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第18章 世界未来科技(4)

“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790万美元一人的价格,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!

未来的核电站

大家都知道,第二次世界大战末期,在1945年8月6目和9日,美国两架B-29轰炸机在日本广岛和长崎投下两颗原子弹,最终迫使日本无条件投降。原子弹爆炸的威力震惊了全世界——几乎整个城市连同14万人的生命都在巨大的爆炸声中灰飞烟灭。原子弹爆炸产生毁灭性能量的方式,实际上和太阳产生能量的方式是一样的。之后,在1954年前苏联建成了世界第一座试验核电站;1957年,美国又建成世界上第一座商用核电站。从第一颗原子弹爆炸到第一座核电站的建立,科学家花了大约10年的时间。

但是传统的核电站也充满了危险,经常会因为核泄漏而严重破坏环境,本世纪内地球上可供开发的石油资源面临干枯,那么新型的核电站是否能及时出现并投入使用呢?科学家给我们的承诺是:50年以后。

2005年6月28日是值得纪念的日子。因为这一天,来自欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国和中国的代表们在俄罗斯首都莫斯科达成共识,最终决定在法国南部的卡达拉什,建造一个耗资130亿美元的实验性核电站。这可以说是人类在新型核电站研究道路上,迈出的关键一步。

核电站的最大优势——安全

与传统核电站相比,新的核电站有安全、无污染、高效三大优点。传统的核电站之所以危险,是因为它随时都处于一种“临界状态”,这种临界状态一旦被打破,投入的核燃料超过了临界限,就有可能发生爆炸;其次,传统核电站的原料还具有辐射性,泄漏出来会成为威胁周围人群健康的“隐形杀手”。

而新的核电站则永远会处于“次临界状态”,也就是离爆炸的临界线还有很远的距离,所以很安全。它就像是一个煤气炉,加入的燃料是被多次、缓慢烧尽的;而且,在任何时候管道里的燃料都非常少,如果燃料供应被阻断那么火焰还能够持续燃烧几秒钟的时间,不过这时候任何设备的运作都将停止。由于没有多余的燃料,所以煤气炉才不会爆炸。

新的核电站几乎不会给环境带来任何负面影响。一个100万千瓦的新核电站运行一整年,仅仅只需要大约100克的核燃料,同时还不会有温室气体或其他污染排放物。而要发出同样的电,一个燃煤发电厂大约需要150万吨的燃煤,同时还要产生大量的二氧化碳。

更重要的是,科学家目前已经可以从海水里面很容易地提取核原料,所以新型核电站所需要的原料几乎可以说是无穷无尽的。

必须解决的两大难题

但要使新型核电站正式投入实际发电,还面临两个问题:第一是维持长时间的超高温很困难;第二是现在还找不到能够长时间承受极端高温辐射的材料。

正在建设中的新型核电站要使新核电站进行发电,其必要条件是使燃料炉里的温度达到1亿摄氏度左右的高温——原子弹爆炸的中心温度超过1亿摄氏度,但是显然不能用这种爆炸的方法来达到高温。现在,科学家普遍研究的是一种叫做“托卡马克”的装置,它在物理学上又被称为“磁线圈圆环室”,那是一个由封闭磁场组成的“容器”,可以依靠超级导电电流产生的强大磁场来产生高温。

在世界上仅有的几个“托卡马克”装置中,达到3~4亿摄氏度的高温都已被实现,都比发电站所需要的温度高出许多。但不尽如人意的是,这样的高温持续时间都很短暂,而新型核发电站则是需要持久稳定的高温,“要得到更持久稳定的高温,目前看来惟一的方案就是增加设施的大小,因为磁场的强弱是随着电流强度增加而增加的。”

其次是材料问题。发电机的内壁上覆盖有一米多厚的“地毯”,其作用是把发电反应释放的辐射转化为热能,然后再进一步转化为电能,科学家们准备测试组成“地毯”的材料。但要研制出这种由成熟的抗高温、抗辐射材料织成的“地毯”,大概还需要20年的时间。

目前已经成熟的发电技术,其主要原料在地球上的全部储量也仅够维持数百年之用了。地球上目前剩下的石油能源也还能使用50年,这50年恰好是科学家研究核电站能源民用化、大众化所需的时间。

科学家担心地说:“因此,全人类最终走向主要依赖于新发电站的能源是一个必然趋势。如果此项技术还无法在传统能源耗竭之前得到应用,人类将面临着因为能源枯竭而灭亡的危险。”

未来环保人人参与

由于工业的不断发展,环境污染也越来越严重。社会各界对环保问题也更加关注了,每个行业都在积极地进行环保行动。于是科学家们把目光投向了广阔无垠的大海,那么他们又都在做些什么呢?

生物学家的努力

目前生物学家们又开始忙碌地寻找一种能在全球消除环境这是一座大型的废料加工厂污染的新方法了——新兴的生物工艺技术,这种技术实际上就是利用一些已有的原料或废料进行再生产,再回收利用,也就是我们经常说的废物利用。这种方法可能成为生物学家们的首选方法。例如:在日本,他们开始对微藻进行专门的培养,因为微藻的生长环境里有大量的二氧化碳气体,将这些二氧化碳收集起来,把它们进行分解、产生新的有用的物质,就可以作为重新使用的能源。这样,大气中的二氧化碳就可以循环使用,也就能变害为利了。

矿物学家的工作

最令人耳目一新的还要算是德国矿物学专家希伯尔兹的“矿物增生”建筑技术。什么是“矿物增生”建筑技术呢?简单地说,就是一种利用太阳光的光能量,把海水中的矿物质变成石灰石的办法。希伯尔兹博士的最终目的,就是想通过并不复杂的技术,使大海自己衍生出新的岛屿,并使岛上产出可以向陆地提供的建筑材料和金属。

