在太空進行科學(xué)實驗,不能只依靠機器人和采用地面遙控的方法來完成,很多實驗是要航天員親自作為被試者或者操作人員來完成的,航天員在進行太空實驗時需要一些實驗設(shè)備,其中應(yīng)用最廣泛、最重要的是手套箱。
對于地面上進行科學(xué)研究的人來說,手套箱并不是一種陌生的設(shè)備,它是一種雙手可在里面進行操作的密封鋁盒。最初,這種設(shè)備是在醫(yī)學(xué)研究中使用的,是醫(yī)學(xué)研究人員在進行實驗時用來防止病毒感染自己的用具。之后,它的品種越來越多,用途也越來越廣,廣泛適用于軍工、航空、核工、醫(yī)療等行業(yè)領(lǐng)域,
在太空進行實驗為什么要用手套箱呢?這是因為航天員的太空實驗是在一種微重力環(huán)境下進行的,這種環(huán)境帶來很多問題。設(shè)想一下,如果在太空進行液體實驗,這些液體絕不會像在地面那樣老老實實地待在實驗容器里,稍碰它們一下,它們就會從容器里“逃”出來,在空中亂跑亂竄,弄得滿屋子都是液滴,影響了航天員的呼吸,更可怕的是如果這些液滴中含有危害人體的細菌或微生物,首當其沖的被害者將是航天員。同時,一些液體還會躲到設(shè)備里,慢慢地腐蝕設(shè)備,這猶如埋下了一顆定時炸彈,不知道什么時候就會“爆炸”,又如,在進行氣體或產(chǎn)生煙霧的實驗時,航天員不能像在地面那樣隨便打開靠近他們的窗口,讓新鮮空氣流進來。航天器的座艙是一個密閉系統(tǒng),如果打開艙口,破壞了座艙的密閉性,航天員馬上暴露到太空的真空環(huán)境下,后果不堪設(shè)想,總之,太空實驗時產(chǎn)生的漂浮污染物會危及船員和航天器本身??茖W(xué)家的首要任務(wù)是解決這些問題,而不是讓航天員離開空間站,于是科學(xué)家就想到將手套箱搬上天。
用手套箱進行太空實驗還有另一個原因,這就是為科學(xué)家們提供一種低成本的實驗設(shè)備。太空中進行的很多實驗都需要在密閉環(huán)境下進行,如果每個實驗都研制自己實驗的密閉系統(tǒng),可以想象一下,那要花費多少研制和發(fā)射設(shè)備的費用呀!即使研制出來,航天飛機或空間站上也放不下。手套箱的用途是非常廣的,使用一個手套箱就可以進行各種醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、材料學(xué)等實驗,這樣,科學(xué)家在設(shè)計不同太空實驗時,就不必要再研制自己實驗的密閉系統(tǒng)和動力系統(tǒng),使用航天器中的共用手套箱就可以了。同時,所得的實驗數(shù)據(jù)可以通過連接到手套箱的航天器數(shù)據(jù)系統(tǒng)下傳。這樣,一項太空實驗的花費就會大大下降。
在科學(xué)研究領(lǐng)域中,空間站的手套箱就像一個剛出爐的“熱餑餑”,受到各國科學(xué)家的青睞,很多國家和研究所的科學(xué)家們紛紛提出申請,想在上面進行實驗,目前,國際空間站的手套箱將進行五個微重力領(lǐng)域的研究:生物技術(shù)、燃燒科學(xué)、流體物理學(xué)、基礎(chǔ)物理學(xué)和材料科學(xué)。手套箱今后的應(yīng)用前途是光明的,例如,可以進行鐵磁流體的研究,這些流體可作為外科醫(yī)生的“納米傭工”,在人體內(nèi)通過加熱來消滅腫瘤;可以進行各種材料科學(xué)的研究,為火星探險提供新材料;進行精確的晶體凝固過程實驗,為新一代高性能半導(dǎo)體的產(chǎn)生鋪平道路,總之,太空實驗將解決很多人們未知的問題,這些結(jié)果的獲得也要歸功于手套箱。
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