新利平台 > 即時新聞 > 地方

航天科技“下凡”,走入尋常百姓家

發布時間:2023-04-21 11:14:00來源: 科技日報

  實習(xi) 記者 都 芃

  4月24日,我們(men) 將迎來第8個(ge) 中國航天日。

  近年來,我國航天事業(ye) 取得飛速發展和進步,從(cong) “嫦娥”奔月到“天問”探火、從(cong) “北鬥”造福人類到“天宮”開門納客,中國航天用一項項科學技術創新突破著人類探索宇宙的邊界。

  不過,當我們(men) 暫時離開浩瀚星空、看向身邊,可能會(hui) 發現其實諸多“高大上”的航天科技早已經“下凡”來到你我中間,它們(men) 正在多個(ge) 領域大展身手,悄悄改變著我們(men) 的日常生活。

  美味安全的太空果蔬走上百姓餐桌

  味美多汁的“航西瓜”“航甜瓜”,有著可愛名字的水果黃瓜“航瓜玉妮”……這些名字前帶有“航”字的果蔬品種通常有一個(ge) 共同的育種來源——太空。

  每到夏季,瓜果蔬菜成熟時,位於(yu) 北京市通州區的航天育種核心示範基地都會(hui) 人流湧動,來自各地的種植大戶、種子經銷商穿梭於(yu) 田間地頭,在科研人員帶領下挑選著各自心儀(yi) 的果蔬品種。

  航天育種產(chan) 業(ye) 創新聯盟秘書(shu) 長趙輝表示,在太空特殊環境作用下,種子變異周期縮短、突變頻率增加。相比地球表麵環境,太空環境能夠促使種子產(chan) 生更加豐(feng) 富的基因突變,為(wei) 育種科學家提供更多有益的變異材料,便於(yu) 培育新品種。

  自1987年我國首次將水稻、辣椒等農(nong) 作物種子送上太空以來,我國已經先後30多次通過返回式衛星或載人航天器把上千種植物種子送入太空,其中既包括小麥、高粱等糧食種子,也包括黃瓜、番茄等蔬菜種子,以及甜瓜、櫻桃等水果種子。自中國空間站任務開展以來,神舟十二號、神舟十三號載人飛船先後從(cong) 太空帶回了千餘(yu) 件(份)作物種子、微生物菌種等航天育種材料,其中“出差”時間最長的種子在軌飛行時間達11個(ge) 月。

  輻射育種是國內(nei) 外農(nong) 業(ye) 領域經常采用的育種方式,而太空正是一個(ge) 為(wei) 種子提供輻射環境的絕佳場所。而且太空能夠提供比地球更加複雜的輻射環境,其中的宇宙射線、微重力環境等能夠提升植物基因的變異概率,進而使其產(chan) 生更加深刻的變化。

  安全是航天育種發展始終繞不開的話題,這些經過太空培育的“美味”足夠安全嗎?

  趙輝表示,物理輻射育種在世界上已經有近百年的曆史,聯合國糧食及農(nong) 業(ye) 組織和國際原子能機構也早已將航天育種列為(wei) 物理輻射育種的一類。有據可查的、經過輻射育種的商品化品種多達3300餘(yu) 種。實踐證明,它們(men) 均沒有食品安全問題。

  趙輝進一步解釋道,借助太空環境誘導植物產(chan) 生性狀變異,是植物自身基因突變的結果,並不涉及外源基因的導入,“航天育種的安全性是確定的”。

  據了解,科學家已經對神舟十二號載人飛船帶回的種子進行了初步實驗。國家植物航天育種工程技術研究中心的工作人員經過實驗發現,神舟十二號空間飛行任務對搭載返回的兩(liang) 份水稻種子已經造成了較顯著的生物學效應,預計將產(chan) 生可觀的可遺傳(chuan) 變異。

