科学创造未来(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：代虹

出版社：安徽人民出版社

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科学创造未来试读：

前言

本书由数百个经典的科学故事组成，内容极具代表性和普遍性，故事妙趣横生，文字亲切平易，插图精美珍贵，是一部将科学性与趣味性完美结合的精致课外百科故事全书！它必将引领你进入一个陌生神秘、异彩纷呈、激动人心的知识世界。《青少年科学知识精粹文库》全方位地展示科学创新发展的方方面面以及科学家的完整形象，尽量避免像教科书那样平铺直叙地展现科学技术的“一般知识”。本书用或波谲云诡、动人心魄，或悬念迭起、引人入胜，或山重水复、云遮雾障，或柳暗花明、烟消日出的故事，让读者在轻松阅读的同时，领略到科学创新的神奇魅力。本书精选古今中外最生动有趣的创新故事近百则，再现大发明家、大科学家的发明发现新思路，同时以全新的视野展示生活中的新观念、新方法，开拓孩子的思维，给孩子智慧的启迪，让孩子尽情体验创造的乐趣！本书内容涉及古往今来的发明创造，以及生活中的新观念、新方法，用一个个生动的小故事告诉大家，什么是创新，如何创新，为了创新我们需要具备哪些素质。看了此书，你就会知道，创新其实和我们日常的生活息息相关。本书选材精良，切入巧妙，希望在快乐的阅读中，给大家带来启迪。《青少年科学知识精粹文库》讲述了几十个科学史上的趣味故事，以改变人们认为科学研究枯燥无味，科学家是“书呆子”的误解。爱因斯坦说：“想像力比知识更重要，因为知识是有限的，而想像力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。严肃地说，想像力是科学研究中的实在因素。”科学本来是很有趣的，而那些伟大的科学巨匠本来也是有血有肉的，也是食“人间烟火”的，也有“七情六欲”。本书是一本有趣的科学故事书，数十个生动的故事涉及了中小学生最想知道的问题真相，激发着中小学生在阅读中不停地去获取科学知识，在阅读中开拓自己的思维，在兴趣盎然中增长见识，在不知不觉中滋生探索的渴望。《青少年科学知识精粹文库》精心挑选出古今中外著名科学家的成才故事，以简明、流畅的语言展示了他们光辉的一生。他们有勤奋的头脑、不屈的精神和坚定的信念，他们所取得的成就如同历史天空的启明星，永远被人们所追求和敬仰。我们应当以他们为榜样，从他们的经历中汲取教益，提高自身素质，有意识地培养良好的学习、生活习惯，实现自己的人生价值，为祖国的发展和人类的进步做出应有的贡献。他们是时代的精英，是他们通过不懈的努力和奋斗推动着社会的发展，是他们的发现、发明和创造将人类文明推向更高的一层，影响着我们生活的方方面面。《青少年科学知识精粹文库》传达全新教育理念：倡导孩子从小做小发现者，长大成为大发现者！鼓励孩子敏于行动，大胆尝试，独立思考，每天发现一点点，每天进步一点点。你知道家里的猫会给自己治病吗？谁是杀死桃树的“凶手”？你知道臭屁虫的臭屁威力究竟有多大？爱“流汗”的石头真的会预报天气？杯子成为跳高高手的秘诀何在？……这些有趣又古怪的问题，随时在我们的生活中冒出来，跟随本书的“小科学家”们一起，用你的眼光，去探寻科学的答案吧。你会发现，原来科学发现并不神秘，你也可以像科学家那样去敲开科学的大门，并在探究身边科学的过程中，提高自己的能力！《青少年科学知识精粹文库》全面汇集世界上最不可思议的神秘事件，用真实、客观的镜头，全新展示科学探秘的惊险历程和不为人知的幕后真相……秘境探奇，如何遭遇精魄事件？魅影传说，难道死人真能复生？神奇宝藏，却是惊世悬案？……揭秘，探索，最新发现即将终结世纪悬念！离奇事件迷雾重重，科学揭秘幕后真相，外星人神秘莫测，为何降临地球？听命湖地处大山深处，为何能呼风唤雨，藏宝船载海上消失，究竟陷落何处？层层剥开惊心动魄的惊天秘密！神秘的天外来客、古老宫殿的恐怖传说、人类复活事件、人间悬案的惊天内幕……神秘离奇，令人谈之色变；探索发现，惊天秘密层层剥开！

本书是一套专门为青少年朋友准备的学与用的小百科丛书，易读、易懂而又叫人着迷。阅读这些知识，能够启迪心灵、陶冶情操、培养趣味、开阔眼界、开发智力。

一、航空航天

哈勃望远镜的“接班人”

试过从20多层高的楼顶上往下看吗？你是不是觉得楼下的人此时都变成了“小蚂蚁”，就连平常庞大的公共汽车也变成了“小甲壳虫”？如果这时有一个望远镜，那一切都不同了，楼下的一切仿佛就在你眼前。其实这还只是望远镜中最普通的一种，其他的还有专门用来进行天文研究的天文望远镜、可以拍照的数码望远镜，等等。在这些各式各样的望远镜里，最神奇的可能要算是太空望远镜了！哈勃太空望远镜

1990年，世界上第一台太空望远镜问世了，设计者们用美国天文学家埃德温·哈勃（1889~1953）的名字为其命名，这就是著名的哈勃太空望远镜。它可以在距离地面500千米的太空上进行观测，不仅不会受到恶劣气候的影响，而且还摆脱了地球大气的干扰，能够达到地面上任何望远镜也达不到的高灵敏度和高分辨力。这也是当今世界上最先进的太空望远镜。

从1990年4月25日升空后，“哈勃”至少环绕了地球轨道8.8万圈，拍摄了75万张珍贵的外层空间和地球的照片。

人到了一定的年龄就要退休，通常，太空望远镜的寿命，按设计要求至少是15年。哈勃望远镜现在也到快要退休的年龄了。宇航员已经对哈勃望远镜进行了4次维修，每次都耗资无数。而且随着望远镜技术的迅速发展，要求哈勃退休的呼声也越来越高。据工程师们分析，“哈勃”逐日老化的太阳能电池还能让它支撑到2007年，那时必须更换新电池和陀螺仪，否则，“哈勃”将无法继续工作。除了使用寿命之外，由于制造上的误差，哈勃太空望远镜不能辨别140亿光年以外的物体，而只能看清140亿光年以内的物体。另外，它的太阳能电池板因热胀冷缩还存在颤抖问题。

为了解决“哈勃”面临的一系列问题，科学家决定在30年内使用一台新式太空望远镜来代替“哈勃”，那么新的“继承人”究竟会是什么样子呢？更好的“詹姆斯·韦伯”

