纳米卫星带来空间技术革命

                                                                                                                    杨先碧

    现在，即使普通老百姓都对“纳米”这个词很耳熟了，但是，还有好些老百姓对纳米产品有一种误解，认为纳米是一种很小很小的产品。这实际上是一种误解，这种误解来源于“纳米”这个定语，因为1纳米等于十亿分之一米。不过这种误解多多少少还是有些道理的，为纳米材料的一个很重要用途就是制造微型产品。

    其实，纳米产品不是说产品只有几纳米大，而是说这些产品是纳米材料制造的。比如，纳米冰箱和普通冰箱外观上差异并不大，只是它制造时采用了含抗菌剂的纳米材料，所以有独特的抗菌功效。所谓纳米材料，就是组成材料的颗粒尺寸在0． 1-100纳米间，而普通材

料的组成颗粒的尺寸大多在微米以上。那么纳米材料为什么能制造微型产品呢？这是由于材料的组成颗粒很细，所以这些材料做成的产品既能保持产品原来的性能，又有可能做得很小。比如集成电路，现在一个16M的芯片，集成度高达3 200万个元器件，线路宽仅仅0.5微米，即500纳米。电脑专家预计在不久的将来，芯片的集成度将达到2万亿个，那时线路宽仅仅0.1纳米。

    若是把这些纳米器件都换到卫星上去，那么我们就可以生产出超微型的卫星——纳米卫星。科学家把卫星按重量分为好多类， 1000千克以上的为大型卫星， 100-500千克的为小型卫星， 10-100千克的为微型卫星， 10千克以下的为纳米卫星。纳米卫星在体积上更绝，

仅仅比麻雀略大一些，它的各种部件全部用纳米材料制造，它是微机电系统与微电子相结合的专用集成微型航天仪器系统。所谓微机电系统，主要是指外形轮廓尺寸在毫米级<构成元件尺寸在微米至纳米级，并可控制<可运动的微型机械电子装置。微机电系统除具有重量轻、

体积小、功耗低三大优点外，还具有较强的牢固性和可靠性，所以对制造纳米卫星贡献很大纳米卫星的概念首先是由美国科学家于1995年提出的。那么，为什么科学家想到要把卫星做得这么小呢？

    第一，纳米卫星的研制成本低。目前，平均每1千克卫星研制费用为8万-10万美元。研制发射一颗重量为1000千克的卫星，其费用至少需要1亿美元，这无疑是一笔巨额支出。而一颗纳米卫星的造价不到100万美元，所以研制纳米卫星的负担并不重。 

    第二，纳米卫星的研制周期短，目前，研制一颗大型卫星的周期为10年左右，而一颗纳米卫星的研制仅仅需要两三年的时间，这样可以更快地投入使用，以适应快速发展的科技时代。

    第三，它节约了发射和回收成本。每千克卫星的发射费用为2万-4万美元，而一枚小型火箭一次就可以发射数百颗纳米卫星。 

    第四，纳米卫星节约了在地球周围的分布空间，由于它们体积小，我们就不必耗太多的心思去计算它们的运行轨道，免得两颗卫星的相撞。这样一来，我们就可能发射更多的卫星上天，更好地对地球和空间环境进行监控。 

    第五，若干纳米卫星的合作将优于同等造价的大卫星。科学家正在设计由小卫星组成的星座，它的功能使不少大型卫星也甘拜下风。发展高频段的高速率宽带的低高轨道星座系统，构筑太空信息高速公路，定将成为21世纪的热点，因为它比光纤通信成本低，建造容易是信息时代的主力军。科学家认为，若在太阳同步轨道上等间隔地布置648颗功能不同的纳米卫星，就可以保证在任何时刻对地球上任何一点进行连续监视。纳米卫星突破了传统的“一星多用，长久工作”的设计思想，不追求全面综合完美，而主张简化设计，采用成熟技术和模块化标准化的硬件，所以应用前景十分广阔。它将广泛用于通信遥感天文等许多方面，有的甚至优于大型卫星。纳米卫星的问世也使一些发展中国家可以介入航天研制领域，从而扩大了卫星研制和应用领域。

     2000年6月，继微型卫星发射成功之后，我国清华大学又开始了纳米卫星的研制，按计划它将在年内发射升空。空间技术专家认为，纳米卫星将成为未来卫星发展的主要趋势，而且它的研制很快会给空间技术的发展带来革命性的变化，我们期待着这一天的到来。