  目前,我國已經培育出700餘(yu) 個(ge) 航天育種新品係、新品種,其中通過國家或者省級審定的超過200個(ge) ,其年種植麵積3000多萬(wan) 畝(mu) ,取得了良好的社會(hui) 和經濟效益。

  與(yu) 航天員穿“同款”服裝不再遙不可及

  當我們(men) 在電視上看到我國航天員在“天宮”空間站自如生活、工作時,想必會(hui) 被他們(men) 身上那一套利落有型的艙內(nei) 工作服所吸引。事實上,在我國航天服研發過程中,誕生了諸多創新技術,它們(men) 已經被用於(yu) 大眾(zhong) 產(chan) 品中,如今與(yu) 航天員穿“同款”服裝不再遙不可及。

  在神舟十二號載人航天飛行任務中,航天員的艙內(nei) 工作服等用品由國內(nei) 公司進行研發。航天員工作服等產(chan) 品對設計、材料、製造的要求十分嚴(yan) 苛,這對於(yu) 中國服裝產(chan) 業(ye) 來說既是一次挑戰,也是一次實現跨越升級的良機。

  相關(guan) 技術研發負責人告訴記者,要達到國產(chan) 航天艙內(nei) 工作服的抗菌性、阻燃性、耐磨性、抗靜電性等指標要求,他們(men) 必須克服諸多技術難題。航天艙內(nei) 工作服對於(yu) 細菌在產(chan) 品上的存在數量有嚴(yan) 格的要求,部分抗菌要求甚至超過了醫療用品的相關(guan) 標準。除此之外,因為(wei) 艙內(nei) 環境相對狹窄,儀(yi) 器設備較多,航天員在這種環境中穿梭,需要其服裝具備較高的耐磨性。

  在此基礎上,研發人員把航天艙內(nei) 工作服等產(chan) 品運用到的科技,應用於(yu) 日常的戶外裝備開發中,對麵向普通消費者的產(chan) 品進行優(you) 化與(yu) 全麵升級。

  例如,在研發航天服裝的過程中,研發人員采用了一種抗菌技術,該技術能夠有效刺穿細菌壁,從(cong) 而抑製細菌滋生,多次洗滌後抗菌率依然大於(yu) 90%。目前,該技術已經被運用於(yu) 部分戶外服裝的製作中。另外,相關(guan) 抗靜電技術也被運用在了秋冬季服裝上,其可以有效解決(jue) 惱人的靜電問題。

  不僅(jin) 是航天員“同款”服裝能夠被大眾(zhong) 穿在身上,航天器應用的材料也可以被用於(yu) 服裝製造。

  例如,為(wei) 了對抗火星“冰火兩(liang) 重天”的溫度考驗,“天問一號”火星探測器和“祝融號”火星車表麵都采用了氣凝膠材料。南京大學化學化工學院教授金鍾介紹道,氣凝膠材料分為(wei) 耐高溫和耐低溫兩(liang) 種,既能夠阻隔探測器著陸發動機產(chan) 生的高達1200攝氏度的高溫熱流,保護著陸平台的正常功能;又能夠確保火星車在零下130攝氏度的環境下仍能正常工作。除此之外,氣凝膠極輕的質量也不會(hui) 增加“天問一號”火星探測器的載荷。以該探測器上的氣凝膠材料為(wei) 例,如將其做成薄片狀,那麽(me) 隻需要10克這種材料,就可以將薄片鋪滿一個(ge) 標準足球場。

  “氣凝膠最有前景的大規模應用領域是隔熱、保溫和節能。”金鍾表示,在建築、服飾和工業(ye) 生產(chan) 等領域,用氣凝膠取代傳(chuan) 統的隔熱材料具有非常大的潛力。目前,某國產(chan) 服裝品牌研發團隊通過技術改良,克服了氣凝膠材質脆弱、容易掉粉、不宜剪裁等缺陷,已將氣凝膠材料成功應用於(yu) 民用服裝行業(ye) ,並實現了大規模量產(chan) ,如今普通消費者也能夠享受到與(yu) 航天器同等的保溫待遇。

