国际空间站:宇航员以日常物品开启实验之旅
宇航员在 国际空间站(ISS)上进行了众多超乎寻常的实验。他们借助 特制的 X 射线望远镜来研究遥远的死亡恒星,收集来自外太空的粒子,并培育有助于制造新药的晶体。但他们也尝试一些极为简单的实验,这些实验利用家里现有的材料就能完成——唯一的区别是他们的家处于微重力环境。
微重力让在国际空间站上的生活变得如此独特。这种现象常被称为“零重力”,这实际上是一个错误的称呼。重力肯定依旧存在并且影响着空间站——实际上,这就是 空间站围绕地球保持轨道运行的原因!然而,国际空间站的轨道致使宇航员在上面仿佛不受重力影响,他们处于失重状态而漂浮着,必须使用专门的杯子来防止液体内容飘出。
国际空间站上的这一重力差异几乎影响到了你能想到的一切:人体的运作、液体的流动、植物的生长、食物的烹饪。所以,国际空间站自然而然是一个测试物理定律和生物学极限的绝佳之地,瞧瞧在外太空有哪些不同之处。
带电水粒子围绕一根织针运转,展现了太空中的静电过程。 来源:美国国家航空航天局
一些实验把地球上常见的材料带到空间站,来观察我们怎样适应那里的生活。例如,就像你可以在自家花园里种植植物一样,美国国家航空航天局的宇航员照管着一个行李箱大小的种植器,试图种植食物,这样他们就能在太空中吃到新鲜蔬菜。最大的区别在哪呢?你家后院的植物能够利用阳光,可太空植物却需要专门的 LED 灯,以确保它们获得合适的光线来生存和良好生长。宇航员甚至吃上了由他们种植的生菜做成的沙拉——任何一位家庭园丁都知道,没有什么比品尝自己劳动成果更令人满足的了!
在国际空间站上,像唐·佩蒂特这样的宇航员(他最近再次进入太空)有时甚至会在空闲时间利用个人工具包中的日常材料一同开展实验。这些实验有时会把我们在地球上习以为常的过程拿来作比较,比如在冰箱里制作冰块,但没有典型的地球重力。下次你去看你的冰格时,留意一下那些白色小气泡——正如佩蒂特在他的一次测试中发现的那样,这些气泡在国际空间站上不会形成。
他还将盐、糖和咖啡一股脑儿放进一个袋子里,然后把它们摇匀。在家里,这只会弄出一种奇怪的调味料混合物来,但在太空中,这些小颗粒以某种方式聚集到了一起,实际上模拟了行星形成过程中的最早步骤之一(微小的物质是如何聚集在一起形成更大的团块的,然后这些团块能够越来越多地聚集到一起,直至变成行星)。
他的一个实验,您在家中真的可以进行天体摄影,只是视角大不相同。像佩蒂特这样的宇航员经常携带相机从远处拍摄地球的照片,这实际上对于了解我们地球家园的气候模式及其他情况非常有用。您在后院进行天体摄影,可能看不到地球的曲率,但您仍然可以使用合适的设备看到一些令人难以置信的景象。