顏士州
自古以來(lái),人類就幻想著在太空建造瓊樓玉閣,并幻想能在天外仙境里生活。中國(guó)古代就有“蟾宮住嫦娥”“瑤池住西王母”的神話傳說(shuō)。
人類到太空居住的夙愿,能不能實(shí)現(xiàn)呢?宇航科學(xué)家預(yù)言,除了近幾年建造空間工廠和發(fā)射永久性航天站以外,真正的蟾宮和瑤池—太空城,在不久的將來(lái)就會(huì)出現(xiàn),通往月球和火星的航天港也將出現(xiàn),月球城和火星城將在21世紀(jì)末出現(xiàn)……人類將邁著堅(jiān)定的步伐,奔向征服太空的旅程!
建造太空城
最早提出建造太空城和向太空移民的是美國(guó)普林斯頓大學(xué)的奧尼爾教授。自那時(shí)起,許多宇航科學(xué)家都在琢磨未來(lái)的太空城是什么樣子。目前,多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為,在太空中出現(xiàn)的第一座瓊樓玉閣—太空城,將是球形的,直徑為6.4千米左右,可容納約1000萬(wàn)人生活。
太空城不斷旋轉(zhuǎn),大約2分鐘旋轉(zhuǎn)一圈,使圓球內(nèi)壁上的離心力和地球表面的重力正好相等,讓人們生活在城中就像生活在地球上一樣。太空城里有鱗次櫛比的亭臺(tái)樓閣,有街道、花園、體育館、娛樂(lè)場(chǎng)所,還有起伏的青山、潺潺的流水、蔥郁的樹木、遍地的花草,環(huán)境十分優(yōu)美。
在太空建造瓊樓玉閣不比尋常,擔(dān)任太空建筑任務(wù)的“建筑工”既是宇航員,又是搞建筑的能工巧匠。他們必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的訓(xùn)練,除了必要的宇航飛行的訓(xùn)練外,還必須在十幾米深的水池內(nèi),身穿宇航服練習(xí)安裝和對(duì)接等操作技術(shù),訓(xùn)練合格后,才能到太空工作。到了太空工作場(chǎng)地,他們當(dāng)然不會(huì)手持瓦刀、泥板工作,而是背負(fù)“機(jī)動(dòng)器”走出飛行器的艙門,浮游在太空,親手操作或通過(guò)機(jī)械手操作。
在地球上施工采用的“壘積式”或“積木式”方法在太空都不適用了。在太空施工,上不著天,下不著地,施工非常困難。建筑工在太空施工一般采用“展開(kāi)式”加“拼裝式”的方法,先在地面上制造成組合件或半成品,再卷起來(lái)或折疊起來(lái),它們的外形就像手風(fēng)琴或雨傘,將它們運(yùn)到太空,用氣體壓力或機(jī)械方式把它們展開(kāi),然后再把它們連接拼裝成各種各樣的太空建筑。
在太空組織家庭
如此規(guī)模宏大的航天事業(yè),未來(lái)大批宇航員和太空建筑工人在太空飛行或停留的時(shí)間勢(shì)必延長(zhǎng),少則幾個(gè)月,多則幾年甚至十幾年。那么男女宇航員能否在太空組建家庭和養(yǎng)育下一代呢?
