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EXPLOE
太空实验
发布时间:2024-12-05
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今天的科学课小朋友谁都不想迟到,因为他们有20分钟的时间可以和太空里的宇航员叔叔对话。

沃克老师的桌子上放着好多不同的仪器——无线电接收器、监视屏、笔记本电脑等有趣的东西。

屏幕开始闪烁,教室里立刻安静下来。屏幕上出现了穿着蓝色连体工作服的人,他们飘浮在像管子一样狭窄的地方。

“国际空间站,您好,菲尔德中校。”沃克老师对着麦克风说。

中校手里拿着一个麦克风。每当他松开手,麦克风就会飘浮在他面前。

珍妮对着麦克风认真地读出小纸条上事先准备好的问题:“您好,中校!我想知道,为什么要在太空里做实验而不在地球上做呢?”

中校微笑着说:“这个问题很重要。谢谢你,珍妮同学。在太空做实验的原因有很多,最重要的一个就是这里基本上是没有重力的。我们可以混合各种材料,而这些材料不会因为它们的重量不同而分离,在微重力的环境下,重量的差别对实验不会有影响。

“另外,在太空中晶体会长得更好,没有温差意味着不会产生影响晶体生长的对流。我们已经培养出了更好的蛋白质晶体,它们不会因为自身重力而断裂。它们质量更好,结构也更清晰。我们做了很多关于结晶胰岛素的研究,这些研究对糖尿病的治疗很有帮助。

“我们也会观察在太空环境下生物生长的情况。比如,植物的细胞壁在地球上由于要抵抗重力而生长得比较厚,有些鱼类在太空无重力的环境下会丧失平衡能力而在鱼缸里来回转圈。通过这些实验,我们可以更好地了解重力是如何影响我们的。”

沃克老师说:“谢谢您,中校。我们想请您帮我们做一个实验,我们想看看在太空里拧一块湿布会发生什么。”

“好的,我已经准备好了。”中校微笑着拿出一个小圆盒子,“空间站没有太多的空间,所以我们用的毛巾都会被压缩,然后放进这样的小盒子里。”

中校打开盒子,将毛巾展成一本翻开的书的大小。“现在我要先把它弄湿。”

这时沃克老师问道:“您怎么能让水不飘到别的地方去呢?”

中校回答:“如果把水放在普通的袋子里面,水就会飘向别处,给空间站带来很多麻烦。我用了带有管口的密封袋子装水。”

孩子们静静地盯着屏幕,中校松开麦克风,一手拿着毛巾,另一手拿着袋子把水挤到毛巾里。有一两个小水团从袋口飘向了别处,中校用手把它们抓回来重新放到了毛巾里。

中校说:“好了,现在可以开始做实验了,让我们看看一会儿会发生什么。”说着他双手抓住做实验用的毛巾,慢慢拧紧。

这时,全班同学都惊奇地吸了一□气:水并没有像在地球上一样落到地板上,而像一团果冻一样包在毛巾的外面。

中校说:“你们看,如果我松开这块毛巾…....”

这时,果冻一样的水团消失了。“你们看,水又回到了毛巾里面!当我再次拧这块毛巾,然后再松开时…...”

微重力

国际空间站运行高度的重力只比地表重力略小,不过轨道中的物体持续处于“自由落体”(只受重力作用)状态,导致失重。

科学家研究:

1.在空间站接近失重的状态下,植物和动物的身体反应、成长和演变;

2.液体在微重力状态下的物理性质;3.材料科学

4.能源产品,如何提高燃烧效率、控制排放和减少污染

5.地球大气成分、宇宙射线、宇审尘埃、反物质和暗物质(计划顶目)。

中校边说边又拧紧了手中的毛巾,果冻一样的水又出现了,然后飘向远处。而那块毛巾又自动扭回了刚才的样子。

“你们知道为什么毛巾会自动扭回去而不会自动展开吗?那是因为在没有重力的情况下,它会一直保持你最后把它摆成的状态。”中校说。

“这真是个不错的实验,谢谢你提出这么好的问题!”中校说。全班同学都鼓起掌来。

2009年10月至2010年9月,科学家在空间站的先进生物研究系统(ABRS)中完成了一项实验:他们建造了一个拟南芥园。为了更好地了解零重力是如何影响植物的,科学家对拟南芥进行了基因改造,使它们在感到不适时发光。这对研究非常有帮助,因为科学家可以在不解剖的条件下对植物进行监测。

科学家发现,发光基因(由植物激素激活,与植物生长有关)并没有像他们期望的那样照亮拟南芥生长的地方。科学家非常确定,他们曾见过当拟南芥感知重力的时候,它们的根部尖端会发光。而在这个实验中,这些植物的根部和叶子之间的茎部都发光了。令人惊讶的是,植物的根却依然可以伸入土壤,就像它们在地球上通过感知重力做到的一样。得到这一结果,科学家很震惊,因为他们原本认为植物的根只会在有重力的情况下才会向下伸入土壤,而在这个实验中,植物使用光作为重力的替代品,同样能够做到区分向上和向下。