自然

  在科技日新月异的今天,任何我们觉得不可能的事物,都有可能变成现实,就像在100年前,当时的人们无法想象到如今繁荣的互联网一样。那么在接下来的100年内,又有哪些可能会出现的新科技呢?

  下面列出了当今科学家对2100年前生活的十大预测,如果这些预测能够变成现实的话,将会让世界发生翻天覆地的变化。

    1.能上网的隐形眼镜

  出现时间:2030年前

  预测者:来自华盛顿大学西雅图分校的巴巴克·A·帕尔维兹教授

  你能想象有一天上网只有眨一下眼睛那么简单吗?帕尔维兹教授目前正在研究的一款隐形眼镜或许会让你明白一切皆有可能。这种新式的隐形眼镜上排列着一个LED集合。帕尔维兹表示:“这些LED组合可以在眼前形成各种图像。这种眼镜的大部分材料半透明,人们可以戴着它自由活动。”

  这种眼镜还将识别人的面部特征,并显示所见者的生平,还能将一种语言翻译成另一种语言,这样人们就可以看懂镜片上显示的字幕。 也许准备参加期末考试的学生们会是这种隐形眼镜的首批顾客,相信它也同样会受到科幻迷们的喜爱。

    2.人体器官商店

  出现时间:2030年前

  预测者:维克森林大学安东尼·阿塔拉博士

  若不幸遭遇车祸或疾病,人们可以从“人体器官商店”订购用自身细胞培育的备用器官。

  科学家现在已经可以培育软骨、鼻子、耳朵、骨骼、皮肤、血管和心脏瓣膜。4年前,他们培育了第一个膀胱,去年又培育了第一根气管。在未来大约5年内,科学家将能够培育出肝脏。阿塔拉博士表示:“我们可以预见的是今后将能够提供现成的器官,人们只需取出受损的器官,然后按照需要植入培育的新器官。”

  3.读心术

  出现时间:2030年前

  预测者:加州大学伯克利分校的肯德里克·凯伊

  目前的技术可以实现往中风瘫痪的患者的大脑中植入芯片,并将这个芯片同笔记本电脑连接。这些患者最终将学会如何利用意念编辑电子邮件、玩视频游戏和上网。

  凯伊正在编订一本“意念词典”,他已经研发出了一个可以破解脑电波信号的电脑程序。他说:“从一大堆影像中识别出患者看到的特定影像将成为可能,而且仅仅通过检测其大脑的活动,就能够将这一影像还原。”

  日本的本田公司曾制造了一个机器人,戴着头盔的员工可通过意念控制机器人的活动。

  4.灭绝动物复活

  出现时间:2070年前

  预测者:美国先进细胞技术公司罗伯特·兰扎博士

  未来我们将能够拥有饲养灭绝动物的动物园。兰扎能够从已死亡25年的动物尸体上提取可用的DNA,将这些DNA植入到母牛卵细胞内,9个月后,一只克隆动物就诞生了。这样,这个物种就算是复活了。

  即使尼安德特人已经消亡了数万年,但是他们的DNA已经被破译了,所以有科学家正在讨论要不要让他们复活。兰扎认为:“如果我们有了控制基因的工具,那么从理论上来讲利用基因复活物种就将成为可能。问题是,我们应该这么做吗?”

  5.延缓衰老

  出现时间:2070年前

  预测者:麻省理工学院莱昂纳德·瓜伦特博士

  虽然没有人能够找到长生不老药,但是科学家现在可以从遗传学和分子学的角度分析梳理出细胞衰老的过程。很多影响衰老快慢的基因已经在酵母细胞、果蝇及蠕虫内被发现。

  科学家已经通过“热量控制”延长了昆虫、老鼠、兔子、狗、猫及猴子的寿命。也就是如果在喂养它们时减少30%的热量摄入,那么就能将它们的寿命延长30%。瓜伦特发现了SIR2基因,这个基因有可能解释“热量控制”的奥秘。

  6.变形

  出现时间:2100年前

  预测者:美国英特尔公司贾森·坎佩利

  在电影《终结者2》或《X战警》中都有外形变形的情景,而这也是研究“可编程物质”的科学家们的梦想。他们制造出了与大头针的针帽一样大小的电脑芯片,这是一种纳米级的微型电脑,被称作“catoms ”。将这些电脑芯片进行编程,这些芯片根据既定电荷的不同有不同的组合方式。

  坎佩利表示:“比如,我的手机放到口袋里显得太大,如果拿在手里玩又太小。如果我有200至300毫升那么多的(可编程)芯片,那么我可以随时让手机变成我想要的形状。英特尔公司高级研究员贾斯汀·拉特纳称:“在未来40年内,这将成为一个很普通的技术。”

  那么在圣诞节的时候,我们需要做的就是为我们的礼物下载软件,然后按一下按钮,礼物就出现了。

  7.建造星际飞船

  出现时间:2100年

  预测者:康奈尔大学梅森·佩克博士

  恒星离我们太远了,就连最近的恒星也需要我们的火箭花费7万多年才能到达。但是佩克相信,第一艘星际飞船会是一个微型的电脑芯片,只有指甲盖大小。

  即使只有少量的芯片到达了恒星,这就足以发回有价值的信息。佩克博士的设想是,向木星周围发射数百万的芯片,这样木星周围强大的磁场将能够将它们加速到“每秒上万公里”,而且他认为这一速度还可以无限增加直至接近光速。

  8.战胜癌症

  出现时间:2100年前

  预测者:西雅图系统生物研究所勒罗伊·霍德

  如今,当人们发现在胸部发现肿瘤时,可能这个肿瘤已经有了100亿个癌细胞。但是在未来,区区几百个癌细胞释放的蛋白质就能被安装在厕所内的DNA芯片识别出来,而这将肿瘤的发现时间提前10年。从此以后,“肿瘤”这一词就将从世界上消失了。