事实上，一个大型空间计划从策划到最终实现，一般都要经过20年甚至更长的时间。从1996年开始，美国宇航局就已经向全球招标，这次竞标的激烈程度简直可以和竞选总统相媲美。经过多轮激烈的讨论、对比，制造新的太空望远镜计划终于诞生了！这就是“詹姆斯·韦伯”太空望远镜，从2030年开始，它将代替哈勃望远镜，去漫游太空，探索深邃的宇宙洪荒。

同“哈勃”相比，“詹姆斯·韦伯”更大、更精密，能勘测到更远的太空！而质量只有“哈勃”的三分之一。有趣的是，它还是一架没有镜筒的望远镜。

在外型上，“詹姆斯·韦伯”与哈勃望远镜几乎没有一点相似之处。它主镜片的直径约为6米，比哈勃太空望远镜的主镜片宽2.5倍。如此巨大的镜片，使得它能够探测到光亮度很低的星体，这一点比“哈勃”要强上400倍！由于没有哪个运载火箭的容量可以大到有效容纳如此大的镜片，因此，“詹姆斯·韦伯”的镜片将会被做成一系列六边形分镜片，发射时分镜片将被折叠起来。在发射之后，一个大约有网球场大小的遮光罩将在太空中缓缓展开，这样就可以遮挡住来自太阳的热量了。

按计划，“詹姆斯·韦伯”将在2031年由“阿丽亚娜5型”运载火箭发射升空，升空后它将在距地球150万千米的空间位置飞行。

和哈勃太空望远镜不一样的是，“詹姆斯·韦伯”因为距离地球太遥远，所以无法派宇航员进行维修保养，因此它的设计制造必须完美无缺，否则将功亏一篑！太空中的哈勃望远镜

尽管现在它还躺在实验室里，天文学家们却已经开始为它的任务作出了美好的设想：到那时，根据“詹姆斯·韦伯”拍摄回来的数据和照片，人们将对星系的起源和演化、行星及恒星的各种情况进行更深入的了解，开创探索银河系和附近星系的新历史。“詹姆斯·韦伯”也许会告诉我们：在宇宙中，地球从不孤独，有那么多颗星球在陪伴着它，而在银河系之外，还有更浩瀚的宇宙等待着我们去探求发现！

向“地球杀手”开战

大自然有着无穷的力量，人类永远无法完全控制这种力量。2004年底的印度洋大海啸、2005年的巴基斯坦大地震……地球上发生的各种大大小小自然灾害，不仅吞噬了许多宝贵的生命，还造成了巨大的经济损失。那么在未来几十年里，地球还会遭受什么样的大劫难呢？

众多科学家经过仔细研究，估计下一个“地球杀手”将是小行星“阿波菲斯”。这是在计算该小行星的运行轨道时发现的：它将在2036年撞击地球，到时所产生的破坏力将比印度洋海啸可怕得多。为了保护地球家园，科学家们决定在太空安放一个跟踪器，监视小行星“阿波菲斯”的运行轨道。太空中的小行星带“阿波菲斯”是已知小行星中对地球安全最具有潜在威胁的一颗，它是一颗形状极为不规则的小行星。这颗行星是在2004年6月被发现的，然后又一度失去了踪迹，直到6个月后又再次被发现。2004年的圣诞前夜，科学家们通过不间断的观测，从获取的数据中显示：“阿波菲斯”小行星将在2029年4月13日第一次与地球“紧密接触”——擦身而过，那时，它们之间的距离将非常近。行星虽小威力巨大

在许多科学报告里，小行星“阿波菲斯”被天文学家们描述成一个“可怕的敌人”。在他们看来，到时一场地球保卫战是在所难免了。

2029年4月13日，一个黑色星期五，到时候将会有数以百万计的人来到户外，抬头仰望，暗自窃喜自己的好运。因为，那天小行星“阿波菲斯”将会在3万千米的高空掠过地球，就像一颗流星飞快划过夜空一样。

但千万别高兴得太早，当小行星“阿波菲斯”于2029年掠过地球之后，它运行的轨道将会因地球的引力而发生变化，这一变化足以促使它在7年后掉转头来和地球相撞。每秒5.9千米的撞击速度将产生巨大的破坏力：足以使美国得克萨斯州消失，或使两个欧洲国家消失；如果它落到海洋里，那么将引起毁灭性的海啸，比起2004年印度洋大海啸将更为猛烈。在如此毁灭性的撞击中，地球上的任何生物都在劫难逃。目前，在俄罗斯举行的“小行星安全问题研讨会”上，天文学家制作了一个模型，假设“阿波菲斯”击中太平洋，将会掀起200米高的巨浪，它的冲击波掀起的灰尘，将笼罩地球上大部分的地区，这些地方的动植物和人类将因为严寒和生存空间被破坏而死亡。“地球保卫战”正式开始

为避免这一灾难的发生，科学家决定为小行星装上一个无线电跟踪器，以跟踪监视它的运行轨道。世界各国的科学家们也在紧密合作，研究用各种办法来保卫我们赖以生存的地球。

2013年是观察“阿波菲斯”空间运行轨迹的最佳时机。如果观察结果证实了这块太空巨石撞击地球的可能性，搭载着无线电跟踪器的太空船将在之后的几年内启程飞往“约会”地点。此后，人们将设法使小行星偏离原来的轨道以避开地球。按照以往的习惯，科学家能够想出的最好办法可能就是往这颗小行星上发射一枚超级核弹，然后利用爆炸的反冲力改变小行星的运行轨道，或者干脆把这颗小行星炸得粉碎。但这样一来，人们又不得不考虑，在地球上空引爆核弹，可能会造成大面积的核污染。看来这种办法太冒险了，那么有没有什么更好的办法呢？

其实现在，人们已经想出了不少避免小行星与地球碰撞的方法，例如，已经有宇航研究机构制定了相关方案：发射一艘太空飞行器，利用其运行方式，对“阿波菲斯”小行星产生一股引力，使它偏离轨道而不会撞上地球：还有科学家提出：可以让太空飞行器与小行星保持相同的速度和方向，好让它们“并肩而行”。当两者达到相对静止的时候，用机械手臂去“推动一下”，改变它的运行轨道……各种想法哪种最好、哪种可行性最高，人们还没有最后定论，但毫无疑问，大家都在想办法为地球撑开一个“保护伞”，希望能更好、更安全地保护我们共同的家园——地球！

最新太空旅行法

有这么一个童话故事：一颗看起来并不怎么起眼的种子，被埋进了泥土里，只一会就长出了嫩绿色的小芽，然后开始迅速地长大，转眼工夫幼苗就长得跟成年大树一样高了，可是，它似乎并没有停下来的意思，反而越长越快，越长越高，终于冲破了云层，到达了天堂……

