“你想飽覽美妙的太空奇觀嗎?你想感受太空冒險的刺激嗎?考生分?jǐn)?shù)當(dāng)錢花!”中國星際旅游公司的廣告不厭其煩地播放著。貝貝和航航是北航附中初三(6)班的同學(xué),每天在上學(xué)的班車上,這則廣告都吸引著他們眨著好奇的大眼睛看得入神。他倆商量著“中考結(jié)束讓爸爸帶我們?nèi)セ鹦前伞薄?
  終于等到了激動人心的時刻,貝貝和航航在愛國和敬業(yè)兩位爸爸的陪同下踏上了期盼已久的火星之旅。時間是2058年夏。
   第一站——中國國際空間站
  伴隨著一聲“發(fā)射!”,神舟飛船飛上了碧藍(lán)的天空。
  在神州飛船里,貝貝和航航透過飛船的舷窗,遙望地球,太平洋就像一個小小的池塘,喜馬拉雅山就像花園里的假山,長江就像一條長長的小溪流。“啊!那條長長的帶子是什么?”貝貝和航航驚呼,兩位爸爸答道:“那是我們的萬里長城啊!”說話間,飛船來到了他們太空之旅的第一站——“中國國際空間站”。
  安全帶打開,貝貝和航航都飄起來啦!“這就是微重力下的感覺啊!”艙門打開,他們一行四人從神州飛船“飛”進(jìn)了空間站,看到了來自中國、俄羅斯、以色列等各國的航天員,貝貝和航航興奮極了?!傲杩诊w翔的感覺真好!”貝貝邊自言自語,邊調(diào)皮地做著升降、轉(zhuǎn)身、變向等各種動作,像燕子一樣。
  航航他們被安排在空間站的太空旅館中,每位游客可以選擇垂直或水平的床(其實就是個睡袋),垂直或水平也只是相對于空間站的地板而言的,其實睡進(jìn)去的感覺都一樣。洗澡間是封閉式的,而且只能進(jìn)行噴霧加海綿擦洗浴,不能像地球上那樣流水沖洗,洗身子和洗頭要分開進(jìn)行,防止水嗆入呼吸道,同時也為了防止水飛到其它地方。航航他們四人在空間站的機(jī)器人導(dǎo)游的指導(dǎo)下完成各種生活操作。晚餐享用的是從地球運來的美食。突然,貝貝一不小心灑了橙汁,橙汁在空中飛舞著。機(jī)器人導(dǎo)游說:“在微重力下喝水只能從袋子里直接吸,不能像地球上那樣倒進(jìn)杯子里哦?!?
  果汁喝多了,貝貝要上廁所。從廁所出來,貝貝興奮地說:“衛(wèi)生間運用流動的空氣沖走糞便,廢水被回收利用,空氣則在過濾除臭和除菌后再返回輸艙內(nèi)?!?
  航航問:“我們喝的水和呼吸的空氣都是哪里來的呢?”
  機(jī)器人導(dǎo)游說:“我們這里有物理化學(xué)再生式的生命保障系統(tǒng),從這個圖上(圖1)可以了解它的基本流程。運用物理化學(xué)的方法如‘電解制氧技術(shù)’對從尿液中回收的水電解制得氧氣,而氫氣則用于還原我們呼出的CO2,產(chǎn)生的水和空氣冷凝水一起凈化后用于飲用。這樣我們可以循環(huán)再生90%的氧氣和水。而另外10%氧氣和水,以及幾乎全部的食物,只能由地球補給。我們在空間站能夠自己栽培一些蔬菜,但是數(shù)量很有限。在空間站栽培的新鮮蔬菜,不僅能夠補充人體所需的重要營養(yǎng),同時還能調(diào)節(jié)乘員的心理狀態(tài),另外,這對去除空氣中的二氧化碳、生成氧氣和凈化水質(zhì)也有貢獻(xiàn)。你們看這些柱狀的設(shè)備,是我們的蔬菜培養(yǎng)機(jī)器(圖2),它內(nèi)部為喇叭形的結(jié)構(gòu),我們每天在小口處種上一批蔬菜的種子,在大口處收獲一批蔬菜,滿足我們對新鮮葉菜的需求。這樣的結(jié)構(gòu)讓我們能節(jié)約能源和勞動?!必愗惡秃胶礁袊@:“真是太奇妙了!”

