欢迎来到专业的新思文库网平台! 工作计划 工作总结 心得体会 事迹材料 述职报告 疫情防控 思想汇报 党课下载
当前位置:首页 > 范文大全 > 公文范文 > 正文

BBICs 太空检毒员

时间:2022-12-11 10:55:07 来源:网友投稿

是谁杀害了他们?美国“生物实验卫星”3进行地面模拟试验的第8天,猴子出现体力衰竭症状,出舱后第7天便死亡;“阿波罗”4号飞船在进行地面模拟试验时发生火灾,3名航天员中毒身亡。

中国航天员中心医监医保医生李勇枝博士“对于太空的‘隐形杀手’,航天员必须始终保持‘警惕的心’。乘员舱化学污染就是杀手之一。”

很多人以为,航天员在太空中面临的威胁都来自于飞船外部特殊的太空环境。可是,上面的事例告诉我们,航天员周围其实潜伏着很多“隐形杀手”。如果不对它们加以防范,就会酿成更多的悲惨事故。载人航天器座舱空气化学污染就是其中的致命因素之一(见“座舱有害气体污染事故一览表”)。

国外载人航天的实践表明:发生座舱化学污染事件后,轻则使航天员产生刺激感,影响工作和生活质量;重则影响航天员的健康甚至造成中毒死亡。座舱内的污染物品种繁多,主要有5大来源:人体的代谢产物(如大便、小便、呼出的二氧化碳等),非金属脱气产物(如塑料、橡胶、粘合剂、涂料等),仪器设备释放的有害气体(机器运载产生的一氧化碳、高压装置火花产生的臭氧等),推进系统的推进剂泄漏和微粒污染物(如头屑、皮屑、非金属粉尘等)。座舱内的空气受到缓慢积累或突发事故引起的化学污染之后,会对航天员的生命安全构成严重的威胁,而且它所带来的潜在危险会随着航天器飞行时间的延长而增加。这已经成为卫生毒理学研究的一个首要问题。载人航天器的密闭环境对研究者们提出了特殊的要求,他们必须保护航天员免受这种空气化学污染对其安全、健康和生理功能所造成的危害。可是,在采用有效的防护措施前,最重要的还是及时检测、了解座舱被污染的程度。如果座舱内有一位灵敏的“太空检毒员”,时刻检测座舱中有害物质的浓度,那么情况就可能会被及时地控制住。

NASA向来对研制灵敏、体积小而成本低廉的污染物探测设备十分感兴趣。目前,NASA维持系统的研究人员已经开发出几乎可以感应任何物体的仪器。美国田纳西州大学的微生物学家加里·塞尔和他的同事已经研制出了一种被称为BBICs(生物发光生物指示集成电路)的装置。它可以被用来探测几乎所有的物质,例如:氨、镉、铬酸盐、钴、铜、蛋白质、石墨、水银、电路板、超频率音响、紫外线、锌等。同时,它还具有跟踪地球污染物的功能。在NASA生物和自然研究办公室的帮助下,他们设计的BBICs很快就会被应用到航天器中。

解读BBICs

相信读者们也和我们有着同样的疑问:BBICs是一个什么样的装置?为什么它能检测座舱中的污染物?

大家是否知道矿山上的金丝雀有一种特殊的“本领”,它往往比人们先察觉到矿山周围环境将发生的危险。根据金丝雀的反应,人们会警觉起来并采取措施。其实,细菌也具有金丝雀拥有的本领。但是,细菌的体积微小,人们如何来发现它的异常反应、读懂它的“报警信息”呢?

塞尔的研究小组和美国喷气推进实验室、肯尼迪太空中心合作,共同发现了一种可以在污染物里发出蓝绿光的细菌。这种细菌的生命力很强,能在恶劣的环境中生存并且旺盛地生长。研究人员相信它们有可能在绝对或高污染环境中生存。令他们感到十分惊奇的是,这些细菌居然能在水和燃料的混合液中进行工作。

BBICs就是将这种细菌与硅片组合在一起的装置,它是一种低成本、低消耗的探测污染物的芯片。每个BBICs大约只有4平方毫米,包括电源在内的整个设备也就只有火柴盒那般大,它可以不停的监视周围的环境情况。

如何把细菌固定在硅片上,并且使它们能生存下来?研究人员目前正在测试各种可以将细菌固定在硅片上的物质。这种物质首先要有很好的透明度,其次它应该是多孔的,这样污染物才能渗透到物质里面,并接触到细菌,让细菌发光,同时为细菌生存所提供的营养物质也能渗透进去。BBICs上必须保证有足够细菌来发挥作用,但是这些细菌不能占用过多的空间。研究人员根本不想让这些细菌生长得太快,他们研究发现污染物通过小孔的数量的多少与光线的强度有关,所以,如果它们繁殖得过多,很可能会导致在探测污染物时得出错误的结论。

运用到航天器上后,BBICs将附着在座舱内壁上,不断监视航天器内的空气情况。可是,问题也随之而来—要是细菌死了,BBICs不就“形同虚设”了吗?研究人员通过诱导细菌产生光,这样他们能随时检查系统的情况,以便了解细菌是否还很活跃。另外,研究小组还希望能研制出可以保持几个月功能的细菌,他们介绍说:“假定6个月以后,芯片可能会发过来一个信息,说:‘哦,到了取回你的小虫感应器的时候了。’一个航天员就会取出一个冷冻的、有点潮气的细菌种子包裹,将它粘在BBICs感应器上。直到下一个6个月过后,感应器信号再次消失的时候,航天员重复操作。你看,毫不费力就可以使这个系统重新发挥作用。”

未来生活的卫士

除了充当“太空检毒员”,BBICs还身兼数职。研究人员发现它不仅能帮助在太空中生活的航天员,对生活在地球上的人们也能起到十分重要的作用。

BBICs能发现新居中木制家具散发出来的甲醛,它也能检测出人们很难发现的建筑综合症。“如果BBICs可以应用到这些方面,它将是一种非常便宜的监视系统。”研究人员说,“你可以去街角的药店,买一个带回家,粘在你家的墙上。它能告诉你地毯是否散发出有害气体,或者是否发霉了。”

经过改进后,更加高级的BBICs可以作为生物反恐监视器来保护国家安全,例如,它可以发现辐射物质和有害气体的存在,或者作为医生的诊断工具。举个例子:研究人员设想是否可以将BBICs用于治疗糖尿病。一个可移植的BBICs配上一个芯片无线电传输系统,就可以监视血液中葡萄糖的含量。它与细微的胰岛素传输系统连接所组成的装置还能扫描体液中的一些与肿瘤有关的流动蛋白质,作为癌症的早期报警系统。

要把这些想法变成现实,研究人员还有许多工作要做。不过,BBICs能在航天器上得到应用的确是一个不错的开端。

推荐访问:太空 BBICs 检毒员