  人们的体检方式也会发生改变。霍德曾写道:“2018年6月,萨莉拿出一个小型设备,在手指上按了一下,取了一小滴血。利用这滴血,可以进行2000项不同的检测,并将数据无线发送到远程计算机上进行分析……微型设备将检测数千种血液成分,而且DNA测序仪将能够快速破译个人的基因组。”

  此外,科学家已经研制出了“纳米粒子”,它是一种微型分子。这些分子可以像智能炸弹一样摧毁癌细胞。在过去的试验中,用这样的方式杀死过90%的癌细胞,这将使得癌症治疗发生根本性的变革。

  9.人类与机器人融合

  出现时间:2100年前

  预测者:麻省理工学院罗德尼·布鲁克斯

  未来的几年,机器人可能拥有与老鼠、猫或狗甚至猴子一样的智力。到那个时候,有人觉得机器人可能很危险。有人建议我们应该在它们的“大脑”中植入芯片,这样一旦当它们产生了恶念,就可以将它们关闭。但是也有人说,为什么不同机器人融合呢?而这正是布鲁克斯的想法,他曾是麻省理工学院人工智能实验室的负责人。

  他表示:“从现在开始的50年内,我们将能够通过基因改造看到人类身体发生根本性的变化。人类种群将会以今天人们想象不到的方式发生改变。我们会发现自己再也不受达尔文进化论的限制了。我的预言是,到2100年前,我们的日常生活中将充满智能机器人,而且人类无法将自己同它们区分开来,我们也将是机器人,同机器人互相联系。”

  这样的优点是,有一天当你醒来时,你会发现自己的身体很完美:美丽、超级强壮而且长生不老。

  10.太空电梯

  出现时间:2100年前

  预测者:“碳设计”公司创始人布拉得雷·爱德华兹

  设想一下,有一天你走进电梯,按下上升按钮就到了外太空,是不是很酷?这就是太空电梯,它将使向游客开放宇宙的梦想成为现实。

  目前,将一个重约2.2千克的东西发射到近地轨道就需耗资约5.3万元人民币,但是太空电梯却可以大大降低成本,让普通人可以在太空中旅行。

  太空电梯的载人舱能够在数千万米长的电缆上移动,而电缆则靠地球转动产生的离心力来固定。碳纳米管的出现又朝这一梦想的实现前进了一步。爱德华兹已证明利用纳米技术可以做出能够支撑太空电梯的超强力电缆。

  他表示:“建造一个200吨的电梯是个合理的设想而且具有商业价值。一个200吨的太空电梯的大小相当于一架大型的商务飞机。太空电梯的大小完全取决于我们的意愿,不受任何物理层面的限制。”


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在“奋进”号航天飞机即将发射之前,工程师们正在对反物质太空磁谱仪实施最后的检测。反物质太空磁谱仪将在国际空间站上探测宇宙射线。
在“奋进”号航天飞机即将发射之前,工程师们正在对反物质太空磁谱仪实施最后的检测

在“奋进”号航天飞机即将发射之前,工程师们正在对反物质太空磁谱仪实施最后的检测。反物质太空磁谱仪将在国际空间站上探测宇宙射线。
艺术构想图:安装于国际空间站上的反物质太空磁谱仪

反物质太空磁谱仪项目首席科学家丁肇中(右)和“奋进”号航天飞机指令长马克-凯利(左)在佛罗里达肯尼迪太空中心检查反物质太空磁谱仪。
反物质太空磁谱仪项目首席科学家丁肇中(右)和“奋进”号航天飞机指令长马克-凯利(左)

  美国宇航局“奋进”号航天飞机将于4月29日发射升空前往国际空间站,完成最后一次飞行任务。随同“奋进”号航天飞机升空的还有一个重要的实验设备--“反物质太空磁谱仪”。这一先进的实验设备将在太空轨道上完成搜寻反物质星系和暗物质迹象等重要任务。

  据科学家介绍,反物质太空磁谱仪重约6900多公斤,造价约为20亿美元。该设备将装备于国际空间站,主要用于搜索宇宙射线以及来自外太空的高能带电粒子。反物质太空磁谱仪将采用一个重约1900公斤的磁铁来产生一个强大的均匀磁场,该磁场比地球磁场要强3000多倍。磁场可以折射宇宙射线,从而探测器能够分析出宇宙射线的各种属性,如电荷、速率等。

  在2003年“哥伦比亚”号航天飞机失事后,美国宇航局最初决定反物质太空磁谱仪升空计划取消。后来,在科学家们的大力游说下,反物质太空磁谱仪任务得以恢复。去年,科学家们替换了反物质太空磁谱仪上的磁铁,并重新装上了更大体积的磁铁,从而大大延长了反物质太空磁谱仪的使用寿命,使其可以一直服役至2020年,这也是国际空间站的预期寿命。

  诺贝尔奖得主、美国宇航局反物质太空磁谱仪项目首席科学家丁肇中介绍说,“这一项目已开展了17年,共有16个国家600多名物理学家参与其中,这已成为一个重要国际合作项目。我们已经反复检测过多次以确保它能够正常工作。现在我们只在等待它的发射升空。”

  搜寻宇宙射线和反物质

  宇宙射线所携带的能量比任何人工粒子加速器能够产生的能量要高出数百万倍。因此,它们能够揭示出宇宙奥秘的点点滴滴,这是地球上任何实验都无法取得的成果。科学家们希望,通过分析宇宙射线,反物质太空磁谱仪能够解决大量现有最困惑的科学难题,如反物质星系是否存在,暗物质究竟是由什么组成的等。

  在物理学领域中,一个最困惑的谜团就是已知宇宙中的物质与反物质问题。如果反物质太空磁谱仪能够探测到反氦或更重的反物质元素,那么这将是反物质星系存在的强有力证据。反物质星系可能就是由大量的反物质恒星组成。

