人与自然 系列丛书-第65章
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随着空间技术与航天事业的发展，科学家们已着手建立太空制药厂。
由于空间轨道不存在地心引力，因此，太空制药厂可以生产某些地球上难以生产的药物。
从1960年到1969年，美国曾先后发射了三颗生物卫星，并在第二颗卫星上进行了电泳试验。专门用于分离蛋白质，合成尿激酶的设备叫电泳仪。
1971年和1972年，“阿波罗”14、16号两艘载人宇宙飞船相继上天，一系列的空间电泳试验，终于获得成功。此后，在美国和前苏联联合发射的一颗卫星上，又进行了进一步的科学实验，结果分离出一种尿激酶，这就是人类在太空中生产出的第一种药物。
尿激酶是由人尿或人类肾脏组织培养制得，是一种新的特效活血栓药物，可消除由静脉炎和心脏病变等引起的血栓，并用于治疗血栓梗塞性疾病，以及因纤维蛋白沉淀引起的各种疾病，如脑血栓症、急性心肌梗塞症、周身血管和视网膜血管闭塞症等。目前又进一步应用于工人脏器、脏器移植和显微外科手术等新领域。此外，它能增强免疫力，可激活、杀死肿瘤细胞的溶酶体，从而成为一种有效的辅助抗癌剂。
1985年，美国专家和制药厂商共同设计了第一家太空制药厂。该制药厂装在飞船舱内，其重量为2270千克，包括24个小车间。美国科学家认为这种生产方法，不仅产品具有无可比拟的高纯度，而且产品价格便宜。
目前宇宙制药厂已试制成功30多种基质。第一个从事太空制药研究的美国专家吉姆·罗斯断言，在本世纪末将从太空中获得上百种药物，特别是以下几种产品：抗血友病基质——其作用与尿激酶恰好相反。用常规所得到的该基质纯度很差，往往引起患者的变态反应，而太空药厂生产的这种基质则可克服以上缺陷。
干扰素——这是一种糖蛋白，可抗病毒感染，也有一定的抗癌作用。太空制药厂所提供的这种产品的纯度远比地面上生产的高。
抗夷蛋白酶α蛋白——这种药物对肺气肿和肺泡肿胀有效。
β细胞——这是胰腺分泌的一种细胞，是治疗糖尿病的良药。
愈合药——目前对严重的跌伤和烧伤治疗，都使用从动物胎儿中提出的血清。但如果用控制真皮生长的蛋白质会更有效，它是由人体颌腺分泌的。
这种药物的纯度要求异常高，必须在太空制造。
促进红血球蛋白增生的蛋白质——这是一种治疗贫血的珍贵良药，并能减少输血量。这种药同样要求极高的纯度。
“失重”给人类带来的福音
我国古代流传着嫦娥奔月的传说，说她偷吃了灵药以后，顿觉身体轻飘飘的，不由自主地升入了月宫。这则神话无意中接触到了在我们今天看来是失重的问题。失重顾名思义，就是物体失去了重量所造成的一种现象。
在完全失重的状态下，那里是一个奇妙的世界。在那里物体对它的支持物完全失去了压力，可以静止停留在任何位置上，把茶杯倒过来，水也不往外流；握茶杯的手即使松开了，杯子也不会掉下来；鹅毛可以沉入水底，铅球能浮出水面，水银和水可以均匀地混合在一起；人可以如同神话中的孙悟空一样，不费吹灰之力推倒一座大山，一个跟头能翻越十万八千里；要想睡觉也不用床板和枕头，可以站着睡、躺着睡，甚至可以悬浮着睡，反正一样舒服。。那么物体在什么状态下才会失去重量呢？一是当地球失去了对它的引力，二是在地球引力作用下，物体无阻挡地自由下落时，都会出现失重状态。拿一般人所熟悉的电梯来说，当电梯静止时，人对电梯的地板产生压力，这就是人的重量；如果悬吊电梯的缆绳突然中断了，电梯和人以同样的速度自由下落，电梯不再阻挡人，人对电梯就不再有压力。此时电梯里如果有一个磅秤，人站在磅砰上，就会发现磅秤的指针是零。这表明此时电梯里的人没有重量，电梯里成了失重世界。
科学家们发现，利用失重现象，可以在宇宙空间生产、制造出许多优异的材料和产品。因为失重世界里那些得天独厚的条件是地球上模拟不了的。