现在人们要进入宇宙，必须通过航天飞机才能实现，然而要进行一次航天飞行，却是一个非常复杂的过程，如果真能有个直接连接到天上的梯子，那样可容易多了。

这一梦想有望在2030年实现！届时利用先进的纳米碳管技术，人类将轻松“爬”上太空去旅行。海空之间的太空梯

其实，修建直接通往宇宙的太空梯一直是人类的梦想。人们想像中的太空梯是这样的：“一根长达数万千米的缆绳，一头拴在海洋中的平台上，另一头则连在太空中的一个平衡锤上。缆绳随着地球一起旋转，由旋转所产生的离心力来抵消地球的引力，它便得到一个向外的张力，于是，太空梯就在地球和太空之间竖了起来。机器人升降机将沿着太空梯升降，将卫星、宇航员送入太空。”

目前，美国的一家公司向修建“太空梯”这一伟大目标迈进了一小步：他们已经成功完成了对名为“达摩克利斯之剑”机械爬升器的试验。这是一个可以沿着一条系在高空气球上的长带子，随意爬上爬下的新型机器。此次试验被认为是为将来利用太空梯，在地球与太空之间运送货物所进行的先驱性试验。而且，试验是秘密进行的。

这家公司负责人表示：“试验在华盛顿东部的一个地点进行，之所以不透露试验地点，主要是考虑到安全原因。万一我们那个23磅（约10千克）机器人从绳子上掉下来，我们可不愿意看到有现场观众正好在它下面。”

这次试验使用了一个直径约为4米的气球，一个工作人员在地面上用安全绳将气球固定在空中，气球上还连接着一条用合成玻璃纤维制作的“绳梯”，机械爬升器沿着这条“绳梯”升降。

试验当天，爬升器成功地向天空爬了大约305米，试验相当成功。这次试验让该公司的研究人员充满了信心：还可以升得更高、应该可以利用热气球升到1500千米的高空。不过，他们还需要进行一系列的试验——对通信系统、射程传感器、全球定位系统以及气温和摄像系统等进行评估。完美的太空梯

太空梯研究小组清楚地认识到，在他们劳动成果被充分证明可以使用之前，他们还有很长的路要走。此次试验仅仅是朝着正确的方向迈出了一步，至少试验显示，硬件设计是正确的。但是，为了保证长长的太空梯牢固可用，还必须对太空梯材料提出更高的要求，幸亏纳米材料技术的出现为达成这一理想提供了一条“捷径”。

——坚固的梯身。为了这个目的，研究人员专门在美国新泽西州建立了一个纳米技术工厂。在这家工厂里，出乎人们意想之外的坚固材料正在—米—米地生产出来，现在最迫切要解决的难题，就是用什么样的方法把这些管子连接起来，要知道，管道连接得越长，对它的稳定性要求也就越高。

——想像不到的动力。太空梯上的那架升降机上上下下是需要动力的，但几乎所有的传统动力对于它都不太合适，要么是能量传送速度太慢：要么是能量在传送过程中消耗太大。在这个问题上科学家们想到了光：光在真空中的传播速度为299792458米/秒，根据爱因斯坦的相对论，没有任何物体运动的速度可以超过光速。这样的话，当升降梯上升到几万米光源充足的高空时，就不会有能量接济不上的情况发生了。

事实上，美国宇航局早在其“百年挑战”计划中，就提出了两项有关太空梯的设想，并且把这种想法设计成了一项科技竞赛：一项是“拴绳挑战”，另一项是“波束能量挑战”。“拴绳挑战”的目的是测试碳纳米管材料的强度和重量，而“波束能量挑战”则是测试以高强度光源为动力的太空梯爬升功能。每年都有不少大学和工业界的参赛队伍报名参加这项赛事的角逐。

目前，科研人员初步估计，未来数年内就可以完成太空梯的原型设计。但是，太空梯的升降梯制作则需要多花20年的时间才能完成。与此同时，“太空梯”也存在不少技术问题需要解决，例如：如何避免低空飞行的飞机撞上爬升器的缆索。有科学家就表示，可以在地球靠近赤道的位置建立浮动基地，以保持飞机的航线始终是500千米的距离。

人类的这一梦想真的会实现吗？期待着这一天的早日到来！

未来太空探索者

昆虫是生生不息自然界中的重要一员，它们在地球上已经生活了至少3亿多年，现在全世界的昆虫大约有100万种以上，占所有动物的2/3。昆虫在我们的生活中无处不在，其分布范围极为广泛，从赤道到两极，从海洋、河流到沙漠，甚至上到世界最高峰——珠穆朗玛峰，下至几百米深的土壤里，地球上几乎所有角落里都有昆虫的身影。

正因为昆虫有着极强的环境适应能力，因此科学家希望能模仿它们做出机器昆虫，以用来探测其他星球上的各种复杂环境。慢得像蜗牛的“勇气”和“机遇”

2004年1月，“勇气”号和“机遇”号探测车成功登陆火星表面，实现了人类探索太空历史性的突破。它们向地球每一次发送回来的资料数据，都足以让科学家们激动不已。

不过，凡事很难十全十美，这两辆探测车的行进速度实在让人难以忍受，在长达20个月的时间里，“勇气”号和“机遇”号分别只行驶了4.8千米和5.7千米。“机遇”号因为陷到一个30厘米高的沙丘而足足被困了一个月：为了攀登地面高度仅82米的小山峰，“勇气”号竟花费了14个月的时间，速度慢得就像蜗牛在爬。小昆虫大启发

制造机动性能好、功能多、耗电量少的探测车一直是科学家们努力不懈的追求。怎样才能制造出性能更好的探测机器人呢？科学家们想到了昆虫那超强的适应能力，一些研究人员打算向昆虫学习，把昆虫的这一特点运用到即将研制的机器昆虫上去。“机器昆虫”的雏形

在美国西部有一个专门研究生物机器人的实验室，这个研究团队正在研制一种有6条腿的机器人。它的外形看起来几乎就跟蟑螂一模一样，不过尺寸却被放大了近20倍。在实验室里，科学家们先利用慢镜头录像仔细分析了蟑螂的行动方式，然后将这种昆虫的关节结构全部照搬到了机器人身上。机器人的腿共分为5个部分，通过压缩空气促使机器人“腿关节”运转，但这种设计非常费电，也很复杂，任何一个部分失灵都可能使整个机器人瘫痪。

因此，科学家们打算把这个机器爬虫进行简化，制作出另一种机器人。把6条腿换成6个装着轮子的腿，每个“腿轮”由3条“小腿”环绕组成一圈，看起来就像带有缺口的轮子。随着轮子的转动，每个腿轮上的3只脚依次着地，推动机器人向前进。这样，机器人仅靠一台发动机，就可以驱使6个腿轮同时运转了，复杂程度也大大降低。