圖1  空間站物理化學(xué)再生生命保障系統(tǒng)流程圖


圖2 中國國際空間站上的蔬菜培養(yǎng)機(jī)(可在此處標(biāo)明北航專利)

  第二站——月球
  第二天一大早,貝貝他們告別了中國國際空間站,向下一站——月球基地進(jìn)發(fā)。
  到達(dá)月球軌道后,飛船首先環(huán)繞月球軌道一圈,一方面近距離欣賞月球的景色,一方面讓飛船調(diào)整好姿態(tài),做好降落準(zhǔn)備。當(dāng)月球著陸器從月球軌道下降,在月面上安全著陸后,航航一行四人坐進(jìn)了月球基地的月球車,車上的機(jī)器人導(dǎo)游玉兔說話了:“歡迎來到月球基地,你們將入駐月宮旅館。月宮旅館由八幢建筑組成,分別取名月宮一號到八號,現(xiàn)在是旅游旺季,游客很多,月宮一號到七號都已經(jīng)住滿了,還好我們新建成了月宮八號,你們可以入住?!笨吹窖劬Φ傻美洗蟮呢愗?,玉兔接著說:“月球表面的環(huán)境,與地球表面的自然環(huán)境大不相同。月球上沒有大氣,處于高度真空的狀態(tài),連聲音都無法傳播。因為月球上沒有大氣層,月面直接暴露在宇宙空間,因而月表的溫度變化非常劇烈。白天最熱時,月表溫度可達(dá)127℃;夜間最冷時,溫度則可降到-183℃。因此我們只能生活在月球基地的密閉艙系統(tǒng)中,出艙要么穿出艙服,要么乘坐密閉的月球車。”

圖3  月球基地外觀


圖4 月宮八號的內(nèi)部

  走進(jìn)月宮八號,一片生機(jī)盎然的景象映入眼簾。綠色植物在光合作用下,為游客提供食物和氧氣,又將二氧化碳和其它廢物“變廢為寶”。植物還是凈化水的功臣,根系和葉片在系統(tǒng)的水循環(huán)過程中十分重要。微生物則擔(dān)負(fù)著下游的收尾工作,降解植物不可食用的生物量、乘員排泄物和凈化生活廢水等,重新用于為植物提供水分和養(yǎng)料,為動物提供飼料,使食物得以再生循環(huán)。玉兔解釋說:“我們月宮旅館主要采用的是生物再生式的生命保障系統(tǒng),從這個圖上(圖4)可以看出該系統(tǒng)的原理,它是基于生態(tài)系統(tǒng)原理將生物技術(shù)與工程控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合,構(gòu)建由植物、動物、微生物組成的人工生態(tài)系統(tǒng)。氧氣、水和食物這些人類生活所必需的物質(zhì)可在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)再生,并為乘員提供類似于地球生物圈的生態(tài)環(huán)境。我們可以再生100%的氧氣和水,80%的食物,只需地面補給一些佐料和動物性食物?!?/p>


圖5 生物再生生命保障系統(tǒng)原理(這個系統(tǒng)也是北航研制的)

