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有科学家预言:未来,人类将在月球以及围绕地球运转的大型人造卫星上,建立起一座座“宇宙居民点”,以便开发月球和宇宙中的宝贵资源。这些“宇宙居民点”可以容纳成千上万人,还有许多动物,比如狗、猫、鸡等,人类将和动物们一起在宇宙中组建起一个个新的繁华世界!
建个“输气管”
这真是个大胆的设想。可是,月球上和宇宙中没有人和动物最需要的氧气。这该怎么办?
“用宇宙飞船从地球上运载氧气到月球上去!”有人提议。
可是,那样做的成本太高了!运送一千克氧气,起码要花几万元呢,而且,还不能大量供应,尤其没办法像供应自来水那样连续不断地供给。
科学家为了解决氧气的问题,设想了这样一个办法:铺设一条长长的“输气管”,将地球上的氧气源源不断地输送到“宇宙居民点”去。
但问题是,月球到地球的平均距离约为384 401千米(大约是绕地球赤道将近十圈的路程),别说在浩瀚的宇宙空间里铺设管道了,就是在地球上铺设这样长的管道也是难于上青天啊!
是啊,的确不是一件容易的事。不过,科学家们设想了一个神奇的方案,可以不用固体材料来制造这根管道,而是用——光!
用激光来做“管道”
你也许会更惊奇了:光是抓不住、摸不着的东西,怎么能用来制造管道呢?再说,将来用“光管”输送氧气,气体不会全都跑光吗?是的,这正是科学家们需要解决的问题,也是这个新奇的方案引人入胜的地方。
激光,这是大家都知道的现代“神光”!激光具有功率大、方向准确、发散角度小、不受地球引力影响等优点。此外,它还有一种人们不太熟悉的特性,即“不可渗透性”。就是说,一束激光在传播的过程中,它能构成一种无形的力量,使一般的气体不可能穿透它。科学家们正是根据这种原理,提出了建造宇宙“输气管”的设想。
一般的激光器发射的激光,都是一束实心的“线”,但如果用长圆筒形的红宝石激光器来发射激光,就会射出管状的激光。打个比方吧:轻轻拧开自来水龙头一点点,流出来的水总是一条“实心儿”的水线,但如果在出水口的中心放上一个比出水口小一点的圆木块,水就会从圆木块四周喷出来,形成一根“空心儿”的水柱了!
这个奇妙的“光管”也有这样的特点:中心部位的光束能量密度最小,越往外,能量密度越大,最外侧的能量密度则达到最大,光子排列得非常密实,以至于气体都不能从那儿渗透出去。这样一来,“光管”就能像固体管道那样“装”氧气了!
光子带着氧气“飞”
“管道”有了,可怎么输送氧气呢?
原理是这样的:当激光器开动,“光管”形成后,氧气进入“光管”,由于光子在飞速向前运动,所以,光子就夹带着氧气分子一起向前飞奔,这就实现了气体在“光管”内的输送。
氧气在“光管”里的输送,与水在管道内的输送还有些不同。水在管道内输送时,由于水与管壁有摩擦力,因此,一边输送,一边就减少了能量,速度也就慢了下来。这就是管道越接近水塔水越急、越远离水塔水越慢的原因。气体在“光管”里输送时,不但不会因与“光壁”摩擦而失去能量、速度变慢,反而会被光子带着越跑越快!
这真是太奇妙了!
不过,目前,科学家们设想的这种“光管”,还只能在较短的距离内做实验。按照目前的激光技术,要想把氧气输送到月球上去,激光发射装置的直径起码要80多米,月球上的接收装置要比地球上的大一倍,即直径需要达到160多米。目前,这是个不可能完成的任务。但随着激光技术的突飞猛进,科学家们预计,将来的激光发射装置可以大大缩小。到那时,人类就可以向“宇宙居民点”大量输送氧气了!
建个“输气管”
这真是个大胆的设想。可是,月球上和宇宙中没有人和动物最需要的氧气。这该怎么办?
“用宇宙飞船从地球上运载氧气到月球上去!”有人提议。
可是,那样做的成本太高了!运送一千克氧气,起码要花几万元呢,而且,还不能大量供应,尤其没办法像供应自来水那样连续不断地供给。
科学家为了解决氧气的问题,设想了这样一个办法:铺设一条长长的“输气管”,将地球上的氧气源源不断地输送到“宇宙居民点”去。
但问题是,月球到地球的平均距离约为384 401千米(大约是绕地球赤道将近十圈的路程),别说在浩瀚的宇宙空间里铺设管道了,就是在地球上铺设这样长的管道也是难于上青天啊!
是啊,的确不是一件容易的事。不过,科学家们设想了一个神奇的方案,可以不用固体材料来制造这根管道,而是用——光!
用激光来做“管道”
你也许会更惊奇了:光是抓不住、摸不着的东西,怎么能用来制造管道呢?再说,将来用“光管”输送氧气,气体不会全都跑光吗?是的,这正是科学家们需要解决的问题,也是这个新奇的方案引人入胜的地方。
激光,这是大家都知道的现代“神光”!激光具有功率大、方向准确、发散角度小、不受地球引力影响等优点。此外,它还有一种人们不太熟悉的特性,即“不可渗透性”。就是说,一束激光在传播的过程中,它能构成一种无形的力量,使一般的气体不可能穿透它。科学家们正是根据这种原理,提出了建造宇宙“输气管”的设想。
一般的激光器发射的激光,都是一束实心的“线”,但如果用长圆筒形的红宝石激光器来发射激光,就会射出管状的激光。打个比方吧:轻轻拧开自来水龙头一点点,流出来的水总是一条“实心儿”的水线,但如果在出水口的中心放上一个比出水口小一点的圆木块,水就会从圆木块四周喷出来,形成一根“空心儿”的水柱了!
这个奇妙的“光管”也有这样的特点:中心部位的光束能量密度最小,越往外,能量密度越大,最外侧的能量密度则达到最大,光子排列得非常密实,以至于气体都不能从那儿渗透出去。这样一来,“光管”就能像固体管道那样“装”氧气了!
光子带着氧气“飞”
“管道”有了,可怎么输送氧气呢?
原理是这样的:当激光器开动,“光管”形成后,氧气进入“光管”,由于光子在飞速向前运动,所以,光子就夹带着氧气分子一起向前飞奔,这就实现了气体在“光管”内的输送。
氧气在“光管”里的输送,与水在管道内的输送还有些不同。水在管道内输送时,由于水与管壁有摩擦力,因此,一边输送,一边就减少了能量,速度也就慢了下来。这就是管道越接近水塔水越急、越远离水塔水越慢的原因。气体在“光管”里输送时,不但不会因与“光壁”摩擦而失去能量、速度变慢,反而会被光子带着越跑越快!
这真是太奇妙了!
不过,目前,科学家们设想的这种“光管”,还只能在较短的距离内做实验。按照目前的激光技术,要想把氧气输送到月球上去,激光发射装置的直径起码要80多米,月球上的接收装置要比地球上的大一倍,即直径需要达到160多米。目前,这是个不可能完成的任务。但随着激光技术的突飞猛进,科学家们预计,将来的激光发射装置可以大大缩小。到那时,人类就可以向“宇宙居民点”大量输送氧气了!