第十四章科技之最(3 / 3)

但這次卻不同,軌道站建立了正規的郵局,局長是軌道站的指令長季托夫。季托夫是前蘇聯航天界活著的資格最老的英雄,1961年他23歲時,就駕駛“東方2號”上天,繞地球轉了17圈,成為航天史上上天年齡最小的人。在和平軌道站郵局開張那天,“聯盟7號”飛船裝上了一些郵件——這些郵件都蓋上了三個有特殊意義的郵戳——太空郵局的日期戳,前蘇聯的特別紀念戳與法國紀念戳(和平軌道站上當時有一名法國宇航員)。

當然,由於太空的特殊條件,局長季托夫宣布:在現階段,太空郵局的業務範圍很窄,僅僅受理宇航員的家信及一些空間局的特別郵件。不過,隨著科技的不斷發展,不久的將來太空郵局會與普通郵局一樣廣泛應用的。

第一顆人造衛星

人造地球衛星1號是世界上第一顆人造地球衛星,發射時間是1957年10月4日。它的本體是一隻用鋁合金做成的圓球,直徑58厘米,重836公斤。圓球外麵附著4根彈簧鞭狀天線,其中一對長240厘米,另一對長290厘米。衛星內部裝有兩台無線電發射機——頻率分別為20005兆周及40002兆周,無線電發射機發出的信號,采用一般電報信號的形式,每個信號持續時間約03秒,間歇時間也是03秒。此外還安裝有一台磁強計,一台輻射計數器,一些測量衛星內部溫度和壓力的感應元件及作為電源的傳達化學電池。

它在拜克努爾發射場由一支三級運載火箭發射。起飛以後幾分鍾,衛星從第三級火箭中彈出,達到第一宇宙速度(79公裏/秒),進入環繞地球飛行的軌道。它距離地麵最遠時為9641公裏,最近時為2285公裏,軌道與地球赤道平麵的夾角為65度,以962分鍾時間繞地球1周,比原來預計的所需時間多1分20秒。在秋夜的晴空中,有時像一顆星星在群星中移動,肉眼可以看到它。這顆衛星的運載火箭於1957年12月1日進入稠密大氣層隕毀。衛星在天空中運行了92天,繞地球約1400圈,行程6000萬公裏,於1958年1月4日隕落。為了紀念人類宇宙空間的偉大時刻,蘇聯在莫斯科列寧山上建立了一座紀念碑,碑頂安置著這個人造天體的複製品。

第一艘載人登月飛船

第一艘載人登月飛船是阿波羅11號宇宙飛船。在1969年7月16日,美國東海岸佛羅裏達州卡納維拉爾角的肯尼迪宇宙飛行中心的發射場上,一支像36層樓房、高110米的巨型火箭在震耳的轟鳴聲中起飛了。這是世界上威力最強大的運載火箭——土星5號。火箭第一級有5台發動機,它們各有6928噸推力。點火後,這個3200噸的巨物便迅速飛向高空。

起飛12分鍾後,第一、二級火箭已脫離飛船,第三級火箭進入繞地飛行的軌道。在繞地飛行的軌道上進行飛行修正和檢查後,第三級火箭重新點火,飛船很快超過了第二宇宙速度(114公裏/秒),向月球飛去。25小時後,飛過地一月係中點(距地球19萬2千公裏),61小時後達到地球和月球引力相等的平衡點。在這之後,飛船開始在月球的引力下運動,75小時以後達到離月球500~600公裏的上空而進入繞月球飛行的軌道。

阿波羅飛船由指揮艙、服務艙和登月艙三部分組成。7月21日登月艙連同兩位宇航員在月麵上緩緩著陸。另一位宇航員則在指揮艙內繼續繞月球飛行。22日在月麵考察結束後,登月艙 的上升段起飛,與指揮艙對接。登月的兩位宇航員再次進入指揮艙。一小時後,登月艙與指揮艙分離,登月艙落回月麵,宇航員進行了一次月震試驗。此時,服務艙的火箭開始工作。待進入大氣層時,服務艙和指揮艙分離。服務艙穿越大氣層後墜毀。7月24日指揮艙重新進入地球大氣層,落在太平洋上,回到地麵的指揮艙隻有5600千克重。

第一個行星探測器

第一個行星探測器是“水手2號”,它於1962年8月27日發射成功,探測的對象就是離地球最近的金星。12月14日,“水手2號”在距金星34838公裏處飛過,完成了對金星的逼近考察,成為一顆人造行星,永遠環繞太陽飛行,每3459天繞太陽一周。在那之後,人們發射了好幾個金星探測器,其中有的進入了金星的大氣層,有的在金星上軟著陸。它們向地球送回了大量的資料,揭開了蒙在金星表麵的那層麵紗,取得了豐碩的成果。

火星是太陽係中一顆迷人的天體。它上麵是否有生命,一直是個謎。很自然地,在行星際旅行的最初階段,人們立即想到要去拜訪那些想像中的“火星人”。1965年,人們發射了火星探測器“水手4號”,第一次對火星進行逼近探測。之後,人們發射了好幾個火星探測器,有的在繞火星的軌道上飛行,有的在火星表麵上軟著陸。它們發回了大量資料。但是,沒有一個火星探測器找到過火星人的蹤跡。

水星探測器“水手10號”於1973年11月3日發射成功。它飛行了506個日日夜夜。在飛行期間,它向地球傳送了4000多幅很清晰的電視照片。根據照片,人們已給水星繪製了地貌圖。水星給人們的印象是:它是多麼像月亮嗬!