“绿色”浅层地温能

      ①你听说过“浅层地温能”吗？它是蕴藏在地表以下一定深度（一般小于200米）范围内岩土体、地下水和地表水中，一般低于25℃的热能。浅层地温能的来源以太阳辐射为主，还有一小部分来自地心热量。

      ②我们的地球可以称得上是一个巨大的热库，它的资源量非常丰富，其内部的总热能约为地球储存的全部煤炭所蕴含能量的1.7亿倍，具有经济价值的浅层地温能大约是现在全球能源消耗总量的45万倍。据专家测算，我国地处北纬30°～42°的许多城市，地下近百米深度内，土壤中每年可采集的浅层地温能能量是目前国内发电装机容量的3750倍，地下水中每年可采集的浅层地温能能量也有2亿千瓦。

      ③浅层地温能是一种清洁无污染的能源。这种能源的开发利用只需消耗少量的电能，就可以提取大量的能量，也不向大气排放二氧化碳等气体，对外界环境影响极小。由于浅层地温能资源无处不在，人们可以就近利用，就地取（排）热，为建筑物供暖或制冷，而地下水的水质、水量不发生任何变化。与传统能源相比，可节省大量运输、传输和存放成本。

      ④可见，浅层地温能具有众多的优点，开发利用浅层地温能已是社会发展的必然趋势。现在的问题是，我们该如何利用这种比人类体温还要低很多的能源呢？科技人员采用了“热泵”原理。“热泵”和“水泵”类似。大家熟悉“水泵”吧，它是一种利用管道将水从低位抽到高位的机械，只不过“热泵”传递的是热能。我们居住的室内环境和地层土壤中的温度一般情况下具有一定的温差。冬季时，我们利用热泵可以把地下的热能“抽”出来，供给室内采暖；夏季时，再把室内的热能“取”出来，排放到地下储存起来。这样，可以通过自然和人工等补给方式，保持地温能量的动态平衡，使浅层地温能得以长期循环利用。无论是冬季还是夏季，水都是传递热能的载体，被加热后以便用来储存热量。由于电流只是用来传热，而不是用来产生热，因此热泵只需消耗较少的能量便可以提供较多的能量，通常情况下热泵每消耗1000瓦的能量，就可以得到4000瓦以上的能量。

      ⑤浅层地温能在过去一直被人们忽视，但随着地球能源的大量消耗，能源危机日渐凸现，浅层地温能的开发利用将会越来越受到国际社会的重视。

（文本1）

    在我们的生活中，有太多太多被人为创造出来，用以吸引我们注意力的东西——偶像剧、商业大片、娱乐圈花边新闻、网络游戏、热点消息等。我们每天光是保持对自己改做的事情的专注，就已经很困难了。

    拿网络游戏来说吧，背后可能是几百人的团队，用最前沿的科技、最详尽的数据，通过声、光，交互、反馈等全方位途径，在心理学、行为经济学、认知神经科学等理论指导下，精心打造而成的。目的是什么呢？创造一个虚拟空间，吸引你的注意力并消磨你的时间。

    可以说，一切娱乐产品背后的庞大团队，考虑的更多的是用多种手段来减小你触及它们时的心理阻力，诱导你一次次去点击，耗费你的精力，让你忘记自己该做什么，让你很难保持专注，更不用说深度思考了。

（文本2）

    这个时代，我们似乎很难投入地、专注地去做一件事情。我们的大脑已经习惯了轻而易举获得大量愉悦感，久而久之，当这种强度的愉悦感已经满足不了你时，你需要更高强度、更持续、更深入的刺激。相对而言，付出更多、貌似愉悦感更少的事情——比如学习、阅读、深度思考——自然也就没有人愿意去做。

（文本3）

    当我能够在画画中其乐陶陶时，我的生活变得令人着迷。我惊讶地发现在自然景色中还有许多以前从未注意到的东西。每当走路坐车时，附加了一个新目的，那可真是新鲜有趣之极：山丘的侧面有那么丰富的色彩，在阴暗处和阳光下不相同；水塘里闪烁着如此耀眼夺目的反光，光波在一层一层地淡下去，表面和边缘那种镀金镶银般的光亮真是美不胜收。在每一个平凡的景色中都能享有一种额外的兴味。

