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請注意!你的生活正在悄悄被航空元素「入侵」

1969年7月20日22時56分14秒,「阿波羅」11號載人飛船宇航員尼爾·阿姆斯特朗出艙,月球上從此留下人類足跡。「對於一個人來說,這只是一小步,而對人類,這是個巨大飛躍。」尼爾出艙後的這句話也隨著電波,由38萬千米外的月球,傳遍了全世界。50年過去了,「阿波羅」登月計劃已經成為人類探索太空的偉大里程碑。其實,人類航天航空的每一步探索,其最終產生的創新都可能是顛覆性的,都將形成一個個「飛躍」。而這些創新帶來的「飛躍」們正「潛伏」在N個角落,深深地改變了我們的生活品質,「你見,或者不見我,我就在那裡,不悲不喜」。這種潛移默化的「入侵」,正在進行,還將發生。

從房子「掉渣」說起

2015年,網上的一條視頻把很多來自南方的小夥伴震驚了。背景明顯是北方,一座居民樓的外牆居然成塊地往下「掉渣」。正義感爆棚的多位南方網友紛紛指責「豆腐渣」工程太坑人了。網路本身作為開放平台就是好,很快有來自北方的網友證實,「酥」掉的那些渣渣,實際只是建築外牆的保溫層——北方建築本身的「防寒服」。當然,工程質量多少還是有問題,保溫層在施工中並沒有牢靠地敷設在外牆上。建築「掉渣」的一幕引發有限的網路爭論後,迅速偃旗息鼓。可是如下電視畫面大家可能並無陌生感:一枚「長征」火箭冉冉升起,天女散花般的片狀物體從空中飄落下來。這些「翩翩飛雪」到底是啥東西?

2012年10月14日,載有「實踐九號A/B衛星」的「長征二號丙」運載火箭從太原衛星發射中心點火升空。火箭箭體上的保溫用泡沫材料片片脫落。類似的酚醛泡沫材料用於建築外牆的保溫層。

藉助偉大的互聯網,可以很快地確認,這些從火箭上掉下來的東西,就是火箭的「保溫層」,敷設於箭體表面特別是燃料艙段的泡沫塑料。據航天專家介紹,如「長征二號」F型運載火箭,其測試發射理論溫度是零下20攝氏度,但是,如果發射外部環境溫度過低,就可能導致火箭密封件失效、電纜插頭接觸不良、輸送管路堵塞等故障,這些隱患將隨時成為威脅火箭成功發射的「殺手」。當年美國「挑戰者」號太空梭發射後不久即發生致命爆炸,就是因為極度的低溫把火箭推進器的橡膠密封環凍得很脆很硬,火箭發射後,右側火箭推進器密封環失效,沒有受熱膨脹,從而使高溫氣體泄漏並引燃了中間那個碩大的液氧罐。為了給火箭「保溫」,方法有很多,其中給火箭箭體鋪上泡沫塑料就是最經濟、最方便的一種,而且確實非常管用。火箭點火升空後,大氣的劇烈摩擦會把這些泡沫塑料從箭體上剝離下來,我們就看到了漫天飛雪。

一款現代整體廚房中,涉及航空航天技術之處可能很多,如電磁爐、抽油煙機、冰箱。

其實,北方建築外部的保溫層,其主要化學成分也是泡沫塑料,很多技術最早就來自於航天航空領域。只不過這身保溫裝,要求穿得牢靠,不像火箭發射那樣,需要「脫下來」。

以上世紀90年代後逐漸流行的酚醛保溫板為例,這種建材的成分是酚醛泡沫——由酚醛樹脂加入發泡劑、固化劑及其它助劑製成的閉孔硬質泡沫塑料。保溫、輕質、阻燃的酚醛材料曾被英美用于軍用航天航空,後又被應用於民用飛機製造業。

現代大型民航客機動輒飛行高度都在萬米以上,艙外溫度則能低到攝氏零下50多度,而艙內卻溫暖如春,這其中除了空調等機械增溫設備,酚醛航空材料也出了大力。如今,酚醛航空材料也被用於製造風頭正勁的無人機。

同樣,作為建材的酚醛保溫板在高溫下不熔滴,不軟化變形,發煙量低,耐火焰穿熔,防火性能非常出色;在低溫下,又可以保溫節能;而且和傳統泡沫塑料一樣輕便。如今北方很多公共設施已經採用了這種外牆保溫材料。

