每日動態!神奇的太空實驗

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眾所周知，太空中的環境與地球差別巨大。地球被磁層、電離層和大氣層保護，免受高能等離子團、宇宙射線的影響；而太空則“裸奔”，它沒有空氣，沒有重力，還充滿輻射。所以很多在地球上成立的科學“鐵律”，在太空中可能會被推翻；很多在地球上無法實現的“天方夜譚”，在太空中成為可能。為了更好地探索太空，拓寬認知邊界，航天員在太空執行任務時還承擔了進行各種實驗的責任，這些實驗涉及各個學科，促進了醫學、物理學、環境科學等各方面學科的發展，也對未來人類登陸火星、小行星等深空探測具有重要意義。

首先就是失重實驗。太空環境下的一些物理規律與重力環境下差異巨大。例如，在太空環境下，液體的自然對流會基本消失、浮力會基本消失、浸潤現象和毛細現象加劇……所以，李白如果生活在太空中，可能寫不出“飛流直下三千尺”的佳句。

航天員在太空中擠出一個小水滴，水滴不會下落，反而在空中懸浮。并且航天員還可以將水滴拉伸為水膜，水膜來回晃動也不會輕易破裂。如果往水膜上加水，水膜就會逐漸變成厚水球。

此外，在絕對失重環境下，不同的物質之間可以混合得相當均勻。基于這個原理，航天員將融化的金屬充入空氣，使空氣進入液態金屬內部，進而得到了氣泡均勻分布的泡沫金屬；另外，控制融化金屬的體積，就能獲得十分耐磨損的絕對球形滾珠，這不禁讓人大呼神奇。

還有非常有趣的傳接球實驗：一個裝有彈簧的實驗裝置將球彈出來，航天員盡可能準確地接到球。遠紅外相機會將航天員手臂的運動過程拍攝下來，并且航天員手臂上安裝的電極將記錄航天員運動時肌肉的電活動。這個實驗看起來簡單，但是對于太空中的航天員來說極其困難。因為在地球上有重力加速度，被拋出的球總是以恒定的加速度運動；而在太空中，被拋出的球卻是勻速運動。由于已經習慣了重力的存在，航天員雖然可以接到球，但他們對拋出的球作出的反應，總是比球的實際運動提前一些。這一實驗能為探索人腦對重力信息的加工提供寶貴數據。

另外，偷偷燃燒的“冷焰”也讓我們大呼神奇。早在2014年航天員就在太空中進行過模擬燃燒的探索，進行“縱火”實驗的目的是探索在太空中滅火的方法。多次燃燒實驗后，航天員不僅解決了滅火問題，還發現了一種在地球上無法看到的奇特燃燒現象——“冷焰燃燒”。航天員以易燃的液態庚烷為燃料進行燃燒，在火焰熄滅后，庚烷液滴卻仍然以與燃燒時相同的速度，連續且穩定地蒸發著，仿佛“看不見的火焰”一般。“冷焰”的燃燒溫度遠低于普通火焰，燃燒產生的也不是常規的二氧化碳和水，而是一氧化碳和甲醛，這對于未來燃料的發展有著一定的啟發。

不過，太空中進行最多的還是要數生物醫學方面的實驗。因為航天員在太空中面臨著極大的生存考驗，探究太空環境對有機體的影響以及航天員在太空中的身體和心理變化一直是研究重點，并且很多研究成果也可以應用到醫學領域。其中，生物周期節律實驗是最有現實意義的實驗之一。在太空中，航天員每天會經歷16次日出和日落，這為研究生物周期節律提供了寶貴的機會：通過測量航天員溫度的變化和褪黑素（一種與睡眠相關的激素）的分泌情況，探究生物周期節律的變化并嘗試可能的干預措施。這一研究不僅可以幫助航天員更好地休息，也可以幫助人們弄清楚如何才能有效地休息和在需要的時候保持警覺。

太空實驗其實遠比我們想象中的要更加豐富多彩，它涵蓋多個學科，涉及不同領域，無數發現讓人瞠目結舌，很多成果更是在實際生活中得以廣泛使用。你覺得在太空中還可以做什么實驗呢？快來開動腦筋吧！

本文來自：中國數字科技館

標簽： 太空環境 眾所周知 也不會輕易