航天工程中運用了哪些仿生原理?

2020-12-16 環球網

本文轉自【新華網】;

航天工程中運用到的科學技術,都是人類智慧的結晶。今天我們來了解一下航天工程中應用到的仿生技術。

在宇宙中,因為缺少定位標,有時候太空飛行器會偏離航向,走上錯誤的軌道。科學家注意到蒼蠅不用跑道「就能直接起飛」,經過研究發現,蒼蠅的後一對翅膀已退化,並形成了啞鈴狀的一對小棒,叫做楫翅。楫翅是蒼蠅飛行時的天然導航儀,當蒼蠅在飛行時,楫翅迅速振動,頻率為330次每秒。一旦蒼蠅的身體發生傾斜或偏離航向,楫翅就會扭轉振動,並向蒼蠅的大腦發出信號,大腦會即刻調整有關肌肉,糾正偏離的航向,保持身體的平衡。科學家利用蒼蠅楫翅的導航原理,成功研製出一種音叉式振動的陀螺儀,把它安裝在高速飛行的火箭、飛機或其它一些太空飛行器上,就可以自動糾正偏轉的航向,保持正確的軌道運行。

人造地球衛星在太空中飛行時,會受到太陽光的強烈輻射,向陽面溫度往往高達200℃,而背陰面溫度卻會降到零下200℃,這樣極端的溫度變化容易使衛星上的各種精密儀器、儀表被燒壞或凍裂。科學家從蝴蝶利用鱗片調節體溫上得到靈感,為人造地球衛星設計出了一種高效率的調控溫度的裝置,使人造地球衛星的部分表面也有和蝴蝶一樣的「鱗片」,幫助衛星進行自身的溫度調節。

太空飛行器的穩定是航天安全的第一步,而更加重要的是太空人的飛行安全。當太空飛行器升空時,其速度非常快,是人體根本無法承受的壓力。然而長頸鹿血液通過長長的頸部輸送到頭部,卻不會發生腦溢血。科學家通過對長頸鹿身體結構的研究,研製出了適合航天飛行的 「抗荷服」。在飛船飛行速度增加時,抗荷服可以充入一定量的氣體,從而對血管產生一定的壓力,這樣可以讓太空人的血壓保持正常。同時太空人的腹部以下的部位要套入抽去空氣的密封裝置中,這樣可以減小太空人腿部的血壓,利於身體上部的血液向下輸送。

航天工程中的仿生技術是從大自然中汲取到了靈感,相信不久的將來,在航天發明中會有其他更加讓人驚豔的創造出現。

本文由江西省九江市高級教師黃少華進行科學性把關。

本作品為「科普中國-科學原理一點通」原創,轉載時務請註明出處。

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