  敬業(yè)爸爸補充說:“我記得2014年5月北航完成了我國首次長期高閉合度集成實驗,月宮一號的地面原理樣機(jī)現(xiàn)在還在北航的學(xué)院路校區(qū)的校園內(nèi)呢!”貝貝和航航驚呼:“我航威武??!”
  到達(dá)月球的當(dāng)天,大家的活動主要是穿上月球出艙服,體驗月面上行走的感覺。月球上面有許多大大小小的“坑”,像月球的酒窩一樣,那是隕石坑。別看月宮內(nèi)生機(jī)盎然,月宮外卻是一個無生命的世界,沒有其它生物,孩子們感到有些孤獨。
  但是,很快孩子們就找到了自己的樂趣——在月球上蹦蹦跳跳,有趣極了!因為月球吸引力小,只有地球的1/6,所以人到了月球會變得特別輕,可以跳得很高。“如果在地球我也能跳得這么高,我就是世界冠軍了,嘻嘻!”航航想。
  “月球上為什么不會天黑啊?”貝貝問。
  愛國爸爸說:“因為我們正處在月球的月晝期?。〉厍蚶@軸自轉(zhuǎn)一周叫做“一天”,時間約24小時。那么,月球上的“一天”又該有多長呢? 月球是地球的衛(wèi)星。它在繞著地球公轉(zhuǎn)的同時,也在不停地做自西向東的自轉(zhuǎn)運動。所以, 月球上也有太陽東升西落的現(xiàn)象。不過,這跟地球上的日出和日落的情景完全不同。在月面上,黑夜和白晝的交替非常突然,這是因為月球上沒有大氣散射陽光的緣故,所以看不到地球上所能見到的“晨昏朦影”(在日出以前和日落以后的相當(dāng)時段,天空仍然很明亮,這種狀態(tài)叫“晨昏朦影”)。在月球上看太陽東升西落,需要很長的時間。在地球上,早上6點鐘,太陽從東方升起,到正午12點升到中天,其間只需6個鐘頭;再從中天慢慢西移,直到落下地平線,也僅需6小時;在經(jīng)過12小時的黑夜之后,第二天又從東方升起,開始了新的一天。但在月球上卻不是這樣。在月球上,太陽從東邊升出“月平線”之后,要經(jīng)過160多個鐘頭才能升至中天;從中天移至西邊月平線落下,又需160多個鐘頭;再經(jīng)過320多個小時的黑液,才算一個“晝夜” 。這就是說,月球上的一個晝夜(即習(xí)慣上所說的“一天”),大約是地球上的4個星期左右。確切地說:地球上的一晝夜是23小時56分4秒(簡化為“24小時”),月球上的一晝夜則長達(dá)27.32天(即“陰歷”的一個月)。而且我們住的月宮旅館地處月球的北極,是永久光照區(qū),沒有黑天的,這保證了我們持續(xù)有太陽能可利用?!?br>  隨后的幾天,航航他們依次參觀了月球上其它景點。比如參觀月球背面,那可是我們在地球上無法觀察到的月面;登上月球上一處太陽永不落的山峰,在月球上欣賞太陽和地球;參觀月球工廠和農(nóng)場,3D打印鍵一按,以月壤為原材料的工具立刻被3D打印出來,太空園丁在月球植物工廠種植了各種糧食、蔬菜和水果。植物在月球工廠生長得特別好,經(jīng)過幾十年的建設(shè),人類已經(jīng)幾乎可以在月球上自給自足了。
  “月球上太好玩了,火星肯定更好玩,爸爸,我們好期待去火星啊!”貝貝說。
  終點站——火星
  在月球上停留了3天后,航航他們離開月面,越飛越遠(yuǎn),浩瀚的宇宙無邊無垠,既黑暗又寂靜。時而有小小的流星在身邊閃過,仿佛只要伸手就可以把它摘下。
