太空实验的手套箱

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  在太空进行科学实验,不能只依靠机器人和采用地面遥控的方法来完成,很多实验是要航天员亲自作为被试者或者操作人员来完成的,航天员在进行太空实验时需要一些实验设备,其中应用最广泛、最重要的是手套箱。
  对于地面上进行科学研究的人来说,手套箱并不是一种陌生的设备,它是一种双手可在里面进行操作的密封铝盒。最初,这种设备是在医学研究中使用的,是医学研究人员在进行实验时用来防止病毒感染自己的用具。之后,它的品种越来越多,用途也越来越广,广泛适用于军工、航空、核工、医疗等行业领域,
  在太空进行实验为什么要用手套箱呢?这是因为航天员的太空实验是在一种微重力环境下进行的,这种环境带来很多问题。设想一下,如果在太空进行液体实验,这些液体绝不会像在地面那样老老实实地待在实验容器里,稍碰它们一下,它们就会从容器里“逃”出来,在空中乱跑乱窜,弄得满屋子都是液滴,影响了航天员的呼吸,更可怕的是如果这些液滴中含有危害人体的细菌或微生物,首当其冲的被害者将是航天员。同时,一些液体还会躲到设备里,慢慢地腐蚀设备,这犹如埋下了一颗定时炸弹,不知道什么时候就会“爆炸”,又如,在进行气体或产生烟雾的实验时,航天员不能像在地面那样随便打开靠近他们的窗口,让新鲜空气流进来。航天器的座舱是一个密闭系统,如果打开舱口,破坏了座舱的密闭性,航天员马上暴露到太空的真空环境下,后果不堪设想,总之,太空实验时产生的漂浮污染物会危及船员和航天器本身。科学家的首要任务是解决这些问题,而不是让航天员离开空间站,于是科学家就想到将手套箱搬上天。
  用手套箱进行太空实验还有另一个原因,这就是为科学家们提供一种低成本的实验设备。太空中进行的很多实验都需要在密闭环境下进行,如果每个实验都研制自己实验的密闭系统,可以想象一下,那要花费多少研制和发射设备的费用呀!即使研制出来,航天飞机或空间站上也放不下。手套箱的用途是非常广的,使用一个手套箱就可以进行各种医学、生物学、物理学、材料学等实验,这样,科学家在设计不同太空实验时,就不必要再研制自己实验的密闭系统和动力系统,使用航天器中的共用手套箱就可以了。同时,所得的实验数据可以通过连接到手套箱的航天器数据系统下传。这样,一项太空实验的花费就会大大下降。
  在科学研究领域中,空间站的手套箱就像一个刚出炉的“热饽饽”,受到各国科学家的青睐,很多国家和研究所的科学家们纷纷提出申请,想在上面进行实验,目前,国际空间站的手套箱将进行五个微重力领域的研究:生物技术、燃烧科学、流体物理学、基础物理学和材料科学。手套箱今后的应用前途是光明的,例如,可以进行铁磁流体的研究,这些流体可作为外科医生的“纳米佣工”,在人体内通过加热来消灭肿瘤;可以进行各种材料科学的研究,为火星探险提供新材料;进行精确的晶体凝固过程实验,为新一代高性能半导体的产生铺平道路,总之,太空实验将解决很多人们未知的问题,这些结果的获得也要归功于手套箱。
  
  [责任编辑] 蒲 晖
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