“接地氣”的太空技術(shù)

王治鈞

?聯(lián)合國(guó)所有成員國(guó)一致同意的17個(gè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，也是2030年前全世界的優(yōu)先目標(biāo)

你知道嗎，那些看似離我們非常遙遠(yuǎn)的太空技術(shù)，其實(shí)已經(jīng)被應(yīng)用在地球生活的方方面面，幫助我們解決了很多棘手的問(wèn)題。本期將帶大家一起看看來(lái)自美國(guó)麻省理工學(xué)院的丹妮爾·伍德（Danielle Wood）在TEDx活動(dòng)中，為我們分享了哪些太空技術(shù)在生活中的應(yīng)用。

?2013年，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“海燕”襲擊菲律賓時(shí)，摧毀大量建筑，此時(shí)就需要應(yīng)急式衛(wèi)星技術(shù)來(lái)參與災(zāi)后修復(fù)和重建?

為了實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國(guó)制定的17個(gè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，人類需要解決大量現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，而太空技術(shù)中的一些科技產(chǎn)品和服務(wù)可以發(fā)揮事半功倍的作用。

空間通信是一種以航天器（或天體）為對(duì)象的無(wú)線電通信，比如衛(wèi)星技術(shù)已經(jīng)徹底改變我們的日常生活，使國(guó)際和國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途電話、視頻傳送、流媒體以及衛(wèi)星電視和廣播融入生活的每一個(gè)角落。

在地球上的大多數(shù)地方都可以使用電話和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，平時(shí)你會(huì)把這當(dāng)成空氣一樣正常。但是在災(zāi)害來(lái)臨或?yàn)?zāi)后重建的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)通信衛(wèi)星對(duì)人類來(lái)講已經(jīng)不可或缺。

20世紀(jì)初，一場(chǎng)颶風(fēng)就能造成近萬(wàn)人傷亡。而如今，衛(wèi)星技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率大大提高，并可助力政府提前預(yù)警、個(gè)人提早預(yù)防，不僅可以減少經(jīng)濟(jì)損失，還能挽救數(shù)萬(wàn)人的生命。

另外，空間站的航天員能拍攝到風(fēng)暴和火災(zāi)等災(zāi)害的圖像，記錄云層覆蓋、洪水和土地的變化;一些特殊的攝像機(jī)甚至可以拍攝到地球的夜間圖像，方便檢查災(zāi)后城市的電力恢復(fù)情況;閃電成像傳感器還可以監(jiān)測(cè)閃電的分布和變化，用來(lái)預(yù)報(bào)惡劣天氣。

這些從太空中獲得的圖像和數(shù)據(jù)，提供了全新的視角，有助于我們對(duì)災(zāi)害作出更明智的反應(yīng)、進(jìn)行更多更準(zhǔn)確的科學(xué)研究。

地球觀測(cè)衛(wèi)星可以為農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、淡水、林業(yè)管理，以及對(duì)非法采伐、非法采礦、偷獵等行為的追蹤，提供信息支持。比如，定位衛(wèi)星可以幫助科學(xué)家追蹤動(dòng)物，從而更好地保護(hù)它們。

另外，地球觀測(cè)衛(wèi)星還可以監(jiān)測(cè)溫室氣體、關(guān)鍵氣候指標(biāo)，以及地球生態(tài)系統(tǒng)的整體健康狀況，為應(yīng)對(duì)氣候變化提供科學(xué)依據(jù)。而且，地球觀測(cè)衛(wèi)星可以監(jiān)測(cè)周邊環(huán)境，也與我們的生活息息相關(guān)。

?通過(guò)衛(wèi)星攝像頭拍攝的美國(guó)堪薩斯州的農(nóng)業(yè)用地?這只海龜裝載了定位系統(tǒng)，可以接收定位衛(wèi)星發(fā)來(lái)的位置信息，將位置信息通過(guò)通信衛(wèi)星發(fā)給研究人員，他們可以利用這些資料，制定更好的政策來(lái)保護(hù)動(dòng)物

