沈羨云

“哥倫比亞”號的殉葬者

2003年1月16日，“哥倫比亞”號航天飛機升空了，這是一次“科學(xué)研究之旅”。艙內(nèi)的7名航天員分成兩組，日夜不停地進行著生物學(xué)、物理學(xué)、地理學(xué)和空間科學(xué)的研究。在這些研究中，有一項是來自紐約州錫拉丘茲市學(xué)生們的“太空螞蟻”實驗。學(xué)生們將螞蟻放到一個稱之為“螞蟻工坊”的容器中，讓航天員帶到太空，航天員們在太空觀察螞蟻工坊中螞蟻的行為、筑巢的情況，拍攝下螞蟻的工作情況，并將這些資料通過航天飛機的通信下行線傳給地面的學(xué)生。學(xué)生進行這項實驗的目的是為了了解太空失重環(huán)境對螞蟻的行為和筑巢有什么影響。

航天員們在太空進行的實驗很順利，16天飛行中，航天員完成了大量的科學(xué)實驗，其中包括學(xué)生們的“太空螞蟻”實驗。正當(dāng)?shù)孛娴膶W(xué)生翹首以待地等待“哥倫比亞”號航天飛機凱旋歸來，將他們寶貝“螞蟻工坊”帶回地面的時候，噩耗傳來?！案鐐惐葋啞碧柡教祜w機在重返大氣層的時候，超高溫的氣體從一個裂縫中進入機身，導(dǎo)致航天飛機爆炸解體，轟隆的巨響聲伴隨著航天飛機碎片劃出的道道白煙，載人航天史上的又一次災(zāi)難發(fā)生了。7名航天員全部遇難，15只螞蟻也成為他們的殉葬品。

實驗對象——收獲蟻

實驗的螞蟻從哪里來?外面地里有的是螞蟻，是否捉一些就可以進行實驗了?不行。要進行科學(xué)實驗，可不能那么隨意，尤其在太空進行的實驗，對實驗對象的要求是十分嚴格的。太空螞蟻必須滿足以下條件：1)在土壤中會做巢挖洞，不會主動叮咬人；2)螞蟻的個頭要大，以便容易觀察它們在螞蟻工坊中的工作情況；3)選同一個窩里的螞蟻，不同窩的螞蟻會相互攻擊直至死亡；4)必須是工蟻，因為工蟻在螞蟻工坊里是不會繁殖的，不會造成螞蟻工坊中出現(xiàn)越來越多的螞蟻；5)所選的螞蟻應(yīng)該能夠很好地適應(yīng)太空飛行環(huán)境。因此，這次上天的螞蟻，是學(xué)生們經(jīng)過精挑細選的、生活在美國西部的一種叫做收獲蟻的螞蟻。這種螞蟻非常強壯，個頭大，在它們穿過地道進入到新挖掘的洞穴的時候很容易被發(fā)現(xiàn)。它們有一個大大的下顎，是挖巢筑窩的能手，它們通常會在沙灘或者泥土中建立自己的殖民地，穿過地面來形成它們的護堤。像選拔航天員一樣，上天的15只收獲蟻經(jīng)過重重考驗，是從眾多的同伴中選出的佼佼者，它們被裝在一個稱之為螞蟻工坊的容器中隨著航天員被火箭發(fā)射到太空。

螞蟻工坊

螞蟻工坊是一個灌注了藍色夢幻般凝膠的容器，這種凝膠源于航天技術(shù)，是美國航空航天局專門為太空實驗研發(fā)的。它是從天然海洋生物中提取的，經(jīng)過殺菌、消毒處理，保證里面沒有有害的細菌。因為螞蟻要比人脆弱得多，所以對凝膠中重金屬及微生物等衛(wèi)生指標的要求比許多食品還要高。在進行太空實驗時，沒有讓螞蟻在土壤中筑巢，而在凝膠中筑巢的原因是與太空的特殊條件有關(guān)的。首先，太空螞蟻要參與航天飛機的整個發(fā)射過程，螞蟻飛往太空和返回時，要承受巨大的壓力和振動，這種壓力和振動可能使土壤做的巢穴完全毀滅，而凝膠有本事對抗它們。其次，航天員在太空必須觀察失重狀態(tài)下螞蟻挖掘隧道的全過程，并攝錄下來，凝膠是一種透明的膠體，通過透明的膠體可以清晰地觀察到螞蟻構(gòu)筑三維空間隧道的全過程，看到螞蟻工作、交流、休息、哺喂、爭執(zhí)等等行為，而土壤達不到這個要求。第三，在太空要喂養(yǎng)螞蟻是很困難的，食物會漂浮在容器里，螞蟻根本吃不到，而凝膠體里含有螞蟻所需要的營養(yǎng)物質(zhì)和水分，不需要額外給螞蟻喂任何其他的東西，小螞蟻們就能在螞蟻工坊里快樂、安靜地生活幾個月。第四，螞蟻工坊的凝膠體對人體和螞蟻完全無害，不會對座艙環(huán)境造成污染和危害航天員的健康。

