航天技術(shù)改變?nèi)祟惿睿簭募∧w保養(yǎng)到太空育種
——四論航天技術(shù)民用及二次開發(fā)

宇宙不是航天部門的專屬領(lǐng)地，而是全人類的新大陸。航天產(chǎn)業(yè)和商業(yè)航天企業(yè)所扮演的，可能只是船夫和運營商的角色，基于宇宙的繁榮產(chǎn)業(yè)，需要全社會的參與和投入。

如果我們說“通過阿波羅計劃的科研，有效改善了全世界女性的肌膚”，可能很多人都會認為不可理喻。實際上，這是千真萬確的事實。

在大多數(shù)人的印象中，航天技術(shù)往往代表著同時代人類科技所能達到的最高水平，和日常生活中雞毛蒜皮的事很難掛上鉤。但是，這是一個巨大的偏見，因為在日常生活中，幾乎隨處可見航天科技的要素和痕跡，只是人們對此知之甚少。這個偏見產(chǎn)生的另一個負面影響，就是讓大眾對航天技術(shù)的民用轉(zhuǎn)化抱有高不可攀的神秘感，而失去推動航天技術(shù)民用的熱情和動力。因此，我們有必要談一談日常生活中司空見慣的事物中滲透的航天科技。

數(shù)字圖像處理和“照相斜測法”：女性皮膚分析的革命

在阿波羅計劃實施之初，首要的問題就是如何為飛船選擇一個安全而合適的著陸地點。為此，美國宇航局發(fā)射了不少無人探測器，繞著月球飛行，拍攝了大量月球表面的照片。但月球和地球不一樣，月球上并不存在大氣，因此也就沒有地球上的大氣折射現(xiàn)象。簡單解釋一下，在地球上，如果是白天，即使在陰暗的角落也不會完全沒有光照，空氣會把陽光折射到這些地方來。但是在月球上就沒有這樣的折射效應(yīng)，陽光所及之處，月面一片明亮，但只要有一點遮擋，就什么也看不見了。

月球上有巨大的巖石，有高高的環(huán)形山和深深的空谷。山的背面和空谷的深處，都是陽光照射不到的地方，用傳統(tǒng)照相測量技術(shù)，很難為這些地方繪制出精確的地圖。這不但給阿波羅飛船的登陸地點選擇制造了麻煩，也是宇航員徒步勘測和開車的路線規(guī)劃要面對的最大困難。

這還不是問題的全部。在阿波羅計劃早期，探測器和地球之間的通信還是模擬式的。而太空充斥著各種電波和射線，電子設(shè)備本身也會產(chǎn)生噪聲。地球上收到的月球電子圖像往往是扭曲變形的，什么也看不出來。

通過阿波羅計劃的科研，有效改善了全世界女性的肌膚。

于是，美國宇航局噴氣推進實驗室的科學(xué)家們開發(fā)了一種計算機圖像處理技術(shù)。首先是把模擬圖像數(shù)字化，通過計算機處理，還原成可以識別的圖像。然后開發(fā)了所謂的月球照相斜測法，可以把陰暗的、陽光照射不到的地方也測繪出精確的地圖來。

那么，這和女性的肌膚有什么關(guān)系呢？

人類的皮膚雖然看起來很光滑，但是如果放在高倍率的放大鏡下觀測，一樣布滿了皺褶、起伏和溝壑。人的皮膚會受到歲月和各種自然現(xiàn)象的侵蝕，比如干燥、強烈的光照、風(fēng)吹等等。化妝品公司和制藥公司開發(fā)了相當多的化妝品和藥劑來解決上述問題，譬如保濕霜、抗皺乳霜等等，設(shè)法為女性保持年輕而健康的肌膚。但這些東西到底有沒有用呢？很長時間里，大家都心存疑惑，甚至懷疑它們只是心理上的安慰劑。直到上世紀六七十年代，并沒有一個客觀的方法可以給出結(jié)論。

如果我們對待的是一只動物，那么問題就很簡單，只要用解剖學(xué)的方法來處理就可以了。然而我們面對的是活生生的人，不可能從女性的皮膚上切下一塊來做病理分析。必須采用無損分析方法。在傳統(tǒng)上，所謂的無損分析方法都是經(jīng)驗型的，企業(yè)會組織一個專家委員會，用目視或者手指觸碰的方法來得出結(jié)論。不但耗時、費錢，還完全依賴專家的主觀判斷?；瘖y品公司自己都認為，這種方法非常不靠譜。