  智能護目鏡裏藏著“天問一號”的專(zhuan) 利

  在新冠疫情肆虐期間,體(ti) 外膜肺氧合治療(ECMO)在臨(lin) 床救治中發揮著重要作用。但長期以來,受製於(yu) 技術門檻高、研發費用高等因素,國產(chan) ECMO研發一直麵臨(lin) 困境。而就在今年初,中國國家藥監局經審查,采用附條件批準方式,應急批準航天新長征醫療器械(北京)有限公司研發的輝昇—I型體(ti) 外肺支持輔助設備注冊(ce) 上市,使其成為(wei) 第二款獲批的國產(chan) ECMO產(chan) 品。

  ECMO主要為(wei) 重症心肺功能衰竭患者提供持續的體(ti) 外呼吸與(yu) 血液循環支持,核心部件一般包括人工心(離心泵主機及離心泵泵頭)和人工肺(膜肺),可以較長時間代替人的心、肺功能,維持住患者的血壓和血氧,為(wei) 危重症患者的搶救贏得寶貴時間,因此被視作重症監護病房(ICU)裏拯救生命的“守門員”。

  據輝昇—I型體(ti) 外肺支持輔助設備技術攻關(guan) 總指揮、中國航天科技集團公司第一研究院第十八研究所所長曾思介紹,該產(chan) 品技術自主可控,具有完全自主知識產(chan) 權,總體(ti) 性能和指標達到國際同類產(chan) 品水平,其核心技術來源於(yu) 火箭伺服係統。伺服係統是火箭飛行控製的執行機構,通過精準動作推動發動機噴管擺動,使火箭在飛行全過程中姿態穩定受控。

  曾思說:“伺服係統由眾(zhong) 多元件組成,涉及機械、電子、流體(ti) 等多個(ge) 專(zhuan) 業(ye) ,又因其在發動機艙這樣的狹小空間工作,所以必須高度集成化,而且輕質化。”

  正是高集成、輕質化的“航天基因”讓這款ECMO擁有了有別於(yu) 國外同類產(chan) 品的優(you) 點,它的整機重量不到7.5千克,約為(wei) 國外同類產(chan) 品重量的三分之一,能夠更好地滿足危重症患者急救、轉運需求。

  除了可以在危急時刻拯救患者生命,航天科技還能夠嗬護人民日常健康。

  中國航天科技集團有限公司第八研究院第八一一研究所研發的“天問一號”同源光電芯片全光譜智能護目鏡,具有極速智能變色、智能濾光、視覺增強、太陽能充電等功能。該款護目鏡采用“天問一號”航天器中的高效砷化镓太陽能電池、感光發電一體(ti) 化智能芯片、柔性扭曲相列液晶貼片等多項航天專(zhuan) 利技術。借助先進的空間電源技術,其所采用的感光發電一體(ti) 化砷化镓光電芯片能夠實現350—1800全光譜響應,並驅動柔性液晶智能調節明暗,可調透光率達到5%—35%,瞬時變色速度僅(jin) 為(wei) 0.05秒,實現與(yu) 光照環境變化的完美同步,讓佩戴者處於(yu) 舒適的視覺效果中,有效阻止有害光線對人眼的傷(shang) 害。

  除了具備靈敏的感光能力外,這款智能護目鏡還配有自發電係統,無需額外充電。其所用的智能控製芯片與(yu) 進入火星軌道的“天問一號”航天器采用的是同一個(ge) 晶元。

(責編:李文治)

版權聲明:凡注明“來源:新利平台”或“新利平台文”的所有作品,版權歸高原(北京)文化傳(chuan) 播有限公司。任何媒體(ti) 轉載、摘編、引用,須注明來源新利平台和署著作者名,否則將追究相關(guan) 法律責任。