这种机器人的前部还装有2条触角，当碰到障碍物的时候，这两条触角能帮助它判断是绕开、爬过去、还是钻过去。机器人以中间两个腿轮的轴为分界点，分为前后两个部分，当它遇到较大障碍物时，还能像蟑螂一样将前半身抬起，后面4条腿负责提供前进的动力，前面2条腿负责向上攀爬——这些特征都使它和蟑螂的运动方式非常相像。

传统机器探测车还有其他一些缺点。比如，人们是在地球上，通过远程遥控对探测车进行控制的，这样会使每个指令从发出到返回，中间有40分钟的延迟。因此研制出能够完全“自我控制”的机器人是非常重要的，要想通过精确编程来控制6条腿的机器昆虫前进步伐，几乎是不可能做到的，科学家只好再次将目光转向了仿生学。“机器蝎子”诞生了

据说，德国不莱梅大学的机器人研制小组，在研究了多种动物运动的生物学机制基础上，正在制造一种有8条腿的机器蝎子。要知道，在动物体内因为有许多神经元连接在一起，所以才能控制肌肉有节奏地收缩和伸展，最终控制运动。机器蝎子体内，则通过电路来模仿这些神经元，产生有节奏的信号，控制发动机操纵每条腿上的关节运动。

机器蝎子内部装有许多传感器，用来探测身体、关节、足端的倾斜程度，这些信息再返回给电路进行处理，以确保机器蝎子能在起伏不平的地面上顺利行走。它可以平稳地走过岩石、沙地和陡坡，当传感器感到机器蝎子被绊住时，它们会马上启动预先设定好的程序进行复位。这种机器蝎子还有一个了不起的能力：如果不小心翻了身，它不会像真的蝎子那样动弹不得，它的腿可以翻转过来，使它继续行走。

英国航天中心的机器人专家说：“大约在15年内，轮式探测车就很难再胜任科学探索活动的要求。”这位专家正和其他仿生学家一起研究可能用于太空探索的仿生技术。他说：“为了保证太空探索任务源源不断地传回新数据，这种受生物启发的创新是不可缺少的，将来机器昆虫将在太空中大有作为。”

飞机逃生的“超级武器”

乘坐飞机旅行，可能是我们目前最为快捷的交通方式了，但由此而造成的一系列空难事故却也触目惊心。

2005年8月14日，塞浦路斯某航空公司一架波音737客机，在雅典附近的荒山上坠毁，机上115名乘客和6名机组人员全部遇难；祸不单行，在随后的第2天，哥伦比亚一架麦道82客机也在委内瑞拉境内坠毁，机上160人全部遇难，在2005年8月还发生过大大小小好几起航空灾难，就好像在这个月，全球航空业进入了一个灾难期。

航空事故如此频繁，使人们对乘飞机旅行产生了极大恐惧，航空安全也再次成为一个需要认真对待的严峻问题，随着科技的不断发展，该如何提高飞机的安全性呢？给飞机“背上”降落伞

人们遭遇空难时，降落伞可是一件逃生的工具。但是，在很多客机上是不会配备有降落伞的，因为降落伞的使用是需要专业培训的，但绝大多数乘客可能都不会使用，而如果有一个超级大的降落伞，能在紧要关头把整个飞机都带起来，这样是不是种解决问题的办法呢？

目前，美国航空航天局已经与飞机紧急降落伞系统公司合作，打算在30年后制造出一种特殊的、可用于小型飞机的“紧急降落伞系统”。当飞机失去控制时，机长可以马上打开降落伞，令飞机安全降落到地面，毫无疑问，那样空难事故会减少很多。

在实验中，科学家们把这种降落伞系统装置安装在一架小型飞机第二排座位的后面，它的强力绳索分别系住飞机的机翼、机身和机尾，降落伞可在1秒钟之内迅速张开。

加拿大科学家在一架无人驾驶的小型飞机上，模拟了一段飞机失事时紧急降落装置的效果：在一个狂风暴雨的夜晚，一架小型客机突然失控，眼看就要撞到大山上去，就在这紧急关头，驾驶员果断地使用了紧急降落伞系统，一个巨大的降落伞在飞机尾部打开了，小飞机在降落伞的“帮助”下终于慢悠悠地安全降落在山前一块平地上，飞机里的橡胶假人一点损伤都没有。

但目前这种“最先进的降落伞”只能负荷大约l800千克的重量，帮助一架只有900千克重量的小型飞机并不困难，但航空专家对这种降落伞能否用于大型客机还表示怀疑，因为大型飞机除了重量大之外，其速度也比小型飞机快多了。因此，研究人员的首要任务，就是发明出更为坚固耐用的降落伞，以适用于更大型、速度更快的飞机。未来用在飞机上的降落伞这不是恐怖爆炸

就在前不久，加拿大政府批准了一款新型喷气式飞机的设计专利。该方案中有一个非常令人感兴趣的设计，就是将客机、货机的最里层，改装成数个前后相通的密封舱，并在各密封舱结合部位的夹层中安装一种小型爆破装置，这可不是什么恐怖分子的劫机炸弹，而是一种为保障乘客安全设计的最新装置。

当飞机在空中遇到紧急情况时，飞行员只需按下一个控制按钮，这个装置就会发生小爆炸，使载有乘客和机组人员的密封舱完整地与机身分离开来。这些分离开的每一部分都配备有降落伞、震动缓冲器、膨胀筏和推进喷射装置，这些设备将引导密封舱缓慢落向地面，从而保障机上乘客的生命安全。

不过，这种“刺激”的装置我们现在还看不到，估计要到30年后去了。

人类只有在面对死亡的时候，才会感到自己的渺小，生命的脆弱。虽然有些意外的发生是人们无法预知的，但是防止发生意外却是可以做到的，希望以后这种意外尽量少些，最好不要发生！

时髦的太空宾馆

假如问：你最想去的地方是哪里？是中国西藏的布达拉宫、埃及的金字塔、还是美国的夏威夷海岸？也许你会说：“我最想到月亮上去看看‘嫦娥的宫殿’。”“太空旅游”正在西方许多国家兴起，其中乘坐太空飞船沿太空轨道飞行的价格为一个人2000万美元。目前，有好多位世界级大富翁已经纷纷向美国太空总署提交了太空旅行的申请。

太空旅游的前景十分看好，高额的利润也促使更多的商家把目光投向太空深处。为此，美国一个酒店业大亨正在筹建宇宙中第一个轨道太空宾馆，并准备在2030年发射到指定的轨道太空站，到时人类将拥有第一个太空宾馆！世界上最贵的住宿

据保守估计，这个宾馆最便宜的底层房间价格将为每人每天100万美元，最贵的则要790万美元。虽然价格不菲，但比起每人2000万美元的太空之旅，790万美元的房价将显得十分划算。在这个面积为330平方米的太空宾馆内，人们将看到地球以每小时2.8万千米的速度飞过窗边；能够亲身体验到最奇特的无重力环境；亲眼目睹地球家园的日夜更迭，而且在太空站公转一圈的90分钟里，有一半时间还能用肉眼远眺银河中那些平时难得一见的星星。

