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蓝天外的工厂

颜士州




某一天,如果有人告诉你,他在神奇的“太空工厂”上班,你一定不要奇怪。

取之不尽的能源

在宇宙空间建造工厂,早已不是什么荒诞不经的梦想。自从上世纪50年代至60年代人造卫星和宇宙飞船相继上天以来,“太空建设”的蓝图就愈来愈清晰地呈现在我们眼前。如何在外层空间建造工厂,已成为今天热门的研究课题。

在宇宙空间建造工厂有许多得天独厚的条件。例如,你不必担心煤炭和石油的供应,因为无私的太阳会慷慨地提供取之不尽的能量。只要在建厂的同时,将太阳能电池送上轨道,就可以把太阳光变为电能,也能获得充足的动力资源。

那么,地球上有哪些产品可以上天呢?

未来的太空工业可以发展一些特定的短线产品,这些产品的生产在地球上受到种种限制,而在太空中很多限制就不存在了。未来太空产品,除了供太空居民消费外,还可以送回地面上使用。也许不久的将来,太空中还会出现几座炼钢厂哩!

无重力冶金工艺

机械工程上,经常用锡和铝的合金来减少机器转动对部件的磨损。人们曾设想制造一种铝铅合金。这种合金比起铝锡合金,不仅成本低,而且更耐磨,火箭工程就需要这种理想的合金。可是,由于地球引力作用,在熔化和混合这两种金属时,铅总是沉到熔块的底部。等到冷却后,我们得到的不是均匀的合金块,倒像一块分层的夹心饼干。

在环绕地球旋转而没有自转的太空工厂里,任何物体都没有质量,制造合金时就不会出现因密度不同而分层的麻烦了。

1977年,在宇宙飞船上,宇航员成功制成了地球上无从得手的铝铅合金。

现在,无重力金属制造工艺已经出现。例如,人们利用太空失重和绝对真空状态,可以制造像泡沫塑料一样轻盈的泡沫金属,还可以制成无缺陷晶体制品,供应地球上的电子工业生产。

冶金工厂每天要消耗大量矿石,如果太空工厂都从万里之遥的地球转运矿石,那就得不偿失了。幸亏设计师们早有绝妙的安排。

太空的“钓鱼术”

人们早就看中了月球上的宝藏。

阿波罗飞船在月球着陆时,宇航员曾带回300多千克月球土壤。经过化学分析,人们发现月球土壤含有丰富的氧和硅,铁、铝和镁等金属含量也很高。这就为未来太空冶金工业提供了丰富的物质资源。

月球引力只有地球引力的1/6,因此,从月球向太空工厂输送原料就可以大大节省能源开支。同时,从太空工厂向月球派遣飞船也比飞向地面容易得多。

为了将矿石运出月球,美国科学家设计了一种以岩石为燃料的专用火箭。只要把装有矿石的铁箱填入火箭的空心管,经电磁体不断加速就会以每秒1.5千米的速度飞行。这时,空间轨道上巡回的“捕捉器”就会把这些矿石收集起来,运向目的地。

近年来,天体物理学家对火星和木星间的小行星產生了浓厚的兴趣。这些星球上有着丰富的铁、镍等金属,可以为地球服务。美国科学家已经拟就了一套捕捉小行星的方案。他们计划选择一个直径约100米、质量约200万吨的“轻量级”小行星,让宇航员将其装进特制的大口袋,用缆索系在电磁火箭上,利用火箭的后座力,将这颗俘获的小行星拖向指定的轨道——这真有点像在茫茫大海中捕鱼的情景呢!

廉价的尿激酶

另一个有趣的方案,是在太空中制造生物体和药物。

活细胞好比是一座生产珍贵医药原料的化工厂,它能分泌抵抗疾病的抗体、激素和酶,可是细胞中所包含的化合物真是太多,就像一碗放了许多佐料的羹汤。要从这碗羹汤中分离出所需要的化合物,十分困难。

在外层空间中,有些细胞会表现出离奇有趣的习性,它们中某些成分的生长速度会加快,分离也会变得容易些。阿波罗飞船的实验室曾培育了一组肾细胞。这种细胞分泌的尿激酶能溶解血管中的血块,这是治疗心血管疾病的特效药。

在地球上,生产一次注射剂量的这种尿激酶就需1000美元左右,而在太空生产同样剂量的尿激酶,则只要100美元左右。未来20年内,人类可将一座自动控制的制药厂送上太空。到那时候,药厂可以大规模生产许多贵重药物,而在地球上这是不可能实现的。

人类建设太空工厂,在今天已经成了迫在眉睫的事情。有人乐观地估计,2030年前后,人们手头或许就会出现太空工厂的产品,至于质量如何,那就有待使用者发表意见了。

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