由于没有轻重之分，不同成分的液体混合在一起，不会发生分层现象，也不会产生冷热对流的作用。这样冷却后的物体，其结构非常均匀、细密。利用这一特点，可以冶炼出内部没有丝毫缺陷的合金与复合材料。如果向液态金属里充气，能够得到像木材一样轻、比钢铁还要坚硬的泡沫金属；而泡沫金属在宇航事业和现代建设业上，大有用常在失重条件下，液态金属可以像水银那样自然而然地形成圆球，所以制造出来的滚珠都是滚圆的，人们可以获得理想的滚珠轴承。在失重世界内，无论是固体还是液体，都能够自由地悬浮在空中。这样，冶炼金属时就不需要用容器盛放要冶炼的材料，而使材料悬浮在空中就可以了。这样一来，一是使冶炼不受容器耐温能力的限制，可以冶炼任何难熔的金属，二是不受化学成分的影响，可以冶炼出纯度高，表面又很完整的材料。利用失重环境，还可以冶炼出细得要用放大镜才能看得见的金属丝，薄得几乎透明的金属膜。在宇航站上生产的蓝宝石“针”，每平方厘米可承受2吨重的压力，其强度比地球上的同类物质高出10倍！随着宇宙事业的发展，利用失重世界将会给人类带来更多的福音。
航天站里植物能生长吗
生物学方面的研究内容很广泛，它包括低等、高等植物、微组织、昆虫、脊椎动物、活组织培养以及生物聚合物等的研究；也研究生命活动的过程——遗传学、可变性、细胞分裂、胚胎发育等。到目前为止，空间生物学方面的研究重点集中在植物栽培上。在空间栽培高等植物，对宇宙航行、特别是远距离星际航行解决食物问题有着现实、迫切和根本的意义。
前苏联在礼炮号航天站进行的第一批植物栽培试验，曾显示了一种可怕的失望：他们在航天站试验田里播种了豌豆和小麦，开头长得不错，接着它们相继在成熟期死亡。
直到1982年，航天员安·贝勒车伏依和万·莱必得夫在航天站工作期间，试验播种少量阿拉伯香草，它们发芽生长并获得了种子，全过程成功了。这些种子带回地面播种后，长出了新的一代，而且长势良好，给人们带来了一线希望。经过不断努力研究，科学家又在礼炮7号航天站试验园里种植莴苣，经200多天飞行，不仅长得很好，并且获得好收成，与地面温室内收成相比，不相上下。这些实验证明：在失重状态下，高等植物能通过其生长的所有阶段，不一定会在成熟期死亡。这个结果有十分重要的意义。地面进行的模拟试验以及在航天站反复进行的一系列试验都证实了上述结论。
肩负重大使命的太空动物园
为了了解和验证动物的太空习性，以便为人类在不久的将来到太空去生活和工作摸索出一些经验和根据，人们开始了宇宙动物学的研究。在宇宙飞船上建立了动物实验室，即“太空动物园”。
现在，在太空动物园里旅居的都是中、小动物，如青蛙、兔子、猫、狗、猴、鸡、鱼和蜂等。苍蝇和老鼠为人类所憎恶，但作为研究的良好对象，也成为太空的座上客。而在地球上的动物园里尊为贵客的大型动物狮、虎、象等，由于运载上天所需的本钱太大，尚需等待时机。
现在，让我们也来了解一些动物在太空生活的情况吧！
科学家把几百只苍蝇分放在太空动物园的三个角落里，这三个角落的重力场各不相同：一个模拟地面，一个二倍于地面，再一个五倍于地面。结果发现，苍蝇们都喜欢到模拟地面重力的那个角落产卵生殖；在二倍于地面重力场的地方，苍蝇都萎靡不振，出现病态；而在五倍于地面重力场处的苍蝇，都很快地死去了。
太空动物园里还装有6对雄雌老鼠和30只独身雄鼠，分别让它们在模拟地面和二倍、四倍于地面重力场的环境中生活。结果发现：老鼠的抵抗力大于苍蝇，任何环境下的老鼠都没有死亡。不过，大于地面重力环境里的老鼠都显得惊躁不安，并且在7天以后，它们的肌肉萎缩了，病态很严重。回到地面后解剖检查得知，它们的肌肉中粘多糖成分下降，胃壁细胞中的细胞质密度变小，胃中磷酸酶的活性增大。而在模拟地面重力环境下的老鼠，不但健康如常，而且有两对还在太空中成亲、交配、怀孕和分娩，生下的小老鼠在回到地面后仍能健康地活着。其他环境下的太空鼠都没有生育。