其实，早在几十年前就有人提出过类似的想法，当时人们只认为这不过又是一个科幻作家的最新作品罢了。然而，罗伯特·比奇洛正在赌上他全部财产中的5亿美元，他打算要在不长的时间里把这个梦想变成现实。“鹦鹉螺”太空轮

罗伯特·比奇洛一向对宇宙有着浓厚的兴趣。早在十几年前，他就把几百万美元投向UFO和超自然现象的研究，并在1995年建立了私人的“探索科学国家研究所”。会膨胀的“鹦鹉螺太空舱”

比奇洛打算建设的这座太空宾馆实际上是太空舱的一种。为了实现自己的伟大理想，比奇洛专门为此成立了一家“比奇洛航空公司”，太空宾馆的每一个设计、建造细节都将在这所公司里完成。现在就让我们以参观者的身份，参观一下这家公司吧！

比奇洛航空公司位于美国拉斯维加斯市郊，在那里，它拥有2栋厂房。其中的B大楼是该公司的半公开部分，而大部分实质性的工作都在A大楼中完成。

A大楼是一幢没有窗户的房子，占地面积有7400多平方米，里面陈列着比奇洛的宝贝——“鹦鹉螺太空舱”模块的全尺寸实体模型。这是两个13.7米长、直径6.7米的模块，它们藏身于大楼深处的黑暗中。走近细看，它们通体白色，上面还覆盖着美国国旗。太空舱旁边的楼梯引导着我们爬上去，进入它们的内部，领略有史以来最大的人造太空舱模块。“鹦鹉螺号”的内部空间比一般的太空舱要大，其原因在于它是由一种可以膨胀的材料制成。这种可以膨胀的太空站模块比原来的模块有几大优点：重量较轻，能够以一种被压缩的状态发射，这使得它们能够被小体积的运输工具带入太空，并且使太空站的空间更大。在火箭把“鹦鹉螺号“送上太空之后，爆炸栓将解开保护压缩外壳的包裹物。之后，安装在太空站核心部分的生命支持系统，将用可供呼吸的空气膨胀整个结构，把它从直径4.57米膨胀到6.7米。

太空舱中的能量来自折叠在舱两端的防护壁，防护壁表面被涂满了感光涂料，可以直接从太空光线中吸取能量。宇航员在舱内可以打开移动的面板设备，从而搭建一个三层的生活和工作空间。太空舱模块尾部的火箭发动机引擎，将最终把这个太空站送入既定的轨道，或者把它送上月球。取消的替代品成为新宠儿

其实这种基本构造在1997年就由施奈德工程师设计出来了，曾一度被认真地作为现役国际空间站的替代品。但是在2000年时，在没有做出任何解释的情况下，这个计划却被宇航局取消了。

比奇洛从美国宇航局买下了这个开发权，并且还新加入了一个太空行动协议，并设法找到了当时已经退休的施奈德。当施奈德看到比奇洛建造的太空舱模块时，他被比奇洛的认真所感动了。现在，每隔几周时间，施奈德和他之前工作的同事就会去比奇洛的工厂视察，给他提出建议。2040年开张大吉

据策划了2000万美元飞行之旅的美国太空探险公司人员介绍，以790万美元—人的价格，比奇洛每年可能拥有20到30位顾客。但是比奇洛说，他更愿意把他的太空站提供给任何感兴趣的企业，让一些科技公司、研究人员和想要在太空上拍摄电影的好莱坞制片人，在太空中拍摄电影、电视节目和广告。

让我们一起期待2040年1月10日——比奇洛太空宾馆开张日子的到来吧！

前往火星之路

人类在成功登陆了月球之后，又准备向下一个目标——火星进发了。火星是太阳系九大行星之一，按照离太阳由近到远的次序排列为第四颗。飞往火星，从技术上来说并不比登月更复杂，只是所需的燃料和供氧远远多于登陆月球这样，难度也就产生了。最早的登陆火星计划

前苏联早在20世纪60年代就制定了一系列飞向火星的计划，而且还设计了各种飞往火星的飞船，但最后却都因火箭发射失败而终止了。俄罗斯在20世纪90年代中期也制定过载人火星飞船计划。他们在“和平号”空间站上训练宇航员，以掌握在太空长期生存必需的技术，因为飞往火星来回至少要一年半时间。俄罗斯还打算在“和平号”上装配飞往火星的飞船，以减少从地面发射所需的动力，并和美国联合研究飞往火星的计划。火星直接登陆

美国远征火星的计划展开了将近40年，期间遭遇的挫折也不少，还曾一度打算把全盘计划推迟。不过，“奥德赛”号的成功登陆和各种发现为美国太空总署注下强心针，太空总署已准备在未来十年加快火星探索步伐，实现人类登陆火星的宏愿。

美国宇航局组织科学家们组成了研究载人火星飞行方案的专门小组。他们的方案叫做“火星直接登陆方案”，这和常用的登月模式有些不同。一般通常的太空登陆模式是：先发射一艘大飞船，到达星体附近后送出一个小登陆艇，之后再让大飞船在轨道上等待宇航员的返回。可是这些科学家们却认为这艘大飞船是完全不必要的，因为多造一艘飞船，就要多一次发射、多一笔开支；其次，把它留在轨道上还要消耗大量的氧气和燃料；最后，飞船上的宇航员还要面临失重和防辐射等问题，这样的话就会缩短在火星上的探索时间。

而他们新主张是，先用无人飞船送一座能生产水、氧气和生产燃料的甲烷小型化工厂到火星上，以减轻飞船携带生活原料的负担；然后再用另一艘载人飞船把宇航员送到火星上，利用小型化工厂提供的水和氧气维持生命；在火星上所生产出的甲烷又可以作为燃料，使宇航员乘飞船返回地球。未来的火星探险基地太空城堡中的出租车

不过研究小组提出，在火星表面生产大量燃料，以便返回地球的方案，增加了飞行的危险性和复杂性，而更强大的等离子助推火箭还要经过多年的研制才能用于载人宇宙飞船。

于是科学家又想出了一个折中的方案：在使用化学火箭作为助推器的同时，利用行星的重力作为增加飞船的推进力，也就是依靠地球和火星的重力给飞船增加推动力。为此，首先就要在绕太阳运行的轨道上建立几个周期性接近地球和火星的长期性空中基地——“太空城堡”，机组人员可在那里居住两年乃至更长的时间。