  物理学的另一大谜团就是暗物质问题。对于这种看不见、而且至今仍未确认事物的属性,科学家们仍然知之甚少,他们只能通过引力效应得知宇宙中有大量暗物质的存在。对于暗物质,一个最主要的候选者就是一种被称为“中性子”的粒子。如果中性子确实存在,当它们相互碰撞时,就会释放出大量的高能反电子,这种高能反电子就是反物质太空磁谱仪所要探测的对象。

  丁肇中表示,“在长期研究宇宙射线的过程中,这将是第一次以极高的精确度去完成探测任务。因此我们进入了一个新的领域,但我们确实不知道将会发现什么。”

  造价20亿美元的设备

  反物质太空磁谱仪最初是由丁肇中于1994年提出设计构想。该设备的目标就是在太空中研究宇宙射线,因为地球上的大气层是研究工作的主要障碍。丁肇中介绍说,“在太空中,有两种类型的粒子,一种是没带电荷的,也就是光线和微中子。在过去一个世纪中,我们对太空的理解主要基于太空中和地面上大量望远镜的观测数据。对于宇宙射线之类的带电粒子,由于它们带有电荷,因此它们肯定有质量。因为有质量,所以它们肯定会被地球大气层吸收。因此,必须要到太空中观测它们。”

  研究带电粒子上的电荷,需要一个磁铁。根据最初设计方案,反物质太空磁谱仪上安装的是一个超导磁铁,使用寿命为三年,直至冷却用的液态氦耗尽为止。丁肇中解释说,“当我们在一个模拟太空环境的热真空容器中测试这种超导磁铁时,发现它只能维持三年时间,否则就必须重新充液态氦。如果没有航天飞机,根本没法完成这一任务。因此,超导磁铁被取消。”科学家们决定使用永久性磁铁。不过永久性磁铁比超导磁铁要弱,因此敏感度也要降低30%。(彬彬)

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蚕茧星云周围密布的丝状结构。这是由赫歇尔太空望远镜拍摄的红外图像

  欧洲航天局赫歇尔太空望远镜近日在星际云中发现了一种如网络般的错综复杂的气态丝状结构。奇特的是,每一个丝状结构宽度大概相同。天文学家认为,这一现象表明,这种丝状结构可能是由贯穿于银河系的星际音爆形成的。

  赫歇尔太空望远镜观测发现,这种丝状结构特别巨大,在太空中绵延数十光年。此外,在丝状结构中部分区域常常可以发现新诞生的恒星。由赫歇尔太空望远镜所拍摄的一幅图片中,天鹰座区域中的一个丝状结构中,竟然包含了一个由大约100颗婴儿恒星所组成的恒星生成区。

  此前,其他一些红外卫星也曾经在恒星际云中瞥见过这种丝状结构,但是它们从来没有如此清晰过,现在赫歇尔太空望远镜的观测数据清晰到能够测量丝状结构的宽度的程度。赫歇尔太空望远镜图像显示,每一个丝状结构可能长度或密度不同,但宽度几乎是相同的。

  研究团队认为,随着爆炸的恒星产生的音爆在星际云中穿行,它们会同时损失能量,直到最后能量完全消失,但是它们也在星际云中留下了这些丝状结构或压缩物质。(彬彬)

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美国曾想制造“火星人”

  科学网(kexue.com)讯 今年是人类进行宇宙探测第50年,不过近来宇航员是否在太空上有性爱行为的讨论成为了热议的话题。对此,俄罗斯专家表示,无论是俄罗斯还是前苏联从未在太空从事性行为。而至于美国人,俄专家说道:“这得问他们。”

  莫斯科生物医学问题研究所副所长波格莫洛夫透露:“从无官方或非官方证据显示,俄国太空人曾在太空从事性行为或进行性实验。”他说,“至少在俄罗斯或前苏联的太空探测历史上,肯定没有这样的状况。”

  多年来传言指出,俄美两国曾实施秘密计划,测试无重力状态对性行为的影响力,但一向遭俄美强烈否认。波格莫洛夫说,“美国太空有没有进行这项测试,我并没有资料依据,所以无法判断。”

  美国太空总署的科学家莱文在2010年年底出版一本“工具书”,内容主要在介​​绍“如何殖民火星”,书名为《人类的火星任务:殖民火红星球》,除了研读火星的气候,大气以外,书中也也巨细靡遗地介绍太空人员的“床事”,以确保代代子孙能够繁衍在这颗火红星球。

  书中的“火星上的床事”详述殖民者牵繁衍后代的问题,殖民在火星的太空人需具备生育能力,因此由人类所生出的第一个“火星人”也是可以预见的但在无重力空间的太空舱里要从事性行为几乎就像进行高难度的体操运动一样。除此之外,太空舱内的性行为是否会影响整个太空团队的气氛以及士气也是另一个问题,在太空中怀孕对胎儿的影响也是不容忽视的问题之一。

  美国加州的乔瑟夫博士提到,火星任务至少耗时2年,容易产生情感依赖,随后发生关系也是一件相当自然的事情,虽然尚未有太空人出面承认曾从事过“太空性爱“,乔瑟夫表示他有听过太空性爱的故事,因为缺少实际案例,所以运用在地球上的例子加以设想太空人的“无重力做爱”。

  乔瑟夫以南极洲做比喻表示,包括美国航空航天局也同意南极严峻的生活条件与太空雷同;南极极度寒冷且人们花大多的时间待在室内,而前往进行长期研究的科学家也曾有怀孕的例子传出。不过他和莱文有共通点,就是在火星上生出“地球宝宝”,可能不是“正常”的健康地球人。美国宇航局方面则是发出简短声明,无法做出任何评论。