阿波羅計劃的圖像處理技術(shù)進入技術(shù)轉(zhuǎn)移名錄后，美國KGL公司皮膚研究所的格魯夫博士夫婦認識到了它的價值。格魯夫夫人本身就是研究所的圖像處理專家，主要工作就是通過圖像技術(shù)來判斷化妝品公司、藥品公司的新產(chǎn)品是否安全、有效，特別是這些產(chǎn)品中添加的藥物成分是否符合美國法律規(guī)定。為此，夫妻倆基于阿波羅計劃圖像處理技術(shù)開發(fā)了一套軟件。

雅詩蘭黛公司也采用了類似的技術(shù)來進行皮膚分析，公司發(fā)言人說：“這套系統(tǒng)用一種微妙的方式來存儲、增強和顯示圖像，用肉眼或者傳統(tǒng)成像器材是看不到的?！彼梢郧逦仫@示出皮膚的組織結(jié)構(gòu)、粗糙程度、干燥程度、皺褶和傷痕，進行數(shù)字化的分析。按照雅詩蘭黛公司的說法，這套軟件可以用很低的成本來實施靈活、頻繁的檢查，檢查結(jié)果的可信度更高?？梢院芸煽康貫樾庐a(chǎn)品的研發(fā)、篩選和營銷提供支持。而傳統(tǒng)的圖像分析或者觸摸分析是做不到這一點的。

人的皮膚在長期光照條件下會產(chǎn)生所謂的光老化，導(dǎo)致面部黃斑、紅斑、粗糙和突起。這種變化是潛移默化的，當肉眼發(fā)現(xiàn)上述跡象時，再做修補可能就為時晚矣?；瘖y品公司和醫(yī)藥公司研發(fā)了一些藥劑來設(shè)法延緩光老化、使皮膚恢復(fù)年輕和光滑，譬如類維生素A。但到底有沒有效果呢？美國是一個商業(yè)環(huán)境相當成熟的國家，廣告商如果在廣告中描述虛假效應(yīng)，很可能會被罰得傾家蕩產(chǎn)！

數(shù)字圖像分析技術(shù)給出了確定的答案。格羅夫夫婦在噴氣推進實驗室的技術(shù)轉(zhuǎn)移項目支持下，開發(fā)了一種叫做“光學(xué)輪廓測定法”的技術(shù)。用一片硅橡膠貼在皮膚表面進行倒模，凝固后用光纖照明器從側(cè)面照亮橡膠倒模，就可以測定出皮膚的粗糙度和皺褶程度。格羅夫夫婦征召了志愿者，把她們分為兩組。一組使用類維生素A，一組使用沒有實際效果的安慰劑，然后不斷對比她們的皮膚變化。結(jié)果證明，類維生素A是可以起到抗衰老作用的，計算機圖像清晰地顯示出，使用者的皮膚皺褶明顯減輕了，在眼角三角區(qū)的效果尤其明顯。

關(guān)于阿波羅計劃和化妝品的故事，暫時先講到這里。在我們已經(jīng)掌握的航天技術(shù)當中，是不是還有哪些未被人們發(fā)現(xiàn)的潛力，可以讓我們的女性變得更加年輕而美麗呢？所以航天技術(shù)民用開發(fā)，真的是一件值得鼓勵的事情。

·情感定位策略。情感定位是將人類情感中的關(guān)懷、牽掛、溫暖、懷舊、愛戀等情感內(nèi)涵融入到品牌中，使讀者在參與活動的過程中獲得這些情感體驗，從而喚起讀者內(nèi)心的認同和共鳴。如對老年人群體體現(xiàn)陪伴與懷舊的情感，對兒童體現(xiàn)關(guān)愛的情感，對青少年或青年體現(xiàn)認同、激勵的情感等。

來自阿波羅計劃的電動螺絲起子

上面談到了航天技術(shù)對女性的幫助，我們再來談?wù)勀行匀绾螐妮d人航天及其技術(shù)轉(zhuǎn)移中獲益。

男性朋友們在家要承擔(dān)重型家務(wù)，比如安裝、修理之類；在外要負責(zé)養(yǎng)家糊口，離不開各種電子信息設(shè)備。這兩項工作中，都有載人航天技術(shù)的影子。

很多時候，為我們送家具上門的師傅大都隨身攜帶著一種用充電電池供電的螺絲起子。他們把家具板材搬進居室，然后掏出電動起子。一陣嗡嗡聲和忙碌之后，組裝好的嶄新家具就擺放在居室里了。但很少有人知道，那些在現(xiàn)代生活中使用率極高的電動螺絲起子，它們所采用的技術(shù)，可以追溯到阿波羅計劃時代。

最早制造出充電式電動螺絲起子的，是美國著名電動工具制造商德偉公司。這家企業(yè)從上世紀50年代開始，就試圖研制一種充電式的螺絲起子，用于在家中安裝擋風(fēng)窗一類的設(shè)施。此前在這類安裝工作中，工人們必須從室內(nèi)引出電纜，既不方便也不安全。在月球上也有這樣的需求——可是，宇航員到哪里去找電源插頭呢？