為了考察木星這顆行星,美國在1972年3月3日發射了第一個木星探測器——“先鋒10號”。“先鋒10號”穿越火星軌道後,同年7月進入小行星帶,1973年2月安全地通過了這個危險區域,徑直向木星飛去 ,開始了對木星這顆太陽係內最大的行星的探索。這位重270千克的“使者”飛行了21個月,行程10億公裏,於1873年12月5日風塵仆仆地來到木星上空。從它發回的資料來看,木星上奇異的大紅斑是一個聳立在10公裏高空的雲團。這雲團可能是一個強大的逆時針旋轉的長壽命旋渦,也可能是一團激烈上升的氣流。“先鋒10號”被木星的巨大引力加速,終於克服了太陽引力場,成為第一艘逃離太陽係的宇宙飛船。隨後幾年,它將穿過最遠的行星——冥王星的軌道,然後以每小時4萬公裏的速度向金牛星飛去。

第一艘空間渡船

天地之間,茫無邊際;遨遊太空,談何容易?迄今為止,大大小小的運載火箭能使用一次,射入軌道的飛行器也至多往返一趟。在地麵與近地軌道之間,一般人豈能遨遊太空呢!即使用最先進的現代飛機,到了35公裏以上的高度也無用武之地了。

美國國家宇航局研製的航一飛行,給全人類帶來了新的希望:一般身體健康的人也能乘坐它遨遊太空了。

美國的航天飛機是一種兼有航天器和航空飛機兩者特性的大型運載工具,人們常稱它為空間渡船。

1977年8月12日上午,美國宇航局在加利福尼亞莫哈維沙漠上空成功地進行了航天飛機的第一次大氣試驗飛行。這架命名為“企業號”的航天飛機由一架波音747型飛機馱載飛行,到達6736米的高空,指令長海斯點燃一組起爆器,使航天飛機脫離母機。然後,由駕駛員駕駛它繞了一個大圈子。最後,在家德華茲空軍基地降落。

空間渡船是一個寵然大物。全長56米有餘,高約24米,有7層樓房那麼高。它主要由軌道器、外燃料箱和兩台火箭助推器三部分組成。軌道器是空間渡船的主體,也是惟一可以載人的部件,很像一架大型的三角翼飛機。平時所說的航天飛機就是指這個軌道器。機長37米,起落架放下時高17米,最大翼展24米,自重75噸,可以重複使用100次以上。軌道器分前、中、後三段。前段是乘員艙,可乘3—7人,特殊情況下可以容納10人;中段是有效載荷艙,可載重30噸左右;後段主要是3台主發動機。後段還裝有兩台機動發動機,它們的任務是:在主發動機熄火後,提供推力,使軌道器進入近地軌道,實現機動變軌以至脫離軌道返回地麵的目的。軌道器還有反推控製係統,用來保持軌道器的穩定飛行和姿態變換。

外燃料箱隻負責給軌道器主發動機提供700餘噸的推進劑,是航天飛機惟一不能回收的部件。兩台火箭助推器既是空間渡船起航時的動力來源,又負有特殊的職能。當渡船從發射台上起波後55秒鍾,推力便降低了1/3,這樣可以確保航天飛機在動壓最大時免受巨大的過載。火箭助推器在推進劑燃燒完畢後就與渡船分離,並自動打開降落傘降落,以便回收供下次再用。它可以重複使用20次。

空間渡船的整個擺渡過程可以分為上升、軌道飛行和返回三個階段。軌道器完成任務後,機動發動機便製動減速,使軌道器進入再入軌道,對準跑道返回著陸。爾後隻須經過160個小時的維修和加注燃料,便可再次進行擺渡。

空間渡船具有耗費少,重複使用;大載荷,方便靈活;低加速,乘座舒適;多用途,神通廣大等優點。今後,凡發射軍用預警衛星、偵察衛星和通信衛星,均可由它勝任;在未來的空間大戰中,它可以攔截、破壞甚至俘獲敵方的衛星或飛船。在建造大型空間站、軌道結構平台乃至永久性太空城市的時候,它還能肩負起繁重的運輸任務。

第一隻足趾移植再造手

世界上第一隻足趾移植再造手是由我國上海第六人民醫院骨科完成的。

1978年10月,上海第六人民醫院骨科主任於仲嘉及其他醫生為一位因外傷而喪失了雙手的病人,使用人造掌骨作支架,將病人兩腳的第二足趾遊離出來,應用顯微外科,通過十分細致的手術,成功地為患者再造了一隻兩個手指的右手,從而首創了用遊離足趾再造手的手術。這隻再造手,經過長達7年的觀察,情況良好,具有正常人痛、溫、觸的感覺靈敏度,可以做握、捏、撚、勾等多種基本動作,能提35千克重的物體,並能自如地寫字、畫圖、劃火柴、扣鈕扣等,生活基本能自理。