假定一下你的生活場景

夜色蒼茫,風雪夜歸。帶著保溫層的公寓樓變得模糊不清。連續加班兩天的你打開房門,隨手開燈……此時,你的家居生活已經開始和「潛伏者」們發生了直接的聯繫。

「潛伏」家中的吸塵器也可能採用航天技術。當然了,「潛伏者」可能還包括空調。

進廚房,開冰箱門,取速食麵兩包。打開電磁爐,看著鍋里的水逐漸冒出一個個細微而均勻的小氣泡,屋裡開始濕潤溫暖了起來。

即便是煮上一鍋簡簡單單的速食麵,也讓家裡多了一絲人氣兒。說到冰箱,早在2004年,海爾公司和中國航天合作,採用航天級材料製造絕熱層,推出了全球首台採用航天材料生產的冰箱。

這種航天材料採用了納米技術,在宇宙飛船升空過程中,其外表面可經受攝氏1700度到3000度的高熱摩擦,而此時飛船艙中的溫度是可控的。因此,用這種材料製成的冰箱,其導熱係數僅相當於冰箱普通聚氨酯發泡保溫材料的十二分之一,有效降低了冰箱內外的熱量傳遞,使新型冰箱的保溫層厚度減少到了4.8厘米,比普通冰箱保溫層的厚度降低了52%。因為絕熱保溫效果好,所以新型冰箱更省電,比普通冰箱的耗電量又下降了51%。

如今,採用航天材料的海爾冰箱和熱水器,已經演繹出了比較完整的系列產品線。速食麵包裝袋上,清晰地印著條形碼。條形碼的出現,最終使商家進貨、掃碼、盤點等核心業務實現了計算機管理,促成了現代大型倉儲式超市的出現,並帶動了現代物流的革命。這些並列的細線,蘊含了現代商業的秘密。它們也和航天事業有關,最早就用於統計、標識「阿波羅」計劃中數量空前龐大的零部件。

料包豐富了拉麵,也和天上的事有關

往面里打進一個雞蛋,再下入脫水蔬菜包。乾癟的青豆、大頭菜和香菜重新變得富有生機,香味兒也慢慢竄了出來。其實脫水蔬菜包,也是航天工程的傑作。

人們大多知道日本人發明了速食麵,但是並不知道蔬菜包卻來自於「阿波羅」計劃中的航天食品,在嚴苛的外太空條件下,能夠把生鮮蔬果的維生素保存下來,確實花費了科研人員不少心力,最後大幅減重的冷凍脫水蔬菜能保留下98%的營養成分,當然,不包括口感。

科研人員們大概也料想不到,當年的成果會給索然寡味的速食麵帶來勃勃生機,把這種營養極度缺乏的垃圾食品至少變得不那麼面目可憎。以致到今天美國還有一個叫「拉麵品鑒人」(The Ramen Rater)的知名博客,博主的主要愛好就是品嘗世界各種料包調製下的速食麵。日本人山本利夫甚至在過去的20年里試吃了40個國家的5 600多種速食麵,並且在他的個人網站上給每一種都寫了評語。2013年,中國人消費了462.2億份速食麵,總量更是排名世界第一。

再看看你那個電磁爐。很多知名品牌都已經採用了「微晶體」面板,同樣的技術率先應用在航空航天領域的太陽能電池板上。通電後,電磁爐的電子線路板產生交變磁場,再將鐵質鍋具放到爐面上後,切割了磁力線,而在鍋底出現大量交變電流(即渦流),渦流使鍋具的鐵分子產生高速無序運動,分子相互碰撞產生熱能,鍋很快也就熱了起來,這時就可以烹飪食物了。

你家裡還有哪些東西採用了航空航天技術?對了,你的抽油煙機如果不錯,沒準兒已經用上了特氟龍塗層,微波爐、烤盤、咖啡壺,用的也是這東西,主要成分是碳氫樹脂,耐熱防油,高度潤滑。特氟龍曾被用於民用飛機上的衛生間馬桶,聽著有些噁心,不過可以想像萬一馬桶不順滑,在天上堵了,挺麻煩。

可以抬頭看看牆上吊裝的空調。空調里的重要部件是熱管。熱管自1964年正式在美國發明問世,應用重點最早也是航天領域。

對了,如果你是一個地毯愛好者,需要告訴你一個悲催的事實,地毯中容易堆積大量的鉛、鎘等有害重金屬。這時你需要一台德國人研製的真空吸塵器,這傢伙的管子裡邊安裝了一個衛生感應器,用以探測粒子撞擊的密度和強度,管口紅黃綠指示燈,依次從高至低顯示地面上的灰塵含量。聽著就高科技,沒錯,感應器的前身是用來監測太空塵埃粒子的,以防止它們損毀航天器的太陽能電池板。

源自航天技術的醫療設備很多,如CT機

當然,也別忘了你的筆記本電腦,還有你的手機,這些航天科技的轉化成果如今已經讓大家司空見慣。甚至改變了我們的溝通模式。特別是手機,如此頻繁地觸屏,已經讓翻書和寫信成為上世紀老人們的生活方式。