1960年代中期，隨著阿波羅計劃的細節(jié)逐步成型，如何在月球上采集巖石樣品，就提上了議事日程。在地球上，要打碎一塊巖石，一般要用上風(fēng)鎬。月球上當然沒有這個條件。作為承包商的馬丁-瑪麗埃塔公司（洛克希德馬丁公司的前身之一）找到德偉公司，希望后者能承擔(dān)分包合同。

月球風(fēng)鎬不但不能依靠電纜，還要結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，這樣才能盡量節(jié)省火箭的運力。為此，德偉公司根據(jù)自己長期研制電動工具的經(jīng)驗和技術(shù)，建立了全新的計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)。計算機輔助設(shè)計的主要工作是盡量減輕工具重量、降低馬達的耗電量。經(jīng)過努力，德偉公司終于研制出一種稱為“阿波羅月球表面鉆機”的設(shè)備。它看上去和地球上的風(fēng)鎬很相似，但手柄前方有一個方盒子，里面裝有為馬達提供動力的電池，卻沒有電纜。阿波羅15、16、17任務(wù)期間，宇航員們用它在月球上鉆探，獲得了大量浮塵下方的巖石標本。它的最大鉆探深度可以達到3米，重量卻只有13.4千克。

充電式電動工具技術(shù)在月球探索中得到成功應(yīng)用，使德偉公司具備了新的技術(shù)能力。從那以后，這家公司先后開發(fā)出充電式電動螺絲起子、充電式吸塵器、充電式園藝修剪器等設(shè)備。相關(guān)技術(shù)的專利到期后，世界各地的電動工具廠商群起效仿，其中包括大量中國企業(yè)。著名的美國《消費者報告》雜志甚至每年還要給出充電式電動工具排行榜，指導(dǎo)人們采購。有趣的是，德偉公司自己卻很少能登上榜首。

充電式電動工具設(shè)計的普及，不但催生了一個龐大產(chǎn)業(yè)，也極大地方便了人們的勞動。除了家務(wù)勞動外，高空作業(yè)的工人在很多情況下用充電式螺絲起子就可以工作，不需要再拉電線，不僅操作方便，也減少了安全隱患。我們很難統(tǒng)計，全世界充電式電動工具的年產(chǎn)值是多少，更難以計算它衍生出來的安全效益和經(jīng)濟效益。但我們可以明確指出，充電式電動工具的進步，極大地得益于阿波羅計劃的推動。

充電式電動螺絲起子，源于月球探索需求。

筆記本電腦里的航天技術(shù)

筆記本電腦早已是各階層人士必備的工作和娛樂工具。但是，筆記本電腦能夠變得今天這樣又輕又薄，離不開航天飛機和空間站研制成功后的技術(shù)轉(zhuǎn)移。否則，即使把筆記本造出來，運行幾分鐘就會因過熱而自動關(guān)機了。

1989年，美國賓夕法尼亞州Thermacore公司與戈達德航天飛行中心合作，在“小企業(yè)創(chuàng)新研究”機制框架下，獲得了宇航熱管技術(shù)的轉(zhuǎn)讓，開始研制用于個人電腦的散熱系統(tǒng)。

熱管技術(shù)的特點在于，可以把熱量從一個點位置直接轉(zhuǎn)移到另一個點位置。熱管里流動著比熱容很大的液體，它們在發(fā)熱位置吸收熱量，然后被強制流動到散熱位置，在散熱器的作用下降溫，然后再流回到發(fā)熱位置，往復(fù)循環(huán)。宇航用的熱管系統(tǒng)采用的是蒸發(fā)器-冷凝器方案，它沒有活動部件，不存在機件磨損的問題，可以長期在空間使用。國際空間站運行至今已經(jīng)將近20年，熱管系統(tǒng)從未更換過，可靠性極高。

在Thermacore公司的具體技術(shù)方案中，要面對的是這樣一個問題：如何讓一個功耗8瓦的CPU保持在90℃以下。這個功耗數(shù)據(jù)和今天的i5、i7相比，似乎微不足道，但在空間極小、無法用風(fēng)扇直吹的筆記本電腦內(nèi)部，已經(jīng)足夠讓工程師們頭疼了。而且筆記本電腦經(jīng)常要工作在沒有外接電源的環(huán)境中，多一個風(fēng)扇，就少一段續(xù)航時間。

Thermacore在戈達德中心指導(dǎo)下，采用了一種金屬粉末作為熱管填料。熱管把CPU產(chǎn)生的熱量精確轉(zhuǎn)移到筆記本外殼側(cè)面附近的地方，然后再用風(fēng)扇來散熱。這個方案可以在任意姿態(tài)下使用，哪怕倒著拿也可以繼續(xù)運行。1996年，Thermacore公司因為技術(shù)轉(zhuǎn)移成功，獲得了NASA的獎項。