  (科学网-kexue.com 米蓝色)


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艺术效果图:“云霄塔”太空飞机正飞行于地球上空的轨道。
艺术效果图:“云霄塔”太空飞机正飞行于地球上空的轨道。

  设计师 表示,如果测试能够顺利通过,那么这架巨型无人驾驶太空飞机将可能在10年内真正载物升空进入地球轨道。
 

  根据设计方案,“云霄塔”无人驾驶太空飞机可以像商业喷气机一样水平起降。目前,“云霄塔”无人驾驶太空飞机仍处于概念版阶段。不过,英国喷气发动机公司宣称,“云霄塔”概念太空飞机最近一段时间已经通过了数次严格的设计评估实验。
 

  “云霄塔”的研发得到了许多私营资金的关注和支持。不过,在2020年真正开始实现商业运营之前,“云霄塔”还将面临许多考验,比如许多关键技术的突破,其中最重要的一项关键技术测试即将于6月份举行。私营资金将视“云霄塔”的测试进展状况而决定投资规模。
 

  6月份,总部位于牛津郡的英国喷气发动机公司将测试其革命性的喷气/火箭混合发动机组合。投资者目前的投资意向为3.5亿美元,如果测试顺序, 还将有可能另外再投资3.5亿美元。喷气发动机公司研究人员罗杰-朗斯塔夫表示,“这将依赖于发动机的测试情况。所有一切都依赖于此。”朗斯塔夫是在出席 第17届太空飞机与高超音速系统与技术国际会议时发表上述言论的,该会议由美国航空航天协会组织。
 

  认识“云霄塔”

  “云霄塔”是根据上世纪80年代英国科学家提出的水平起降概念航天器理念设计而成的无人驾驶概念太空飞机。“云霄塔”可以像普通飞机那样重复使用,可以往返于地球与轨道之间,可以通过一条跑道进行起降。
 

  根据目前的设计方案,“云霄塔”在所有太空船中都算是庞然大物。“云霄塔”长约84米,重约303吨。作为对比,国际空间站的主体架构应该是已 建成的最大型太空船,它长约109米,重约408吨。“云霄塔”的预计有效负载能力大约为11.3吨。不过,朗斯塔夫认为,他们未来的设计目标是将“云霄 塔”的有效负载能力提高到16.5吨。
 

  研究人员表示,“云霄塔”将能够使得太空旅行更经济、更便捷。“云霄塔”在降落后两天内可以实现再次起飞,在其生命周期内可以完成大约200次 飞行任务。根据设计方案,它最初只能搭载货物。不过,喷气发动机公司有关负责人表示,随着技术的成熟,“云霄塔”经过较小幅度的改进后可以搭载大约30名 乘客。一个耐压乘客舱将被安装于“云霄塔”的货舱位置上。朗斯塔夫表示,“最终,‘云霄塔’没有理由不能搭载乘客。”
 

  喷气/火箭混合发动机

  “云霄塔”的设计理念与美国宇航局的航天飞机以及其他大多数太空飞机有所不同,它将不再需要助推火箭。相反,作为一种单级入轨航天器,“云霄塔”采用了一种独特的喷气/火箭混合发动机“佩刀”。目前,“佩刀”喷气/火箭混合发动机正在由英国喷气发动机公司研发。
 

  “佩刀”喷气/火箭混合发动机通过燃烧氢气和氧气产生推进力。在“云霄塔”飞行的最初阶段,它的工作原理就像是喷气机,从大气中吸入氧气助燃, 直到达到26千米的高度和5马赫的速度。接下来,“佩刀”发动机又转变成更加传统的火箭模式,即消耗随机携带的氢气和氧气,完成余下的旅程,直到最后进入 轨道。
 

  在“佩刀”吸收大气氧气阶段,发动机节省了由“云霄塔”所携带的大量液态氧,从而减小了“云霄塔”负担,充分降低了成本,同时也提高了“云霄 塔”的有效负载能力。不过,研究人员也承认,他们也面临一个巨大的技术挑战,即随着项目向前推进,他们必须能够证明这种发动机的可行性。
 

  关键测试

  被高速吸进“佩刀”发动机内部的大气肯定极端炽热。为了能够在吸气飞行阶段提高发动机的效率,就必须让吸入的空气充分降温,直至降到零下150 摄氏度,然后再进行压缩,再与氢气发生反应。这一过程就是6月份即将进行测试的过程。工程师已经研制出一个新型的“预冷却”系统来完成这项工作。6月份测 试的关键就是看该系统能否通过首次考验。
 

  如果“预冷却”系统能够工作,投资者将再投资3.5亿美元,以帮助“云霄塔”项目再上台阶。朗斯塔夫表示,下一阶段的工作可能就是完成太空飞机的整体设计,到2014年全面完成发动机测试工作。
 

  对于“预冷却”系统的测试结果,朗斯塔夫信心满怀,他表示,“这是一项崭新的技术。”如果测试成功,“云霄塔”的研究工作将实现飞跃性进展,因为这款太空飞机主要依赖于这项尚未验证的技术。
 

  通往太空之路

  项目资金管理方云霄塔企业有限公司首席执行官萨姆-哈特奇森表示,如果6月份的测试一切顺利,那么“云霄塔”有望到2016年时开始亚轨道试飞,到2018年实现轨道试飞。哈特奇森希望,到2020年“云霄塔”太空飞机能够实现商业运营。
 

  在第17届太空飞机与高超音速系统与技术国际会议,哈特奇森详细介绍了“云霄塔”太空飞机不同研发阶段的资金投入情况。他估计,整个研目到最后 可能需要耗资150亿美元。目前,投资者们对于“云霄塔”太空飞机所取得的研究进展感到很兴奋。美国宇航局和欧洲航天局于数月前分别完成了对该项目的设计 评估,两家机构都对“云霄塔”太空飞机的研究进展及前景表示乐观。
 