現(xiàn)在這種為學(xué)生進行太空實驗用的螞蟻工坊已經(jīng)開發(fā)成為時尚的玩具，它讓你不用怎么操心就可以飼養(yǎng)可愛的小寵物。當(dāng)你觀看螞蟻在螞蟻工坊中辛勤地操作時，它會給你帶來意想不到的快樂和感動，你從中也會領(lǐng)悟和學(xué)習(xí)到很多東西。

太空螞蟻實驗的歷程

太空螞蟻實驗是從2000年開始的。當(dāng)時，有一項太空動物實驗和一項太空植物實驗讓福勒中學(xué)的學(xué)生們選擇，福勒中學(xué)的學(xué)生們對動物實驗更感興趣，于是選擇了前者。讓什么動物上天呢?學(xué)生們經(jīng)過大量的調(diào)研工作，最后決定進行太空螞蟻實驗。進行這項實驗的原因是盡管螞蟻在地球上已經(jīng)生活了幾萬年，是所有動物中“人口”最多的一種昆蟲，但是人們對它的了解還太少。尤其是在太空中，從來還沒有進行過螞蟻實驗。而且，螞蟻個頭、重量和體積都小，進行實驗的設(shè)備也簡單，適合進行太空實驗。

為了進行這項實驗，學(xué)生們在地面閱讀了大量有關(guān)螞蟻的書籍，觀察地面螞蟻的行為和筑巢的過程，學(xué)習(xí)有關(guān)的航天知識和如何進行科學(xué)實驗設(shè)計的方法。雖然這是一個很簡單的實驗，但是要在太空中進行卻有很多事情要做。例如，要選拔出適合太空實驗的收獲蟻，要進行合理的分組，要研制固定“螞蟻作坊”的裝置等等。福勒中學(xué)的學(xué)生在錫拉丘茲大學(xué)研究人員的幫助下用了3年的時間才研制出將螞蟻工坊固定在航天飛機上的裝置。

獲得的結(jié)果

“哥倫比亞”號事件發(fā)生后，福勒中學(xué)學(xué)生們的心情十分沉重，他們最初只沉湎于悲痛的情緒中，想了解哥倫比亞號失事的真相。幾天之后，為了紀念殉難的7名航天員，他們消沉的情緒轉(zhuǎn)化成一種全力以赴完成他們實驗的決心。航天飛機的失事沒有阻止學(xué)生們繼續(xù)科學(xué)探索的決心，他們化悲痛為力量，全心全意地投入到對已經(jīng)獲得的數(shù)據(jù)進行分析總結(jié)的工作中去。

在“哥倫比亞”航天飛機飛行的16天中，航天員每天多次地觀察和拍攝螞蟻的行為和筑巢進程，共進行80多次實驗，航天員們將實驗的情況及時地傳送到地面。學(xué)生們從一個互聯(lián)網(wǎng)鏈接中下載每日數(shù)據(jù)，對所收集的資料進行了回顧和分析，其中包括螞蟻行為的錄像和靜態(tài)照片。最后，他們寫出了研究報告。

在科學(xué)家和孩子們的心中，預(yù)料螞蟻也會像航天員在太空一樣，分不清上下，行動遲緩，他們估計太空螞蟻筑巢的速度一定減慢。但是，觀看太空發(fā)回的照片和錄像，出乎學(xué)生們的預(yù)料，太空螞蟻比地面的螞蟻更活躍，螞蟻像瘋子一樣發(fā)瘋地挖著地道。但是，他們挖隧道的方式與地面螞蟻不同。地面的螞蟻是沿著螞蟻工坊的四周挖隧道，而太空螞蟻挖隧道的方向沒有規(guī)律，更隨意。為什么會出現(xiàn)這種情況，是太空的失重環(huán)境“迷惑”了螞蟻，還是其他的原因，至今還是一個謎，這激勵了科學(xué)家和學(xué)生們想繼續(xù)研究的決心。

這次太空螞蟻實驗雖然沒有得到最后的實驗數(shù)據(jù)，但目的達到了。整個實驗是學(xué)生參加和完成的。這次實驗，增長了學(xué)生們的很多知識，鍛煉了他們的觀察能力、思維能力、動手能力，開發(fā)了他們的潛能智力，這次實驗還能夠引領(lǐng)一些孩子從此走上研究自然、探究太空生命科學(xué)的道路。

[責(zé)任編輯蒲暉]