航天醫(yī)學(xué)家認(rèn)為:男女宇航員完全能夠在太空基地上組建家庭。最先研究這個(gè)問(wèn)題的是蘇聯(lián)。因?yàn)樵缭?0世紀(jì)60年代,蘇聯(lián)的生物衛(wèi)星就運(yùn)送老鼠上天“結(jié)婚”,讓雌鼠在太空懷孕和分娩,而且試驗(yàn)獲得了成功。
但在太空失重的情況下,生育的幼鼠骨骼脆弱,肌肉也松弛無(wú)力。后來(lái),科學(xué)家專門設(shè)計(jì)了“離心增重器”,讓鼠籠高速回轉(zhuǎn)并產(chǎn)生離心力來(lái)代替地心引力,有效地克服了太空失重的不良影響。
美國(guó)隨后也進(jìn)行了試驗(yàn),他們先后將雌雄袋鼠送上太空,讓它們?cè)谀莾骸俺杉摇?,試?yàn)發(fā)現(xiàn)袋鼠可以在太空安然無(wú)恙地生活,而且孕育出了新的生命。袋鼠是比較接近人類的哺乳動(dòng)物,它們“太空生育”的成功,為人類提供了有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)。因此美國(guó)正在下一代的航天飛機(jī)上精心設(shè)計(jì)“航天新房”,這種新房設(shè)置在生活艙內(nèi),新房里有床、座椅等一些生活設(shè)施,并安裝有人體狀況監(jiān)測(cè)儀器。今后,美國(guó)將讓已結(jié)為夫妻的男女宇航員雙雙上天執(zhí)行任務(wù)。
興辦太空農(nóng)場(chǎng)
人類需要開(kāi)發(fā)利用廣袤無(wú)垠的太空,不久的將來(lái),會(huì)有大批人員在太空基地—航天站、太空城以及月球城上生活、工作和組建家庭。在那里,太空基地不僅是開(kāi)辦工廠、做各種實(shí)驗(yàn)的地方,也是太空居民生活的大本營(yíng)。據(jù)研究,一個(gè)人在太空生活一年,需要各種食物約220公斤,水約900公斤,氧氣約330公斤。這些東西全部從地球上供給是十分困難的,應(yīng)當(dāng)在太空生產(chǎn),以實(shí)現(xiàn)自給自足。因此在太空興辦農(nóng)場(chǎng)勢(shì)在必行。
1975年以來(lái),美、蘇兩國(guó)發(fā)射的探測(cè)器,在航天站的實(shí)驗(yàn)室里曾做過(guò)大量植物生長(zhǎng)的試驗(yàn)。1979年和1982年,蘇聯(lián)兩名宇航員在“禮炮6號(hào)”航天站上各生活了175天和211天。在這期間重要的試驗(yàn)課題之一就是播種許多植物種子,進(jìn)行宇宙植物生長(zhǎng)的試驗(yàn)。
在太空農(nóng)場(chǎng)里,宇宙植物生長(zhǎng)得如何呢?在“禮炮6號(hào)”上,胡蘿卜生長(zhǎng)正常,蔥頭長(zhǎng)得也不錯(cuò),播種的小麥發(fā)芽生長(zhǎng)比在地球上的快2~3倍,15天便高達(dá)30厘米!初期的試驗(yàn)結(jié)果是令人鼓舞的,看來(lái)在太空農(nóng)場(chǎng)種植農(nóng)作物是大有作為的;但是結(jié)果卻令人失望了:黃瓜不開(kāi)花,小麥不抽穗,豆莢不結(jié)籽!
這是什么原因呢?植物學(xué)家認(rèn)為地球上的植物生長(zhǎng)到一定階段,細(xì)胞會(huì)發(fā)生分化,發(fā)育為生殖細(xì)胞,就能開(kāi)花結(jié)果,宇宙植物生長(zhǎng)太快,細(xì)胞來(lái)不及分化,所以不能開(kāi)花結(jié)果;還有人認(rèn)為,在失重狀態(tài)下,植物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成受到阻礙,新陳代謝過(guò)程受到干擾,妨礙了生殖細(xì)胞的發(fā)育。
后來(lái),宇航科學(xué)家采用“太空農(nóng)場(chǎng)”不斷旋轉(zhuǎn)的辦法,使其產(chǎn)生的離心力代替地心引力,解決了宇宙植物不開(kāi)花、不結(jié)果的難題。
我國(guó)從1987年種子“上天”開(kāi)始,已試驗(yàn)了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的植物種子。2016年“天宮二號(hào)”還種植了擬南芥和水稻。從神舟一號(hào)至神舟十四號(hào)的飛行任務(wù)都搭載了航天育種生物類試驗(yàn)載荷?!疤辙r(nóng)場(chǎng)”生產(chǎn)的糧食和蔬菜營(yíng)養(yǎng)豐富,周期短,產(chǎn)量比地面生產(chǎn)的高出2~6倍。相信,不遠(yuǎn)的將來(lái),太空基地將能真正成為人類工作、生活的大本營(yíng)。