值得注意的是，大部分的地球觀測(cè)衛(wèi)星并不會(huì)“拍攝”照片，而只是進(jìn)行測(cè)量并獲取數(shù)據(jù)，然后將這些測(cè)量結(jié)果輸入復(fù)雜的計(jì)算機(jī)模型，生成美麗的可視化圖像，再由研究人員進(jìn)行分析。

我們還可以查看全球大氣中的鹽分、煙氣以及沙塵，或者全球降雨和降雪圖，甚至是陸地和海洋植物在一年中的變化。

衛(wèi)星能夠捕捉和收集到占地球陸地面積37%的農(nóng)業(yè)區(qū)數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)和衛(wèi)星技術(shù)可以幫助應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害。衛(wèi)星圖像甚至可以通過(guò)每個(gè)像素的放大視圖識(shí)別作物產(chǎn)量，讓農(nóng)民了解何時(shí)澆水、施肥和收獲作物。研究人員可以利用降水和植被的信息來(lái)推測(cè)地球上哪些地區(qū)處于饑荒或干旱，并把這些信息提供給救援組織，以便準(zhǔn)備應(yīng)急食物，防止饑荒情況惡化。

空間站是唯一可用于長(zhǎng)期微重力研究的實(shí)驗(yàn)室。在過(guò)去的20年里，空間站不僅幫助我們探索更遙遠(yuǎn)的太空，也讓在地球上的我們從中受益。一些能夠保持航天員健康的科技還可以促進(jìn)某些基礎(chǔ)疾病的研究，應(yīng)用在地球上之后就能逐漸改善我們的身體問(wèn)題。

?國(guó)際空間站尿液處理器蒸餾裝置

當(dāng)航天員處于微重力環(huán)境下，骨骼和肌肉會(huì)變?nèi)?，心血管系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)也隨之發(fā)生變化?？茖W(xué)家通過(guò)跟蹤研究微重力環(huán)境下的肌肉萎縮和骨密度流失等病癥，以及細(xì)胞和蛋白質(zhì)對(duì)藥物的反應(yīng)，并對(duì)比地球上正常衰老、久坐不動(dòng)引起的骨質(zhì)疏松癥等疾病，研制出很多創(chuàng)新藥物。

空間站的生命支持系統(tǒng)旨在為機(jī)組人員提供清潔的空氣和水，所以，水的回收過(guò)濾系統(tǒng)至關(guān)重要。其大致過(guò)程是：尿液在尿液處理器蒸餾裝置中沸騰，然后送至水處理器，該處理器將其過(guò)濾并進(jìn)行化學(xué)純化，最終成為人類可飲用的水。這可以降低從地球運(yùn)送飲用水的需求。目前，空間站內(nèi)高達(dá)90%的廢水可以被回收、凈化和循環(huán)利用。該技術(shù)也應(yīng)用于地球水的處理系統(tǒng)，在全球貧窮或干旱缺水地帶，都需要這些先進(jìn)的過(guò)濾和凈化系統(tǒng)。

太空是人類靈感的無(wú)限源泉，起初為太空任務(wù)開發(fā)的一些技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)被應(yīng)用在日常生活中，比如假肢、智能手機(jī)鏡頭、嬰兒奶粉、記憶泡沫、太陽(yáng)能電池、鐳射視力矯正手術(shù)、防刮鏡片、空氣凈化器等等。這些技術(shù)在幫助我們應(yīng)對(duì)氣候變化、環(huán)境污染、能源短缺等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出科學(xué)家最初設(shè)計(jì)時(shí)的構(gòu)想，這充分證明了太空技術(shù)是可以惠及全人類的。

設(shè)想一下，如果有機(jī)會(huì)從太空俯視我們的星球，見證人類取得的技術(shù)進(jìn)步，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上，地球是一艘“巨大的宇宙飛船”，而地球上的“工作人員”——我們，需要齊心協(xié)力，一起攜手應(yīng)對(duì)當(dāng)今的種種挑戰(zhàn)。

（責(zé)任編輯 / 王佳穎? 美術(shù)編輯 / 周游）