  哈特奇森对6月份的测试非常有信心,他认为这架太空飞机是可行的。但是,“云霄塔”通往太空之路并非一帆风顺。哈特奇森认为,缺乏一致的鼓励太空商业活动的规章制度,以及多方参与的私营太空飞行革命,都将是“云霄塔”太空飞机实现真正起飞的绊脚石。(彬彬)

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麦克风形状南瓜。记者 李枝宏 摄

  篮球一样大的茄子、近百斤重的“巨无霸”南瓜……记者昨日在旅顺口区小南村投资1200万元开发建设的“太空植物王国”里,看到了一个梦幻般的奥秘世界,这也是全国首家太空植物与高科技融为一体的专业展馆。更吸引眼球的是,太空植物的种子全部是“神舟”飞船的乘客。

  即将开馆的“太空植物王国”占地面积两万平方米,是以太空植物为展示内容,以外太空为背景的大型科普园。展馆内各种太空植物颠覆了以往的植物概念,已长到近百斤的黄色南瓜,令人称奇;麦克风形状的南瓜,根部是金黄色的,头部是绿色的;突珠黑、突珠绿南瓜长得极像手雷;“香炉瓜”长得也的确似香炉。西红柿有黄、绿、橙等多个颜色,有的竟是长方形的。特别是一棵高4米的西红柿“树”,树冠直径可达6米,产量可达四五百斤。而园内栽种的“地瓜树”,藤蔓已爬满树架,等三四个月后再来看,地瓜是长在“树”上,而不是在地下。还有七种颜色的太空辣椒,形状各异的葫芦等。

  “这是将普通的种子带入太空后,在太空特殊环境下使基因发生变异,经过农业专家几年的地面培育、筛选后,最后才种植成功的。太空南瓜可以长到四五百斤,茄子可以长到四五斤。”该馆负责人向记者介绍说。目前园内共引进瓜、葫芦、辣椒、西红柿、茄子五大类、36个品种太空植物。5月份,园内的太空植物就会结出更多五彩缤纷和形状各异的硕果。

  记者了解到,该馆请上海世博园的设计师设计,并被中国科学院生命遗传研究院确定为太空植物研发基地。同时,该馆还将引种胳膊粗的黄瓜、半斤重的大蒜、4米长的线豆等特色“太空菜”。

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  为了能在太空中长期生存,世界各国的科学家团队正跨领域地在国际空间站尝试研制种植性农场,其目的就是为未来人类在前往太阳系外行星的漫长旅途中的生存提供应对方案,事实上更重要的是,这种室内农艺园场能大大减少来自地球上的费用昂贵的补给任务。这确实是个很理想的方案,因为,空间农场还能消除空气中的二氧化碳,又可补充宇航员在呼吸上供给,它一年能产生大约500磅(227公升)的氧气。

  来自美国亚利桑那州农艺研究大学的吉纳·吉亚康曼利教授现今正带领着美国航空航天局资助的科学家们,计划在月球建造室内种植场,他们打算启用一个多功能的机械臂、可充气的温室建筑,再配备机器人作“雇员”来进行操作。吉纳教授说;“宇航员不会在太空成为农民。”

  月球温室完全是一个自动化的格局

  太空飞船将载着预先包装好的温室构架降落在月球上,髴然后展开的机械臂开始进行充气作业、膨胀后就形成温室种植场的外壳。髵此时,一台机器人推土机伸出一条手臂开始掩埋种植坊的结构组织。髶目的是保护它们免受辐射和微流陨星的侵袭。

  宇宙农场可依据不同的生态环境并按照来客的需求进行种植:

  地球轨道:在微重力的环境中,栽种的植物在汲取水和肥料后比根茎生长过程来得快,让液体肥料慢慢地滴淌,解决了这个问题,并促使植物健康的生长。

  目前状况:俄罗斯人在国际空间站开发这种种植技术,现正在成长的有萝卜、豌豆和大麦。

  火星:地球上保护周边环境的氛围同样允许空间农场结构建造在火星的地面上。

  目前状况:意大利宇航局正计划研制在火星上能忍受低压、高碳环境且能免受损伤的温室农场。

  月球:建在月球地极区域的农场可索取来自陨石坑里的水冰,为免遭宇宙射线、微流陨星和极端温度的侵袭和损害,农场建筑结构采用掩埋式方法。

  目前状况:亚利桑那州州立大学研究人员正在运作一个月球农场的模型,它每年能种植可食用产品达1100磅(499.4公斤)。文/王新

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图中部这个巨大的椭圆星系团中包含了大量的暗物质,因此它的引力能够使得光线弯曲,产生引力透镜效果。

  新浪科技讯 北京时间4月14日消息,据国外媒体报道,法国和美国天文学家近日发现宇宙的遥远区域中存在一个早期星系,星系中的恒星大约形成于135亿年前,仅仅晚于宇宙大爆炸大约2亿年。最新发现将有助于解释最早星系究竟是何时形成的以及早期宇宙是如何进化的等问题。

  美国宇航局“哈勃”太空望远镜最早发现这个星系。来自夏威夷凯克天文台的详细观测数据显示,所观测到的光线最早可追溯到宇宙只有9.5亿岁时,而宇宙大约形成于137亿年前。“哈勃”太空望远镜和“斯必泽”太空望远镜的红外数据显示,星系中的恒星异常成熟,这也意味着它们应该形成于宇宙的幼儿时期。

  法国里昂第一大学天文学家乔安-理查德是该项研究的主要负责人和论文的第一作者。理查德表示,“这一发现将对星系在宇宙初期阶段究竟是何时形成的理论发起挑战。新发现甚至还有可能用来解释一个谜,即充斥于早期宇宙中的氢雾究竟是如何被清除的。”理查德的研究成果将发表于英国皇家天文学会月报之上。