太空动物园里还养了一群黄蜂，在模拟地面重力场中生活的黄蜂筑巢和地面上基本一致，但在两倍于地面重力场下的黄蜂筑巢就与前者明显不同——沿着重力加大的方向巢壁加厚，以对抗重力加大产生的影响。这说明像黄蜂这样的低等动物，也会在太空特定环境中作出反应以求生存。另外，还发现在一倍半于地面重力时，黄蜂的筑巢速度最快。
在太空动物园的二倍于地面重力的区域里，还生活着一群小鸡。它们在那儿生活了18个星期后，回到地面时体重普遍下降，膝盖骨明显变形，肌丝受到损伤。
此外，太空动物园中的猫、狗、猴的抵抗力都较好，猴子可以安全返回而不得什么“太空脖；狗也基本健康而归；相比之下，猫的身体状况欠佳。
可以认为动物愈高等，自动调节适应太空变异的环境的能力愈强。
在有鱼类和青蛙参加的太空失重状态实验中发现，鱼的耐失重能力比青蛙好，青蛙的耐失重能力比猴子好。这说明水生动物的耐失重能力一般比陆生动物好，据推想可能是水生动物的细胞组织结构较疏松、较轻盈，对重力变化敏感度小些。
在太空动物园里生活，可以改变动物的遗传性能。比如：在太空孵出的鳃足虫，到第三代大都寿命不长。但草履虫的繁殖率却提高了4倍。据研究是太空辐射线使遗传物质中的染色体发生变异的原故。由于宇宙环境可以改变遗传能力，现已开始建立太空遗传学这门新学科。
如何供应星际旅行的氧、食物和水
在地球近地轨道上运行的和平号航天站，通过航天体系的帮助，由进步号货运飞船定期运送食物、水和空气。未来载人星际飞船的乘员飞离地球数百万、数千万公里时，再通过类似的运输系统进行补给，如果不是不可能，也必定是十分的困难。
在空间，一个人每天消耗食物、氧气和水，总计可达10千克。如果乘员组只由3人构成，在空间生活一个月，需要消耗1吨的氧气、食物和水；如果生活一年则需12吨；如果飞往别的行星，例如飞往近邻火星探测，则需二至三年时间，总共需消耗氧气、食物和水多达24到36吨，如果不用运输线保障供给，要带上二至三年的给养飞往其他星球也显然是不可能的。
此外，当飞行时间增加时，在飞船上创造一个舒适的环境，以接近人的通常需要，这个问题就变得非常的尖锐。航天理论奠基人，康斯坦钉齐奥尔科夫斯基在世时想到了这些问题，并认为可以通过在飞船上建立温室来解决供应问题，他当时认为这是完全可以实现的。
在飞船上，他想像飞船把航天使团送到遥远行星，乘务人员会得到新鲜蔬菜、食物和维他命，排除二氧化碳，制造氧气并美化居住舱室。
科学家们认为在空间建立一个类似地球的生物系统是一项真正的挑战性任务。在这样的系统中，高等和低等植物起着关键的作用。很多专家已经推荐小球藻类作为主要的氧源。这种单细胞海藻在失重状态迅速繁殖，有效地产生氧而不产生有毒物质。虽然小球藻类内含蛋白南、脂肪、碳水化合物和维他命，但它们却很难充作人的食物。有一位专家说，咀嚼单细胞藻类，得不到我们所喜欢的感觉，它有着一种讨厌的味道。
科学家们设想用海藻作为动物和家禽的饲料，而它们供给星际飞船的乘员以肉类、牛奶和鸡蛋。人类最好使用高等植物。当初在航天站，航天员曾进行第一批高等植物培育试验，结果令人失望，因为它们在成熟期死亡；但是后来又经过不懈努力，通过一系列试验又产生了希望。最后的结论是，在失重状态下高等植物基本上能通过生长的所有阶段，这对未来的星际旅行有着极为重要和根本的意义。
支持空间生物生命系统的开发工作仍在实验阶段。正在作出的努力是寻找生长植物的最有效方法，例如在人造土壤中植物生长方法。在白俄罗斯共和国，科学家已经发展了一种人造土壤，