科技的發明者,應該是最聰明的人類,也是他們,把很多「小鮮肉」變成了一群已經不怎麼會用大腦思考的網路暴民,他們憤世嫉俗,瘋狂表達的同時卻沒有價值觀,只罵街,不負責。不由得讓人擔心,「他們現在進行的所有這些互聯網活動,以及他們所擁有的數碼領悟能力,並沒有轉換成對過去和現在的世界事務的了解,或是他們的生存所需要的技能」。如此看來,《最愚蠢的一代》並不是作者馬克·鮑爾萊恩一個人的主觀臆測。

提醒一句,小孩用的塑料奶瓶就可能是前面提到的吹塑成型技術吹出來的。購買時需記住,千萬不要帶雙酚A和聚碳酸酯(PC)的,有毒,中國大陸自2011年起,就不讓賣了。另外「尿不濕」要多準備,就不要說了吧,也是來自「阿波羅」計劃,而且還和一位華裔科學家有關係。唐鑫源博士,「太空服之父」,後來利用高分子材料發明了能吸水1 400毫升而不外溢的「尿不濕」。遙想當年,「阿波羅」系列計劃中的宇航員謝潑德情急之下只能選擇「就地解決」,直接往太空服里尿。

採用航天技術的「尿不濕」舒適了娃娃,解放了父母。

小孩尿褲子,正常現象。大人尿褲子,可能就不正常了。要是某VIP放個屁都有一大幫人叫好,要麼他是個嬰兒,需要大量「尿不濕」;要麼他是個病人,或許已經住進了重症監護室,頻繁接受核磁共振和CT乃至彩超,或許還用上了透析泵。

這些技術都和當年那個偉大的載人航天計劃有著直接關係。重症監護室的源頭來自「阿波羅」工程對登月航天員進行密封艙中的健康檢測。核磁共振、CT、彩超,作為當時最先進的數字圖像處理技術,是用來給月球拍照片的。透析泵也是如此。

看看未來吧

說到航空航天技術給我們生活帶來的改變,或者換句話說,它們如何不動聲色地「入侵」了我們的生活,似乎很難。但對於某些牛到不能再牛的人物或許不是這樣。「我永遠不會忘記在1969年7月16日目睹著阿波羅11號升空飛向月球的那一刻。」

說話的這位叫貝特朗·皮卡爾,瑞士人,那年只有11歲。他生自探險世家,爺爺1931年坐熱氣球成為第一個進入平流層的人類,父親則是阿姆斯特朗的好友,曾乘坐潛航器第一個下潛到地球大洋最深處10 916米的馬里亞納海溝。

皮卡爾本人則是「陽光動力2號」太陽能飛機環球飛行的兩位飛行員之一。僅看看「陽光動力2號」上面的很多技術,其民用前景就非常廣闊,瑞士官方更是把這次活動當成了推廣國家科研實力民用化的公關秀。比如太陽能電池,最早應用於航空航天領域,如冷戰時代世界主要強國發射的大量衛星。

如今,比較先進的單晶硅膜太陽能電池的能量轉化率已經接近24%,而1954年,太陽能電池剛剛出現時,轉化率只有7%左右。上世紀90年代以後,太陽能電池生產成本大幅降低,開始併網發電。中國也成為世界太陽能產業應用製造大國之一。

魔幻般的太陽能飛機「陽光動力2號」,很多先進技術已經在民用領域開花結果。該機飛行員是瑞士探險家皮卡爾。

在歐美國家,先進的鐘錶製造商都與航空航天有著說不盡的淵源。舉例說明,歐米茄公司本身就是「阿波羅」宇航員計時器的供應商,在「陽光動力2號」項目中,除提供先進的飛行儀錶,還在飛行員胳膊上安裝了蜂鳴振動報警裝置。

太陽能電池板使用的UV聚酯防水薄膜,也可用於手機、平板電腦。拜耳材料實驗室用於製造飛機駕駛艙、動力艙的聚氨酯絕緣泡沫材料,已用於生產高級冰箱。製作機身管材的超輕碳纖維納米材料,可以用作生產網球拍、自行車、跑車外殼、運輸管道,乃至用作新一代工程建材。

或許我們即將迎來傳輸速率超過每秒50兆位元組的激光通信時代,或許我們手機上的小小攝像頭的技術基礎卻是來自最先進的太空望遠鏡,或許我們得知不幸遇險的礦工及時躲進了「救生方艙」,再或許我們可以通過先進的航空級石墨烯材料,將我們的平板電腦像煎餅那樣捲起來,塞進帶納米材料塗層的防水挎包。

未來啥樣,誰知道呢?如果有機會問問貝特朗·皮卡爾,當年11歲的他會知道自己未來會成為一個聞名世界的航空探險家嗎?也許,眾多航空航天技術不僅「入侵」了我們的生活,也改變了我們的夢想。

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