希伯尔兹博士的研究小组把一系列线网放置到海底里的高山顶上,然后再把这些线网逐个连接起来,把它们接到一个提供直流低压的太阳能电源上。随着时间的推移,电化反应将使海水中的矿物质在线网里慢慢积聚起来,从而形成各种形状和大小的石灰石,这些石灰石的大小和形状可由线网的不同布局来决定。但矿物质的增生过程将有助于降低二氧化碳的含量,这就好比海绵吸水一样,海绵越大、越厚,吸收的水分也就越多。但这里用的是线网而不是海绵,线网吸附的也不是水,而是一种温室气体。希伯尔兹博士的研究小组相信他们的研究工作一定会取得成功,因为一些已经被安装起来的实验性装置,已达到了所预期的效果。

目前希伯尔兹博士的研究小组已经跟一个礁石保护协会进行合作,并在他们工作的小岛周围建立起了5个实验场地,目的就是打算通过线网通电的办法来生成礁石或石灰石。其中3个实验场地的能源来自于陆地;另一个实验场地的能源利用海水制成的所谓“湿电池”;第5个则靠太阳能装置。

研究小组希望通过他们的工作,最终能在位于非洲马德拉群岛与葡萄牙之间的海域上,“制造”出一个能够自给自足的岛屿。这将是一个跨度为50米的岛屿,其根部一直生长在大西洋的海底,这个岛屿虽说不大,却有着很多的用途:它有浅滩,可供人们休闲娱乐和游泳;这区域的海洋水流量不急,还是一个钓鱼者的乐园;更重要的是,在这个岛屿附近的海底充满了各种金属小结块,它们有铜、锰、镍、铁和钴等,具有很大的开采价值。

同时为了保证岛屿上居民们的安全,这个小岛屿的周围将筑起巨大的石灰石坝,而这些建筑材料来源,全都是从大海中自然衍生出来的。岛上除了建立一个太阳能和风力发电站以外,还将充分利用大海给予人类的恩惠,利用不同海洋流之间不同的温度差,通过一个专门的热能转化系统,大量吸收海洋里的天然能量,使之成为一个能提供大量能源的能源场。

到时,岛屿城市所用的建筑基础中,石柱也是由石灰石生成的。这种建筑材料不仅仅只为本岛提供建设材料,还可以源源不断地运往附近甚至更远的陆地,供陆地上的建筑工作所用。30年后的岛屿城市会有很大的发展前景,除了建材以外,还将提供多种金属材料。由于海底存有大量的金属结块,所以还可以在此建立专门的海下采矿中心,可以从结块中提炼出纯金属。虽然金属提炼也是一项很消耗能源的活动,但想要建立一个靠海水生产石灰石管道的制造厂并不困难,使用这些管道将深层的缓慢水流进行分流,再使其通过巨大的水力发电机桨叶而发电。

岛屿城市上的居民将主要以大量的海鲜作为日常食品。他们在岛外的海中可用网捕鱼,在家里则可圈养鱼或虾等海产品;而一般食用的蔬菜,都将在特殊的水溶液中进行种植。这些天然的绿色食品还是帮助岛屿城市进行经济发展的重要途径,他们可以把这些名贵的海产品和蔬菜推销到陆地上。这项技术的最大特点,是通过自然的循环过程,索取能源和财富,却不会产生任何污染。

环保事业绝不仅仅是科学家们的事情,如果人人都作出一份努力,未来的世界将会更加美好。

石油的替代品

许多年之前,就已经有人指出:有朝一日,地球上的石油将被用尽。他们建议尽早开始寻找和研究各种替代能源来代替石油。这些建议的目的在于减少人类对石油的依赖,以避免因能源的耗尽而导致严重问题的产生。

有些专家开玩笑说,由于油价太高,30年后,餐馆将成为大多数有车一族最爱去的地方之一了,因为在那里做菜用的植物油也可以给汽车加油,这种做法听起来似乎是玩笑,不过,到时这可能真是惟一的解决方法了呢。

从植物中获取各种能源是一种非常古老的方式,它伴随人类走过了几十万年。然而,现在人们用石化燃料代替了植物后,不少国家的农民就会把收割粮食后剩下的秸秆烧掉。但这是很可惜的,因为这不但会浪费能源,还会增加大气中二氧化碳的排放量,污染环境。现在,不少国家已经意识到了这点,重新开始把利用植物能源作为今后的发展方向。

几十年以后,当玉米油、大豆油代替石油,成为人们生活中不可缺少的一部分后,那时农民们将成为富有的“油类大亨”。也许他们现在还没有意识到这一点,但以后这将成为现实。

目前生物燃料的研究焦点还集中在乙醇上,乙醇是我们日常所喝的酒的主要成份,所以又叫酒精。但这并不是惟一的出路,也不是最好的出路。乙醇是通过植物发酵获得的,虽然它可以作为一种很不错的燃料,但它也有许多不足之处,比如它不像汽油那样具有爆炸性,而且它会吸收水分,容易引起氧化、生锈和腐蚀。假如经常用它来代替汽油使用,可能有天汽车会突然起火、油箱里长满铁锈,或者等着车被慢慢地腐蚀掉。

与酒精相比,植物油更是随处都可以见到和找到,是汽油的一种更为适合的替代品,因为它和汽油的化学组成结构一样,其分子都是由烃链构成的。一般汽油分子由7至10个烃链组成,烃链越短,爆炸性越强,其所能提供的能量也就越强。而植物油分子则一般由14至18个烃链组成。烃链太长是植物油取代汽油的一个不足之处,但通过一定的方式缩短植物油的烃链是有可能的。而且由于柴油分子是由15个烃链组成的,与植物油分子相似,所以,植物油的应用可以先从生物柴油入手。

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