    在美术馆，我会用一种剖析的理解的眼光来欣赏一幅幅艺术杰作，我常常看见阻碍过我的难点，被一个个绘画大师如何轻而易举地解决了。

    真不知道还有什么在不精疲力竭消耗体力的情况下，比绘画更使人全神贯注了。我的日子因专注于这一目标而使每一个空闲都很充实。我感到心满意足。这就是思考带给我的福利。

（节选自英国政治家丘吉尔的《我与绘画的缘分》）

春天是一点一点化开的

迟子建

    ①立春那天，我在电视中看到杭州西子湖畔的梅花开了。粉红的、雪白的梅花，在我眼里就像一颗颗爆竹，噼啪噼啪地引爆了春天。我想这时节的杭州，是不愁夜晚没有星星可看了，因为老天把最美的那条银河，送到了人间天堂。

    ②而我这里，北纬五十度的地方，立春之时，却还是－30℃的严寒。早晨，迎接我的是一夜寒流和冷月，凝结在玻璃窗上的霜花。想必霜花也知道节气变化了吧，这天的霜花不似往日的，总是树的形态。立春的霜花团团簇簇的，很有点儿花园的气象。你能从中看出喇叭形的百合花，也能看出重瓣的玫瑰和单瓣的矢车菊。不要以为这样的花儿一定是银白色的，一旦太阳从山峦中升起来，印着霜花的玻璃窗就像魔镜一样，散发出奇诡的光辉。初升的太阳先是把一抹嫣红投给它，接着嫣红变成橘黄，霜花仿佛被蜜浸透了，让人怀疑蜜蜂看上了这片霜花，把它们辛勤的酿造撒向了这里。再后来，太阳升得高了，橘黄变成了鹅黄，霜花的颜色就一层层地淡下去、浅下去，成为雪白了，它们离凋零的时辰也就不远了。因为霜花的神经，最怕阳光温暖的触角。

    ③虽然季节的时针已指向春天，可在北方，霜花却还像与主子有了感情的家奴似的，赶也赶不走。什么时候打发了它们，大地才会复苏。

    ④四月初，屋顶的积雪开始消融，屋檐在白昼滴水了，霜花终于熬不住了，撒脚走了。它这一去也不是不回头，每逢到寒夜，它又来了。不过来得不是轰轰烈烈的，而是闪闪烁烁地隐现在窗子的边缘，看上去像是一树枝叶稀疏的梅。四月底，屋顶的雪化净了，林间的积雪也逐渐消融的时候，霜花才彻底丢了魂儿。

    ⑤在大兴安岭，最早的春色出现在向阳山坡上。嫩绿的草芽像绣花针一样顶破丰厚的腐殖土，要以它的妙手给大地绣出生机时，背阴山坡往往还有残雪呢。这样的残雪，还妄想着做冬的巢穴。然而，随着冰河乍裂，达子香花开了，背阴山坡也绿意盈盈了，残雪也就没脸再赖着了。山前山后，山左山右，是透着清香的树、烂漫的山花和飞起飞落的鸟儿。那蜿蜒在林间的一道道春水，被暖风吹拂得起了鱼苗似的波痕。投在水面的阳光，便也跟着起了波痕，好像阳光在水面打起蝴蝶结了。

    ⑥我爱这迟来的春天。因为这样的春天不是依节气而来的，它是靠着自身顽强的拼争，逐渐摆脱冰雪的桎梏，曲曲折折地接近温暖，苦熬出来的。也就是说，极北的春天，是一点一点化开的。它从三月化到四月甚至五月，沉着果敢，心无旁骛，直到把冰与雪，安葬到泥土深处，然后让它们的精魂又化作自己根芽萌发的雨露。

    ⑦春天在一点一点化开的过程中，一天天地羽翼丰满起来。待它可以展翅高飞的时候，解冻后的大地，又怎能不作了春天的天空呢！

    陈太丘与友期行，期日中，过中不至，太丘舍去 ， 去后乃至。元方时年七岁，门外戏。客问元方：“尊君在不?”答曰：“待君久不至，已去。”友人便怒：“非人哉!与人期行，相委而去日中不至，则是无信；对子骂父，则是无礼。”友人惭，下车引之 ， 元方入门不顾。