在“太空城堡”和火星或地球相接近期间，来往于行星间的旅行者所使用的小飞船，就可以像地球上的出租车一样，在星球和城堡之间往来。这种小飞船将使用离子推进技术，这样一来，不仅缩短了飞船的旅程，也无须携带或在火星上生产大量燃料，克服了使用化学火箭的弊病，且飞行时间还可以缩短。

尽管小飞船有这么多优点，但它的造价实在是太高了，很难和传统的登陆火星方案价格相比。而且必须进行大规模的投资，才可能把纸上的方案变为现实。登陆火星并不容易

登陆火星——人类还从未离开地球如此遥远，从心理上来看，这会对宇航员造成什么样的压力呢？人们能在狭窄闭塞的空间里融洽地相处两三年吗？火星探索还是男士优先，女性同胞的加入是否能协调气氛？这些先锋使者到达火星后需要用到什么设备和技术？知道火星大气层中含有大量的水分子是一回事，能把它们“挖掘”出来变成可饮用水，或是火箭燃料又是另外一回事。谁会是第一个把脚印印在火星上的人呢？他或者她很可能是美国人，因为在相当长时间内，只有他们才有这个实力和财力。

神奇的“火星植物”

伴随“神舟六号”顺利升空和返回，与航天相关的知识再次成为人们讨论的焦点。不过，现在科学家们又把目光对准了火星，他们可是准备去火星上面耕田种地去的！计划中的火星基地火星上也会有苹果

航天员进行外太空飞行前都要在航天飞机中储存大量的食物。可想而知，这些食物就算做得再精美也比不上新鲜食品可口，而且营养价值也未必高多少；另外，随着人类探索宇宙的足迹越来越远，今后宇航员很有可能在太空一待就是好长一段时间，这样的话，新鲜食物的供给对于“太空远途航行”就是一个重要的保障了。于是，有科学家想到：要是以后能够在月球，甚至火星上就地种植各种蔬菜瓜果，当宇航员前来进行考察时能就地采摘红红的大苹果，那可比吃罐头食品好多了。火星上种蔬菜？这是科幻小说吧？其实只要我们耐心等待50年就会知道这绝对不是科幻，因为到那时不光是宇航员，就连在超市里卖的蔬菜水果说不定也是在火星上培育出来的呢！钢筋铁骨的火球菌

为了尽快实现火星种植计划，美国科学家正在进行一项“改造植物生命”的研究，他们打算为地球上的植物植入一些可以忍耐各种极端自然条件的基因，这样，普通植物才能够经受住火星的恶劣环境。毫无疑问，50年后的宇航员一旦有了新鲜食物供给作为保障，他们探索太空的道路将走得更远。

研究人员打算用跨物种基因移植的方法，为植物植入能够忍耐极高或极低温度、辐射、干旱和异常重力环境的基因，使植物能在火星上生长，培育一个“外星生物圈”的基础。他们首先用喜欢热能量的火球菌初步验证了这一设想。这种细菌生活在海底火山口或热泉眼附近，能忍耐从0℃到100℃的极端温度。

在极热或极冷的温度下，大多数生物的细胞会出现氧化现象，过度的氧化会慢慢杀死细胞。而这种火球菌会产生一种过氧化物——还原酶，能抵抗住细胞的氧化，维持细胞的生命。因此，研究人员首先用烟草作为模型植物，将火球菌的还原酶基因植入到模型植物的基因组中。他们发现，增加了新基因的模型植物生长状况良好，并且能生成和火球菌一样的还原酶。

是不是很神奇？但这一成果还是被科学家们称为“非基础性的”，它只是开创了“设计极端条件下生存植物”的先例。研究人员还必须花费更多的时间，验证增加基因的“设计植物”能否真正经受极端温度的考验，以及新增的基因会不会对植物产生副作用，他们下一步准备将火球菌的更多相关基因植入到植物基因组内。太空植物除了要对太空冷热温度有所抵御外，还要能经受得住太空中强度非常大的辐射损害。

人们对于太空食品最大的担忧，就是其安全性，其实这个担心是多余的。科学家们解释说：太空食品的安全性不存在任何问题。因为，航天育种并不是经过人为方法使植物产生变异，只是通过一些科学手段，加速了植物需要几十年甚至上百年的自然变异过程。而且，国际原子能机构、国际卫生组织、国际粮农组织已联合认定：利用物理的、化学的等人工诱变技术培育的作物种子的安全性是毫无疑问的，完全达到规定指标要求，是可以让人放心的安全种子。

宇航员的健身房

过山车是公园里人人喜欢玩的游乐项目，那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。那为什么过山车在运行过程中，即使倒挂在轨道上也不会掉下来呢？因为过山车的运动包含了许多物理原理，人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理，其中最重要的就是引力。

坐在过山车最后一节车厢里的游客在参加这一项目时将获得“最为刺激的一份礼物”——事实上，体验过山车下降的感受在其尾部最为强烈，因为当过山车从轨道上俯冲下来时，车尾通过最高点的速度比车头要快，这是由于引力作用是作用于过山车中部的，这样，坐在最后一节车厢的人就能够快速地达到和跨越最高点，从而产生一种好像被抛出车外的感觉——神奇吧？

目前宇航科学家们正打算把过山车的这种特性利用到宇航员平时身体训练当中去。并不舒适的太空生活

大家都知道，我们之所以能够在路上随心所欲行走、跑步、跳跃，是因为地球上有地心引力。而太空中却没有地心引力。所以宇航员在太空中长期都处于失重的环境下。但是，成天飘在空中“生活”，会导致肌肉出现萎缩，骨骼也会变得更加脆弱，这种现象即使在宇航员返回地面后，依然需要很长时间才能使身体恢复到正常状态。不管是在空间站，还是在登月、登火星这样的长期太空旅行，如果不采取必要手段，那么宇航员身体某些部位的肌肉萎缩率将可能高达25%；而且如果航天飞船在返回地面时出现紧急情况，宇航员们将面临更大的危险：此外，心脏也会在长期的太空旅行后变得虚弱，宇航员返回地面后有时还会因为站起来的速度过快而发生晕厥。为了保证健康，目前宇航员在太空中每天都要做两个小时的运动。太空中的健身器

现在，科学家们正在开发一种新的方法，能让宇航员在太空做运动时，感到好像就在地球上一样，这是因为这套新开发的人力系统会产生一个类似地球重力的环境。美国科学家们正在计划设计一个名字叫做“太空转轮”的装置。他们希望这种运动装置能在加强宇航员肌肉锻炼的同时，也能保证宇航员心血管系统的健康。“太空转轮”就像一个大的离心机，中间是一个转轴，一端是一个自行车状的装置，另一端则是一个平台。通过蹬自行车，“离心机”开始旋转，自行车和平台都向外晃荡起来。根据旋转速度，人力离心机可以产生0.5千克至2.5千克的人工重力。这时，一个宇航员在太空转轮的一头做蹬自行车运动，在另一头平台上的宇航员又可以做下蹲运动了。正在参加健康实验项目的宇航员人工重力新用途

