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糖尿病患者福音!太空中這個實驗竟有這么多好處…

2022年03月26日 14:19

3月24日,中國空間站“天宮課堂”開展第二次太空授課活動,繼續(xù)采取天地對話方式進行。

一個個太空實驗,既有趣,又干貨滿滿。

就連我們可愛的冰墩墩都上太空了,還“被迫”淪為教學工具,就為了給你解釋這個重要的定律!

要是還背不下來,那可就對不起太空營業(yè)的冰老師了!

冰墩墩被拋出后奇怪的事情發(fā)生了?

在太空拋物實驗中,王亞平老師將頂流的冰墩墩作為教學工具,輕輕一撥,便讓冰墩墩輕松的做了幾個后空翻,這要是在地面上撒手,離開手的冰墩墩恐怕早就掉落在地上了。

接著王老師又將冰墩墩向一個方向輕輕拋出,同樣的冰墩墩并沒有像在地面一樣向“下”掉落,而是沿著拋出的方向近似勻速的向前運動,這是為什么呢?

這就要用牛頓第一定律來解釋了,牛頓第一定律又稱慣性定律,大家還記得我們初中的物理書里的定義吧!一切物體在沒有受到外力的作用時,總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。

當冰墩墩被沿著一個方向拋出后,所受的地球引力和其他天體的萬有引力提供了做勻速圓周運動的向心力,這個向心力使冰墩墩和空間站圍繞著地球旋轉,但在空間站內看起來,以空間站作為參考系,冰墩墩是基本沒有加速度的,由于冰墩墩具有向前慣性,它便可以近似勻速直線運動了。若是松手的過程中不對冰墩墩施加作用力,那冰墩墩就會一直保持靜止狀態(tài)。

為什么王亞平老師會在課程中一直嚴謹?shù)貜娬{是“近似”勻速直線運動呢?這是因為雖然天宮號在太空上,但空間站內還是會受到其他作用力的影響。

舉個例子來說,空間站里的空氣在冰墩墩向前運動時會對墩墩施加一個向后的非常小的阻力,這就是空氣阻力,如果空間站足夠“長”,冰墩墩在向前運動過程時,速度會逐漸減?。赡軙掷m(xù)很長時間),最終會和空間站保持相對靜止狀態(tài)了。

從太空中看月亮會更大更亮嗎?

相較于在地球上在太空中是不是會離月亮更近,月亮看上去會更大呢?

不是的,月亮距離地球有38萬公里,而中國空間站距離地球只有400公里,這點距離與38萬公里比起來可以忽略不計了,因此在空間站上看月亮和在地球上看月亮,月亮是一樣大的。

但是由于沒有大氣和云層的干擾,在空間站上看到的月亮會更清晰、更明亮!

地球上看到的月亮(來源:作者拍攝)

失重環(huán)境能給人類帶來什么好處?

在失重的環(huán)境下物質可以混合的更均勻

就像王亞平老師做得水油混合實驗一樣,在地球上水和油不能均勻混合,會在重力作用下由于密度不同從而分層。

在失重的環(huán)境中,混合物可以混合均勻,能制造出在地面上無法實現(xiàn)的特種合金。

圖庫版權圖片,不授權轉載,請聯(lián)系原作者

在失重條件下晶體生長的會更均勻

“太空蛋白質晶體生長”實驗是全世界載人航天活動中的重要科研項目。

在地面上受重力影響,制取純而大的蛋白質晶體難度特別大,而在太空失重條件下,蛋白質晶體可以比在地球上生長得更純凈,體積也更大。

在國際空間站上也開展了促進蛋白質晶體增長的實驗,比如胰島素的結晶,生長在太空的胰島素晶體品質高,可以形成不同于胰島素單體的六聚體胰島素晶體,相比單體胰島素,在注射后六聚體可以逐漸溶解以將單體輸送到血液中,這為開發(fā)具有更慢遞送速率的新型胰島素提供了潛力,從而對糖尿病人獲得更好的治療具有重要意義。

地球生長的胰島素和太空生長的胰島素(來源:doi.org/10.1016/0022-0248(96)00325-9)

微重力冶金獲得新奇特性的金屬

人類對金屬進行冶煉已有幾千年的歷史了,隨著航天技術的發(fā)展,逐漸開始在太空進行金屬冶煉。

空間冶煉也叫宇宙冶金,是在航天飛行器中特定的超高真空和失重的太空環(huán)境中對金屬進行冶煉,重力引起的多種干擾均可消除,以獲得具有新奇特性的金屬。

蘇聯(lián)于1969年在聯(lián)盟6號飛船上完成了空間微重力條件下的焊接和合金熔化凝固實驗,開創(chuàng)了人類空間冶金史。在外太空微重力條件下,表面張力和擴散成為主要控制因素。在微重力條件下,密度差別不會產生重力沉降或者浮力引起的上浮,因此液體中的氣泡不會由于浮力的作用而向上運動。例如:泡沫金屬材料,由于密度小、吸收沖擊能力強等優(yōu)點受到了廣泛重視。

航天夢,中國夢,

全球關注,舉世仰望。

星空璀璨,神舟閃耀。

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