  新发现的星系并非是已观测到的最遥远星系,但却是能够以如此清晰度观测到的最早期星系。通常情况下,像此类星系极为模糊,而且很难加以研究。但是,在此次发现过程中,大自然为天文学家提供了一个宇宙放大镜。新发现星系的图像是利用一个位于其前方的巨大星系团的引力进行放大拍摄的,这种引力使得新星系亮度提高11倍。这种现象也称为“引力透镜”。

  论文联合作者之一、美国亚利桑那大学天文学家埃齐-埃格米认为,“如果没有这个太空透镜,以现有的观测设备,我们不可能研究这种昏暗的星系。感谢大自然,它给我们提供了一个宝贵的机会,使得我们可以看清楚无数年前的宇宙。”

  新发现还将有助于解释早期宇宙是如何被“再电离化”的。在宇宙早期历史上的某个节点,它经历了一个从所谓黑暗时代到发光时代的转变过程,从此最早的恒星和星系开始点亮。星光电离了周围浮动于太空中的中性氢原子,使它们带有电荷。

  由于该星系拥有的恒星有的形成仅仅晚于宇宙大爆炸2亿年,因此新发现将可以帮助天文学家探秘宇宙再电离化时期的情景。当星系正在形成时,其中炽热的年轻恒星电离了太空中大量的中性氢气。大量相似的星系共同促进这种电离化过程。但是,由于它们太过昏暗,如果没有引力透镜放大效应,很难看到它们。

  美国宇航局将要发射升空的“詹姆斯-韦伯”太空望远镜可以在没有放大情况下看到这些昏暗的星系。作为“哈勃”太空望远镜和“斯必泽”太空望远镜的继任者,“詹姆斯-韦伯”太空望远镜将能够看到早期星系中已消失群体的红外线。(彬彬)

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1965年6月3日美国执行第一次太空行走后,美国宇航控制中心要求局宇航员埃德•怀特返回“双子座4”号飞船里,他说这时是“我一生中最伤心的一刻”。
1965年6月3日美国执行第一次太空行走后,控制中心要求局宇航员埃德•怀特返回飞船

  1961年4月12日,宇航员尤里•加加林乘坐“东方”号进入太空,围绕地球运行108分钟,实现了人类的飞天梦。加加林成为进入太空第一人。但是在过去50年间,人类在太空探索过程中创下了很多其他世界记录。下面是其中一些,它们包括进入太空年龄最大的人和在太空连续作业时间最长的人。

  进入太空年龄最大的人

  美国人约翰•格伦1998年10月搭乘“发现”号航天飞机执行STS-95任务时,他已经77岁。这次任务是格伦的第二次太空飞行,1962年2月他重返地球后,成为第一个进入轨道的美国人。除此以外,格伦还保持着另一项纪录:两次太空飞行相隔时间最长的人,前后相隔36年。

  进入太空最年轻的人

  1961年8月,宇航员盖尔曼•蒂托夫搭乘苏联飞船“东方2”号进入地球轨道时,还差1个月就到他的26岁生日。他是进入轨道的第二人,在长达25小时的飞行过程中,他围绕地球运行了17周。蒂托夫也是第一个在太空睡觉的人,据说他也是第一个患上“太空病”的人。

  在太空连续作业时间最长的人

  从1994年1月到1995年3月,俄罗斯宇航员瓦雷里•玻利雅可夫在“和平”号空间站上呆了近438天。他也因此成为单次太空飞行持续时间最长的人,他也许还是在最终降落时腿抖动最厉害的人。

  持续时间最短的太空飞行任务

  1961年5月5日,艾伦•谢泼德成为进入太空的第一名美国宇航员。他在这次飞行任务期间还创下了另一项世界记录,并一直保持至今:执行持续时间最短的人类太空飞行任务。谢泼德搭乘美国宇航局的“自由7”号飞船进行的这次亚轨道飞行仅持续15分钟,他被送到115英里(185公里)高空。稍后降落在距离佛罗里达发射场仅有302英里(486公里)的大西洋里。谢泼德后来执行了更多太空飞行任务。1971年,他搭乘美国宇航局的“阿波罗14”号飞船登上月球。在这次飞行期间,47岁的他又创下另一项记录,成为在另一个世界上行走的年龄最大的人。

  距离地球最远的太空飞行

  距离地球最远的记录已经保持了40多年。1970年4月,美国宇航局“阿波罗13”号的机组人员绕到月球的远点附近,距离月表大约158英里(254公里),距离地球248655英里(约合40万公里)。这是迄今为止人类进行的离开地球最远的太空飞行任务。

  太空飞行总时间最长的人

  俄罗斯宇航员谢尔盖•克里卡列夫是这项记录的保持者,他执行了6次太空飞行任务,总飞行时间超过803天。也就是说他大约以1.75万英里(约合2.82万公里)的时速围绕地球运行了2年零2个多月。这项记录的女性保持者是美国宇航局宇航员佩吉•威特森,她在太空度过的时间超过376天。克里卡列夫还是另一项记录的保持者(非正式):苏联的最后一位公民。1991年12月苏联解体时,这名宇航员正在“和平”号空间站上执行任务。1992年3月重返地球的他回到俄罗斯的家中,而不再是苏联。

  持续时间最长的载人飞船

  这项纪录属于国际空间站,它在一天天慢慢变大。这个耗资1千亿美元的轨道实验室自2000年11月2日以来,一直有人驻守在上面。这也是人类出现在太空持续时间最长的。第一批入住空间站的机组成员于2000年10月31日发射升空。

  持续时间最长的航天飞机任务

  “哥伦比亚”号航天飞机1996年11月19日发射升空,开始执行STS-80任务。它原定于12月5日重返地球,但是恶劣天气导致降落时间被迫推迟2天。等到“哥伦比亚”号最终返回地球时,它已经在太空停留了近17天16小时,这是航天飞机在太空停留的最长时间。