目前条件下，宇航员只能用皮带将自己绑在健身自行车的座椅上做运动，但这很不舒服，如果有了人工重力，宇航员就可以像在地球上一样自然舒适地骑在自行车上：在失重的情况下，做举重锻炼没有任何意义，为此宇航员使用一种有弹性的“健身练力带”来进行锻炼，但在以后“健身练力带”也不需要了，因为在新的设备上做下蹲运动，需要抵抗的重力甚至比在地球上还大。而且，在这种环境下锻炼可以在更少的时间内取得更好的效果。

现在科学家正在研究，在这种离心机上做下蹲运动会不会达到在体育馆举重的效果——看来他们还打算在将来，把这种设备运用到训练参加奥运会的运动员身上；今后几年他们还将把因腿部肌肉萎缩，而使用拐杖的人作为研究对象，从而考察下蹲运动是否能恢复肌肉机能——这个目的也是想使这种设备真正造福全人类。

不过，这种旋转对于空间站或者航天器可能会产生一个反向的扭转，这样对航天器可不会产生什么好的后果，科学家们目前正在研究如何在装置上消除这种影响。而且从另外一个角度考虑，太空中所有资源都是很宝贵的，如果设法让宇航员的体能不被白白消耗掉，利用宇航员在健身时产生的能量进行人力发电那岂不更好！

未来的航天飞机

航天飞机是可以重复使用、往返于地球和太空近地轨道之间，运送人员和货物的飞行器。它可以把维修太空望远镜的人员运送到太空上去，还可以顺便为在月球上辛勤劳动的宇航人员送点慰问品等等。正在设计中的未来航天飞机

航天飞机通常设计成火箭推进的飞机，返回地面时能像飞机那样下滑和着陆。航天飞机的出现为人类自由进出太空提供了很好的工具，是航天史上的一个重要里程碑。但现在使用的航天飞机也有许多不足之处。

1986年，就在“挑战者”号航天飞机爆炸事故发生数周之后，当时美国总统里根就宣布了要开发新型航天器的计划。30年后，这种新式的航天飞机将在大气层边缘处飞行，估计它从美国华盛顿飞到日本东京只需要2个小时。它的飞行速度将是声速的25倍，能够十分轻易地进入或离开飞行轨道。它不再需要像以前那样携带庞大的外部燃料箱和助推器，这样的话，它的安全系数将得到大大的提高。航天飞机亟待改进

到2002年9月，新一届美国政府又宣布了一项取代航天飞机的计划。一方面是在10年之内开发出一种“轨道太空飞机”，与前美国总统里根的“国家航天飞机”计划不同的是，它将使用常规的运载技术：另外一个方面就是进行全新的系统设计研究，但并没有对何时能研制出这样一套新系统设定严格的时间限制。

但在2003年2月1日美国“哥伦比亚”号航天飞机再次失事坠毁之后，这些计划再一次发生了变化。人们期待在未来，航天飞机应该更像是普通的飞机。

由于有了“哥伦比亚”号航天飞机的失败教训，航天飞机在大气层中的可操纵性，以及它重新进入大气层时，能否忍受高温就理所当然成了关键性的问题。

30年后，航天飞机的外形更会像是一个长了翅膀的砖块。它生硬的外形会在重返大气层时产生强大的冲击波，这有助于机身免受周围大气层摩擦的破坏：而如果它们的外形和飞行方式类似于高性能喷气式飞机，那么其机翼前沿的温度将远远高于目前大约1600℃的水平。针对这些，科学家们正在研究一种新型的复合陶瓷材料，这种材料可以忍受将近28000℃的高温，但目前这种材料还比较脆弱，而且很笨重，要想真正将它们用到外形圆滑的航天飞机上，还有很多的研发工作要做。超音速冲压式喷气发动机

然而科学家们遇到的技术障碍还远远不止这些，如何让航天飞机安全进入轨道才是首要的难题。为了克服地球引力的作用，航天飞机必须加速到每小时4万千米以上的速度。

要想飞得快，首先就要解决重量上的问题。数十年来，工程人员们绞尽脑汁，力图解决飞行器的重量问题。由于燃料占了助动火箭重量的绝大部分，最好的解决方法就是使用一种重量轻、效率超高的推进剂。

新一代的航天飞机不会再携带大量的液态氧，而是在超音速状态下在大气层中随时吸收氧气，再进行压缩，然后使用一个特殊的气缸，与航天飞机自身携带的液态氢进行燃烧。在加速到声速的若干倍之后，飞机将会竖直向上升入轨道。这种新颖的发动机设计称为“超音速中压式喷气发动机”。

除了减轻燃料携带量以外，减轻航天飞机自身的重量也是一个可行的途径。20世纪末期，美国科学家们就设计出了能够以“单级推进方式”进入轨道的轻型航天飞机。

这种航天飞机是用石墨和环氧树脂复合材料做成的，重量只是常规航天飞机的一半还不到。但是在1999年进行的试验中，用这种材料做成的氢燃料箱壁发生了破裂。在已经花费了10多亿美元的经费以后，人们只能被迫放弃了这一计划。轨道太空飞机的研究

现在美国宇航局的航天飞机替代计划比以前要保守得多。它不再将全部的资金和时间都押在先进的引擎或轻型复合材料上，而是计划建造一个小型航天飞机，命名为“轨道太空飞机”。这种轨道太空飞机将被捆绑到常规的一次性火箭助推器顶部，发射到太空中。该计划的目的是要让它先作为国际空间站的“救生艇”，过一段时间以后，再作为空间站人员轮换使用的常规运载工具。“哥伦比亚”号的失败几乎给美国的载人航天计划以致命的打击。但专家们可以肯定的是，在研制新式重复使用式航天飞机的过程中，所遇到的技术障碍是能够解决的。同时他们也指出，只有当计划的倡导者以一种审慎的目光看待目标时，他们才有可能获得成功。

宇航员都是“superman”

一想到“超人”，我们眼前就会浮现出这样的画面：红色的披风配上蓝色的紧身衣裤，“超人”飞翔在蓝天中为世界和平努力奋斗着……这套衣服是“超人”最显著的标志，就连我们未来宇航员的衣服都要向它看齐了。

一提到宇航员，我们就会想到那是一个带着透明大头盔，穿着厚重宇航服，在月球上缓慢行走的人……不过，现在科学家正在试图改变宇航员的这种形象。30年后，我们在电视上看到的宇航员，将身着一种类似紧身衣的轻薄高科技防护服，而且这种太空服还能根据周围环境的不同来改变颜色。有点像“超人”紧身服