該院骨科在第一隻再造手獲得成功的基礎上,又造成了一隻具有3個手指的手。於1981年8月和10月分兩次手術,應用雙足為供趾,為一位缺失雙手的女病人再造成了具有兩個手指的兩隻再造手,從而開創了世界上第一例再造兩隻手的奇跡。

隨著科學技術的發展,斷手指再植的成功,顯微外科的發展,第二足趾遊離移植再造成拇指和手指手術的成功,都為遊離移植足趾再造成手指奠定了基礎。

首例心髒移植手術

世界上第一例成功的心髒移植手術,是南非開普敦格魯特·舒爾醫院的克利斯蒂安·N·巴納德教授(生於1922年)為首的30人小組,在1967年12月3日淩晨1時至6時5個小時內完成的。

接受心髒移植手術的是55歲的路易斯·沃希肯斯基;捐獻心髒器官的則是剛剛因病去世的25歲的戴妮絲·A·達維爾小姐。

可惜沃希肯斯基在手術成功後僅活了18天。

最早的麻醉術

據文獻記載,世界上最早的麻醉術就是我國神醫華佗發明的麻沸散。早在公元2世紀,華佗就應用中藥“麻沸散”作為外科手術時的麻醉劑,進行全身麻醉剖腹手術,使中國醫學在麻醉學和腹腔手術方麵遙遙領先於世界其他各國。後來無人繼承,在很長一段時間裏,外科醫生施行手術是在沒有麻醉情況下進行的,病人的痛苦程度可想而知。當時為了能使病人忍受手術的疼痛,一般在手術前先在病人嘴裏塞上一團布,讓病人在難以忍受的痛若中,用咬碎布團來分散或減輕手術時的疼痛。也有的采用放血、壓迫頸部血管,造成腦部缺血昏迷等辦法進行手術。這不僅使病人對手術產生恐懼,還常常在慘痛中死去,就是醫生也感到可怕。疼痛直接阻礙了外科手術的發展。

19世紀初,隨著工業生產的發展,特別是化學工業的發展,為麻醉藥的發明奠定了基礎。英國化學家戴維,有一次走進一間充滿氧化亞氮的房間,他的牙痛突然消失。氧化亞氮這種作用引起了美國牙科醫生威爾士的興趣,猜想氧化亞氮有麻醉作用。經過幾次試驗後,他在波士頓一家醫院裏作了有關氧化亞氮麻醉下進行無痛拔牙的表演,可惜因麻醉不足而失敗,威爾士被當作騙子趕出醫院。後來,威爾士的學生摩頓對老師的失敗進行了總結和研究,又從化學家傑克遜那裏得到啟示,采用乙醚進行麻醉,經過反複實驗,終於在1846年10月獲得成功。它的成功為外科手術發展開辟了廣闊前景,推動了現代醫學的發展進步。

第一次成功的人工降雨

自古以來,人們就幻想憑借人工的方法來影響天氣,以達到呼風喚雨的目的。

早在公元1世紀,希臘有個曆史學家普魯泰赫就曾指出戰爭以後常常出現降雨現象。後來有人臆測是不是戰爭中的嘈雜聲能催雲致雨呢?為此,1890年美國國會撥款1萬美元,在雲中進行了爆炸催雲致雨試驗,但並沒有什麼成效。此後,世界各國又有很多的科學家相繼進行了研究和做了不少有意義的試驗,後來也都失敗了。

直到1930年人工降雨才首告成功,是荷蘭人維拉爾特教授取得的。他將幹冰(即固體二氧化碳)用飛機運載到2500米的高空(離雲頂200米處),在飛行過程中向雲中投擲了近15噸的幹冰碎塊,並出動4架飛機在雲中檢驗人工降雨的效果,發現在8平方公裏的麵積上,產生了豐富的降雨。

試驗雖然成功了,但維拉爾特並不明白其中的道理,直到1933年瑞典人貝吉隆提出了“冰水轉化”冷雲致雨理論以後才弄明白。原來,在溫度低於0℃的冷雲中,同時存在冰晶和過冷卻水滴,由於冰晶比過冷卻小水滴的飽和水汽壓更低,因此水汽直接凝華在冰晶上,空氣相對濕度變小,從而促使過冷卻小水滴很容易經過蒸發、凝華而遷移到冰晶上。隻要雲中有足夠數量的冰晶,經過冰水轉化,就能迅速增大,並隨氣流在雲中上下“旅行”,互相碰撞並增長,從而形成了降雨。

以後,有人提出和發展了暖雲降水的理論。這樣人工降水的試驗就在全世界推廣開來,並在有些國家取得了相當可觀的成就。我國的人工降雨試驗自1958年以來也取得了較大的成績。