  “就快到了,瞧,前面有顆橙紅色的星球?!睈蹏职终f,“那就是我們這次旅行的終點站——火星。它的許多特征與地球近似,如果按離太陽由近及遠(yuǎn)的順序,火星為第四顆行星,距離太陽22794萬千米,約為日地的1.5倍。自轉(zhuǎn)一周比地球多半個多小時,所以和地球的晝夜長短基本差不多,而且像地球一樣有著一年四季的變化,但繞太陽公轉(zhuǎn)的周期,火星的一年幾乎等于地球的兩年。更重要的是,人們在火星上找到了水源?!?br>  飛船降落在一座環(huán)形山的旁邊?;鹦擒噷⒑胶剿麄兘拥交鹦腔?,他們?nèi)胱×嘶鹦锹灭^的“火星宮”,火星宮內(nèi)像月宮中一樣,綠植環(huán)繞,生機(jī)勃勃,生物再生生命保障系統(tǒng)也是火星基地生命保障的核心技術(shù),正在形成火星生物圈?!半m然我們在火星上找到了水,但是水資源都是有限的,我們火星基地中依然要循環(huán)再生利用水資源,只有節(jié)約利用、科學(xué)利用,才能可持續(xù)發(fā)展。不能再重蹈地球生態(tài)危機(jī)的覆轍?!被鹦菣C(jī)器人介紹道。
  航航他們將在火星停留一周時間,借助密封的火星漫游車游覽火星的景點。
  火星漫游車經(jīng)過特殊的設(shè)計,能夠應(yīng)對嚴(yán)酷的火星環(huán)境。
  火星的大氣:稀薄,氣壓700帕(地球大氣密度的7%),成份:95%C02,2.7%N2,l.6%Ar,0.13%02,0.03%水蒸氣,少量甲烷及微塵;
  火星云層:主要是C02,無O3層,因此宇宙射線輻射較強;火星上經(jīng)常刮風(fēng)暴,沙塵滿天,此起彼伏,風(fēng)速可達(dá)180m/s。
  火星溫度:火星表面盡管有溫室效應(yīng),但是由于空氣較稀薄,因此,白天-12oC,晚上-76oC,平均-32oC;夏日中午短時可達(dá)29oC以上,冬夜在-125oC以下。漫游車乘客艙由多層艙壁包裹,即使車體最外層受損,艙內(nèi)氣壓也不會降低。散熱翼片有助于控制艙內(nèi)溫度,太陽能板為車內(nèi)提供電能。
  火星到處是絢麗的橙紅色,連天空都泛著些許的紅,“好美??!”航航忍不住贊嘆道。
  火星可干凈了,不像地球臟兮兮的。在這里,每天都有火星機(jī)器人清潔工打掃衛(wèi)生。在火星,對垃圾的管理是很嚴(yán)格的,垃圾都要分類回收,統(tǒng)一處理再生利用,如果你隨地亂扔垃圾的話,環(huán)境警察機(jī)器人馬上會發(fā)現(xiàn),并對你做十分嚴(yán)厲的處罰。
  不知不覺,一周的火星之旅結(jié)束了,航航他們依依不舍地離開了火星,孩子們在心里喊著,“如果有機(jī)會我們還要來一次火星!”他們登上飛船的那一剎那,淚水模糊了每個人的視線。他們暗下決心:“我們要用火星、月球上的知識為地球做出貢獻(xiàn)。 ”
  返程的舷窗邊,他們出神地望著一個個星球,月球、火星、木星、土星、金星、天王星、海王星……最后還看到了各種各樣不知名的星球,感嘆著太空太神奇了。
  他們看得入神了,忘記了返回地球的時間。燃料快用完時,飛船響起了警報,飛船船長通知大家趕快系好安全帶,做好準(zhǔn)備,飛船要急速沖向地球,然后飛船就像離弦的箭一樣向地球駛?cè)?。到達(dá)地球時燃料只剩百分之五了。好險呢!總算安全返回地球了。
  又一個夜晚降臨了,此時的星際旅行者們滿載著收獲、感動和幸?!?/p>

爸爸,我們?nèi)セ鹦前?/h2>

圖文簡介

“你想飽覽美妙的太空奇觀嗎?你想感受太空冒險的刺激嗎?考生分?jǐn)?shù)當(dāng)錢花!”……