  在月球停留时间最长的人

  1972年12月,执行美国宇航局“阿波罗17”号任务的哈里森•施密特和尤金•赛尔南在月球上呆了大约75小时(超过3天)。他们还执行了3次月球行走,持续时间总共超过22小时。“阿波罗17”号任务标志着人类最后一次进行月球之旅,或者超越低地球轨道的旅行。

  速度最快的人类太空飞行

  美国宇航局“阿波罗10”号任务的机组成员1969年5月26日重返地球时,他们达到了相对于地球的最高时速——每小时24791英里(约合3.98万公里),这是人类达到的最大太空飞行速度。这次飞行任务是1969年7月20日,即两个月后美国宇航局进行的首次月球登陆任务的一次彩排。“阿波罗10”号的宇航员尤金•赛尔南、约翰•杨和托马斯•斯塔福德乘坐指令舱“查理•布朗(Charlie Brown)”和登月舱“史努比(Snoopy)”进入月球轨道。稍后,斯塔福德和赛尔南搭乘“史努比”下降5万英尺(约合1.52万米),降落在月球表面,然后重新返回空中,与指令舱“查理•布朗”对接。

  飞行次数最多的宇航员

  这项记录的保持者是两名美国宇航局宇航员。张福林(FranklinChang-Diaz)和杰瑞•罗斯都搭乘美国宇航局的航天飞机进入太空7次。张福林是在1986年到2002年间执行的飞行任务,罗斯进行太空飞行的时间是从1985年到2002年。

  太空行走次数最多的人

  俄罗斯宇航员阿纳托利•索洛维约夫在从20世纪80年代到90年代间的5次太空飞行任务中,一共参与了16次太空行走。这些太空飞行期间,他在飞船外停留的总时间超过82小时,创下了另一项记录。

  单次太空行走持续时间最长的人

  2001年3月11日,执行STS-102任务的美国宇航局宇航员吉姆•沃斯和苏珊•赫尔姆斯在“发现”号和国际空间站外呆了8小时56分钟,进行一些维修工作,为该轨道实验室迎来另个模块舱做准备。这是有史以来持续时间最长的单次太空行走。2010年8月,执行远征24任务的宇航员道格拉斯•惠洛克和翠西•卡德维尔•戴森在空间站外忙活了8小时零3分,周围没有航天飞机。这是在没有航天飞机陪伴的情况下进行的持续时间最长的空间站太空行走。

  聚集在太空人数最多的一次

  聚集在太空人数最多的一次是13人,发生在2009年美国宇航局的航天飞机“奋进”号执行STS-127任务期间。2009年,“奋进”号与国际空间站对接。该机上的7名宇航员与这个轨道实验室上的6名成员汇合。这是太空聚集人数最多的一次。虽然以后美国宇航局航天飞机和空间站上的人员数量也有达到这个数目的时候,但是从没超过13人。

  太空里女性成员最多的一次

  这项纪录是一次有4名女性进入太空。2010年4月,美国宇航局宇航员翠西•卡德维尔•戴森搭乘俄罗斯“联盟”号登上国际空间站。很快执行STS-131任务的美国宇航局宇航员史蒂芬尼•威尔森、多罗茜•梅特卡芙•林登伯格和日本宇航员山崎直子,就搭乘“发现”号航天飞机抵达空间站,与她在太空汇合。

  最昂贵的飞船

  成员国于1998年开始正式建设国际空间站,它和一个足球场大小差不多,有五居室那么大的居住空间。迄今为止这个轨道实验室的造价已经高达大约1千亿美元,据美国宇航局说,美国纳税人可能还要再出大约500亿美元。这是迄今为止建设的最昂贵的建筑物。空间站的造价会继续攀升,它预计要到2012年才能竣工。

  有史以来最大飞船

  国际空间站是这项记录的保持者。这个轨道实验室是代表超过15个国家的5个航天局联合建设的。从它的类似脊柱的主桁架一头到另一头长大约是357.5英尺(109米)。桁架两端都有大型太阳能阵列,它们的翼展达239.4英尺(73米)。宇航员生活在一系列与主桁架相连的加压模块舱里。

  这些模块舱的居住空间相当于一架波音747客机的内部空间。目前空间站上有6名宇航员,但是当有航天飞机到来时,这一数字会上升到9人到13人,例如俄罗斯的“联盟”号或美国宇航局的航天飞机与之对接。这个轨道实验室非常大,因此如果是晴天,在地球上用裸眼很容易看到它。该站看起来就像一道快速移动的亮光,亮度甚至比天狼星或金星等最亮的恒星还要亮,不过这要根据观察环境来定。(孝文)

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  今年的4月12日是人类实现载人航天50周年的纪念日。50年前,前苏联航天员尤里·加加林乘坐“东方-1号”飞船实现了飞天的壮举。值此纪念时刻,美国《国家地理》整理了一组珍贵的历史图片,回顾加加林和人类首次太空之旅的一些时光片段。

  1、加加林向人群致意

加加林向人群致意
加加林向人群致意

  近日,谷歌以标题图片的形式向前苏联航天员尤里·加加林表达敬意。这张珍贵的历史照片拍摄于1961年7月,苏联驻伦敦大使馆外,站在一辆汽车上的加加林起身向人群挥手致意。就在几个月前,他刚刚完成人类首次太空飞行的壮举。今年4月12日是人类载人航天飞行50周年的日子,加加林和他的东方-1号宇宙飞船开创了一个崭新的历史时代。

  华盛顿美国国家航空航天博物馆的解说员凯瑟琳·里维斯(Cathleen Lewis)负责国际太空项目和宇航服方面的讲解工作。她说,在加加林顺利返回地面之后,他便成了英雄,在国内国外都是一样。