美国研究人员目前正在研发一套“生物服装系统”。在这种类似于“人类第二层皮肤”的衣服，表面上喷有一层可被有机生物分解的涂层，该涂层能够在布满灰尘的行星环境中保护宇航员。而且在这种所谓的“第二层皮肤”中，还能嵌入由电力驱动的人工肌肉纤维，以此增强宇航员的力量和耐力。这样的话，宇航员就能轻而易举地完成许多现在靠机器才能完成的吊装工作。

此外，“生物服装系统”中还能内置有通信设备，生物传感器、电脑以及用于太空漫步等舱外活动的攀登工具等。

对于这种设计，科学家给出了一种新型的设计理念：“我们去月球和火星，并不是为了呆在太空舱里，进行舱外活动才是我们的主要目的。我们需要给宇航服瘦身，让它变得就像是人身上的第二层皮肤一样，从而让宇航员行动自如。”灵活性和重量小是关键“生物服装系统”和传统的宇航服一样，也是由一套宇航服和一个增压头盔两部分组成，但头盔和衣服的结构却和现在的又大不相同。

宇航员穿上量身定制的、具有弹性的“生物服装”后，还会再套上一件“硬壳”背心。背心上装有一个便携式生命支持系统，给身体提供气体反压力。气压能够自由流入头盔，以及通过置于“生物服装”的气管进入手套和靴子内部。未来宇航示意图

今天臃肿的宇航服对宇航员的活动限制很大，此外，宇航服的重量也是限制宇航员活动的重要因素。“虽然在重力较小的环境中，那些限制不能算是大的障碍。但是对于一套先进的、用于月球和火星的探索宇航服来说，灵活性和重量小是极为重要的。”

从事这一项目研究的科学家们认为，把研究成果转化成能够实际运用的宇航服，关键在于一些技术进展。而制作“生物服装系统”所需的开放式泡沫材料、记忆合金等智能材料以及电子编织技术在过去几年里都获得迅速发展。让二氧化碳自动转为氧气

现在的宇航员如果要出太空舱，在太空里行走作业，要么背上一个重重的氧气瓶，要么通过一条呼吸导管与太空舱相连，由太空舱向宇航员提供所需的氧气。这样一来，宇航员的行动就受到了很大的制约；舱外作业也充满了各种危险，万一呼吸管道裂开一个小小的口子，宇航员的生命就会处在极度危险之中了。

科学家们最终希望，让宇航员与宇航服之间，能够实现像人与地球植物那样的共生交互作用——宇航员呼出的二氧化碳和水蒸气，在宇航服内能被容易地重新转化成为可呼吸的氧气。

到那时，宇航员们才能真正发挥他们全部的神奇本领，在广阔无垠的宇宙里为科学探索努力工作。

二、环境能源

天上的风力发电站

还记得那个骑着一匹老马，勇敢同“敌人”——风车作战的骑士堂·吉珂德吗？有人认为他是个笨蛋，竟然把风车当成妖怪；但很多人却敬佩他的勇气，因为他不顾别人的嘲笑，努力朝着自己的理想前进。荷兰的风车

当然这里可不是介绍堂·吉珂德，而是故事中的另一个主角：风车。风车大家都很熟悉了，一间有着三角顶的小房子，上面装了一个好像电扇扇叶样的东西，这就是风车了。世界上以风车闻名的国家就是荷兰，人们习惯把荷兰称为“风车之国”。风车发电面临的困难

最早的风车是用来帮人们提水灌溉的，然而，现在大多数风车被人们用来发电，因为风能是世界上最不缺的能源之一，另外还没有污染环境的问题。根据报道，目前全世界风车发电的装机容量已经达到了5万兆瓦，大约相当于50个核电站。但是，这种没有污染的能源利用，还是面临着不少问题。例如：它会产生很大的噪音，每次叶片旋转的时候，就会干扰附近通讯信号的接收；另外还由于自然界的风力常常不够稳定，导致风车实际发电率很少能高于三成。假如风刮得过大，类似台风和龙卷风什么的，那结果就更惨了，风车往往就会“夭折”。风车应该飞上天去

为了解决风车发电的这些问题，科学家们想到了很绝妙的解决办法：澳大利亚的一位工程师建议把风力发电机放飞到空中，而不是安装在地面上。这是为什么呢？

原来，在5000米到15000米的高空中，风是以每小时320千米左右的速度流动着的，如果风车能在这一高度发电的话，估计发电效率将达到80%到90%。目前，他已经与其他3位工程师开始合作，在美国创办了“天空风能公司”，以实现这个“异想天开”的发明。

他们研制的设备取名为“飞行发电机”，它由1个架子和4个螺旋桨组成，根据这位工程师的设想，到时这个飞行发电机将像风筝一样，在风中不停地盘旋。每个螺旋桨直径均为40米，完全用碳纤维、铝合金、玻璃纤维等航空材料制造。

同时与地面相连的“风筝线”具有固定发电机和传回电能两个作用，这些线约10厘米粗，内层是导电的铝丝，外层则包着极为坚固的纤维。这个飞行发电机约重20吨，起飞的时候，由地面向其供电，使螺旋桨旋转，就像直升飞机一样带动整个结构升空，达到预定的高度后，倾斜40°左右，这时候一方面利用风产生的升力继续维持这个高度；另一方面利用风力带动螺旋桨发电，然后把2万伏特的电压传到地面上。便宜的电

现在电价越来越高，那么通过这个“大风筝”发的电也会很贵吗？以目前对“天空风车”28l万瓦的设计发电能力、一般美国城市上空80%的风力发电率计算，每度电的成本约为1.4美分，绝对比用其他发电燃料来发电便宜得多。

这位充满着奇思妙想的工程师还曾在澳大利亚试验了一种初级空中发电机，不过当时的设计相对简单，只能在低空试飞。而高空发电机的设计要更为复杂：需要计算机来控制平衡，再通过全球卫星定位系统定位；要保证在恶劣天气与机械故障情况下能进行方便的维护，还要避开闪电电击带来的损失。

根据“天空风能公司”的计划，只要获得了美国联邦航空局的批准，他们就将在2年内建造出一个功率为200千瓦的发电机原型，并在美国上空进行试验。出乎意料之外的还有：这种发电机造价成本非常低，只需大约400万美元。而我们现在用途最广泛的火力、电力发电机造价都在上千万甚至上亿元！

如果30年后有一天，当我们抬头看到天上正飘着一台台风车时，千万别以为是在做梦啊！因为那正是“天空风车”在为我们提供干净、便宜的电力。

海洋的未来

大家小时候都被问到过这样的问题：“长大以后想做什么啊？”答案是各种各样的，什么科学家啊、医生啊、律师啊等等，反正是什么神气就回答什么。其实每个人都有属于自己的未来，大海当然也不例外了。这个人类在地球上的最后边疆，未来会是什么样子的呢？

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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