隨著計算機技術(shù)不斷演進，用于電腦的熱管散熱技術(shù)也不斷發(fā)展。如今酷睿i7 3612QM的熱功耗已經(jīng)達到35瓦，內(nèi)存、硬盤、閃存、顯示芯片等設(shè)備同樣需要散熱。個人電子信息設(shè)備也從筆記本發(fā)展到了智能手機、平板電腦。而熱管技術(shù)繼續(xù)發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用，為商務(wù)人士、程序員和游戲宅男們的工作與生活提供著支撐。

太空育種帶來種業(yè)變革

不僅航天技術(shù)為人類生活帶來很多變化，太空空間也會造福于人類。其中最典型的就是太空育種。

如果把種子送到宇宙里去，會發(fā)生什么變化呢？早在1946年，美國就用從納粹德國繳獲的V-2火箭，把玉米種子送到距離地面146千米的高度，考察宇宙環(huán)境對它的影響，后來又實施了黑麥、棉花種子的飛行試驗。在阿波羅計劃期間，美國宇航局在阿波羅14號上攜帶了500粒樹種，其中包括火炬松、懸鈴木、楓香。蘇聯(lián)/俄羅斯則先后在禮炮七號、和平號空間站、國際空間站的飛行中，嘗試著研究太空環(huán)境對植物種子的影響。

中國掌握衛(wèi)星返回技術(shù)之后，很快開展了種子實驗。1987年，中國利用返回式衛(wèi)星搭載農(nóng)作物種子，拉開了自主太空育種的序幕。

在宇宙龐大而強烈的輻射下，幾乎所有種子都發(fā)生了猛烈的變異。人們從其中選育出有利于提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)的性狀，經(jīng)過多年培育，已經(jīng)開發(fā)出了相當多有價值的品種。

與爭議巨大的轉(zhuǎn)基因技術(shù)相比，太空育種對基因本身是不施加人工干預(yù)的。如果用投資學(xué)的理論來解釋。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)育種就是一家小企業(yè)用自我積累的方式，不斷把自己的利潤積累起來，以求擴大再生產(chǎn)，成長速度是非常有限的。轉(zhuǎn)基因則好比是資本收購一家企業(yè)，然后把自己的意志強加于該企業(yè)，要求它按照自己的想法成長。太空育種則是集結(jié)大量風(fēng)險投資注入一個行業(yè)，同時培育一批企業(yè)，然后放手讓它們自我成長，優(yōu)勝劣汰，最終發(fā)展出一批成功者。

來自天宮二號空間實驗室，在太空中抽薹開花和結(jié)莢的擬南芥。

作為擁有航天返回技術(shù)和能力的國家，太空育種是一種投資少、見效快、可以長期發(fā)展的育種手段。與幾噸重的飛船返回艙相比，容納一包幾千克的種子是完全可以做到的。中國從事航天育種多年來，已經(jīng)取得了相當大的成績，特別是培育出的一些蔬菜品種抗旱、抗病蟲害、產(chǎn)量巨大，可以在非常干旱的地帶生存下來、結(jié)出果實，為許多貧瘠之地提供了拓展空間，更為貧困農(nóng)戶提供了生計。

在成功經(jīng)驗的鼓舞下，中國還在空間實驗衛(wèi)星上搭載了更多品種、更大數(shù)量的種子，為中國自主種業(yè)的發(fā)展做出了貢獻。

上面，我們簡單談了談航天技術(shù)和宇宙空間對我們?nèi)粘Ｉ畹挠绊?，盡管掛一漏萬，但通過這些航天技術(shù)民用的案例，我們可以得到一個清楚的認識：

人類對宇宙的探索只進行了很短的時間，對宇宙資源的認識和開發(fā)還剛剛開始。如果把宇宙比喻為一座巨大的寶庫，今天的人類可能才剛剛邁過門檻，正在為大門上精美的紋飾所震撼，而內(nèi)中的富饒和遼闊，我們尚無法想象。宇宙不但能為我們提供開拓資源的空間，也能為我們提供更加開闊的思路和更加自由的思想。社會各界應(yīng)當認識到，宇宙不是航天部門的專屬領(lǐng)地，而是全體人類的新大陸。航天產(chǎn)業(yè)和商業(yè)航天企業(yè)所扮演的，可能只是船夫和運營商的角色，基于宇宙的繁榮產(chǎn)業(yè)，需要靠全社會的參與和投入。

太空育種即航天育種，也稱空間誘變育種，是航天技術(shù)與生物育種技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。