  “他受到热烈欢迎,人群簇拥着他。我想人们是真的非常兴奋。这些西方人显然超越了冷战的隔阂,他们打心底里认为他是个英雄,因为他完成了科幻般太空飞行的壮举。”

  2、加加林使用的导航系统

加加林使用的导航系统
加加林使用的导航系统

  这是东方-1号飞船上导航系统控制面板的一部分,按钮都用玻璃罩罩着。现在它已经作为展品陈列在哈萨克斯坦的拜科努尔航天中心。

  由于当时是首次进行太空飞行,科学家们对人体在太空中的适应性存在疑虑,因此加加林的首次航行完全由地面进行控制。

  最近出版的一本新书《星人:加加林神话的背后》引发了巨大的争议。书中提到加加林曾写了一份备忘录给克格勃,要求推迟联盟一号飞船的升空。

  根据设计,联盟-1号载人宇宙飞船于1967年发射升空,1天后另一艘联盟-2号飞船升空并在太空进行对接,演练乘员互换。但联盟-1号最终失败,联盟-2号的发射也被取消。这次计划是一场灾难,驾驶联盟-1号的苏联航天员弗拉迪米尔·科马洛夫在试图返回地面时,由于降落伞无法打开,飞船和地面猛烈撞击爆炸而遇难。

  然而,里维斯和其他美国历史学家并不认同书中的这些描述。她说:“这本书中说,苏联的工程师、宇航员和技术员们都清楚飞船存在严重的缺陷,但加加林对于推迟发射的请求却被驳回了。但这并不符合当时苏联太空计划的行事方式。他们曾经无数次因为技术原因推迟过发射。”

  3、整装待发

整装待发
整装待发

  1961年,前苏联航天员尤里·加加林整装待发,他即将成为人类首位太空使者。

  返回地面后,加加林说出了那句经典的感慨:“当我在轨道上飞行时,我看到了地球是多么美丽。我们必须保护它,不要破坏它。”

  4、加加林的“座驾”

加加林的“座驾”
加加林的“座驾”

  这就是加加林乘坐的东方-1号宇宙飞船。

  苏联的工程师们非常自信,尽管这是首次载人太空飞行,但他们信心满满,认为一定能取得成功。因为在此之前进行的两次不载人飞船测试,以及搭载了两只小狗的飞行实验都取得了圆满的成功。

  里维斯说:“他们认为他们的胜算很大。他们已经对硬件、发射工具、通讯和跟踪系统进行了测试,并且还进行了无人飞船的测试发射。因此工程师们已经胸有成竹了。”

  那次实验中搭载的两只小狗,在返回地面后有一只还生了6只幼崽,其中一只后来被送给了卡洛琳·肯尼迪,她是时任美国总统肯尼迪的女儿。里维斯认为,苏联工程师们在成功将小狗送入太空并安全接回之后知道,自己已经具备了将一个人送入太空的能力了。

  5、太空竞赛

太空竞赛
太空竞赛

  1960年,美国宇航局的工程师们正对“水星”载人飞船进行技术检查,它将最终搭载首位美国人遨游太空。

  当1961年4月份加加林进入太空之时,美国宇航局的工程师们还在忙着进行测试。很快,苏联人成功一个月后,美国将第一位宇航员阿兰·谢泼德(Alan Shepard)送入太空。尽管没有像加加林那样围绕地球轨道飞行,但毕竟美国人谢泼德成了世界上第二位进入太空的人。后来,直到近1年后的1962年2月20日,美国才首次将一位宇航员约翰·格林(John Glenn)成功送入地球轨道。

  里维斯说:“人们通常会将载人航天的历史归咎于美苏冷战的结果,但他们忘记了,其实遨游太空是人类数千年来的梦想,”她说:“牛顿的理论让太空旅行有了理论上的可能性,在此之后儒勒·凡尔纳和威尔斯的科幻小说让人们对此神往不已。而正是这些科幻小说,激发了那些技术先驱的探索心,他们后来开发出了真正火箭,将人送入太空,从而实现了人类的飞天梦想。”

  6、为加加林跳舞

为加加林跳舞
为加加林跳舞

  这张照片拍摄于1961年,在莫斯科红场,人们载歌载舞,庆祝加加林凯旋归来。在他返回后两天,加加林在护送下抵达红场参加庆祝游行,并接受了苏联英雄称号。

  里维斯说,人们描述那场庆祝游行是他们在1945年战胜纳粹举办的胜利游行之后见过的最大规模的庆祝活动。在大众的心目中,加加林俨然成了苏联航天事业的代言人。

  里维斯说:“他笑起来很好看,衣着得体。在返回地面之后的几年中,他一直充当着名人的角色。每一次你和一位在苏联长大的人谈起加加林,他们都会说他是那个年代优秀年轻人的代表,即使是那些最激烈的反社会主义人士也同意这样的观点。”

  7、永垂不朽

永垂不朽
永垂不朽

  这张加加林的雕塑拍摄于今年4月8日。现在这件艺术品正在位于莫斯科的全俄展览中心展出,随后还将进行全球巡展。

  这尊雕塑是莫斯科郊外的加加林纪念雕像的复制品。它最终将在伦敦安家,作为纪念人类载人航天50周年纪念活动的一部分。

  里维斯说:“加加林和1960年代苏联的航天项目是为数不多在苏联解体之后仍然幸存下来的历史。他在俄罗斯国内受到广泛的尊重,并且在前苏联的其它加盟共和国的人民中间也拥有很高的威望。人们仍在为他欢呼,他的纪念碑仍在那里,而孩子们也仍然记得每年的4月12日是个多么有意义的日子。” 摄影:Natalia Kolesnikova/AFP/Getty Images (晨风)

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