然可起到和生物圈相隔绝的作用,因为周围的沉积物对放射性核素都有着强烈的吸附作用。根据测算,每一颗沉积物微粒能够吸附1千个放射性核素原子。

什么是太空星际分子

我们在这里提到星际分子,泛指在星际空间发现的许多无机分子以及有机分子。

美国著名天文家F·霍依尔早就在1940年大胆预言:在星际空间一定有分子存在。经过一段时间光学仪器探测,人们发现了甲川(CH)和氰基(CN)。由于射电天文望远镜的应用,人们还发现了许多的星际分子,直到上世纪80年代就已发现大约六十多种星际分子。

最令科学家们感兴趣的是,发现的星际分子中有许多为有机分子。在1969年发现了甲醛分子。甲醛是一种相当重要的有机物,它是生成氨基酸的中央产物,但氨基酸则是全部生命有机体蛋白质的基本结构单元。所以,科学家认为,在宇宙空间如果有甲醛分子存在,就一定存在相当大的有机分子。这个猜测又很快被证实了。1982年加拿大天文家发现了氰基癸五炔后,又先后发现氨基酸、乙醇、嚷呤、嘧啶和单糖等,这些有机物全都是生化合物。

在相当长的时间里,天文学家相信在宇宙空间仅仅存在元素,而并不存在分子,更不用说相信它存在有机物分子。如今这个论断被完全否定了。所以,关于在外太空是不是存在生命有机体的问题又一次成了热门话题。

太阳会不会熄灭

天文学家们经过长期精心的研究后,肯定的说:太阳最终还是会熄灭的,但是大约要等到50亿年之后。

这就像人的一生一样,太阳及所有的恒星也有着初生期、青壮年时期和衰亡期。这一个演化过程是十分漫长且复杂的,它大致可分为五个不同的发展阶段。

第一阶段就是太阳的“幼年期”。最初,原始的星云是在自身引力的作用下而不断收缩的,内部的密度、温度就不断升高。在经过数千万年后,便形成了原始的太阳——一个主要辐射看不见的红外线的热气体球。