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商品訊息

科學少年, 五月


出版社 / 遠流出版事業股份有限公司

商品語言 / 中文/繁體

裝訂 / 平裝

定價 / NT$300

售價 / 9折, NT$ 270

※ 有庫存可銷售


科學少年, 五月 其它優惠/消息


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內容簡介

隨刊附贈「鮮魚活跳跳」



封面故事:

太空冒險第一站──國際太空站

人類對太空總有著無窮的好奇心,對於探索太空的慾望從來沒有休止。
國際太空站就是人類實現太空夢想的第一步!
你喜歡仰望星空嗎?觀星時,你是否曾發現一顆特別的星星?它不但超亮,還會移動,但又不像流星那樣快速的畫過天際,而是以穩定的速度飛越你的頭頂。你看到的,可能不是星星,而是國際太空站!
國際太空站其實是一艘大型太空船,在距地表400公里的高處,以每秒8公里的速度繞著地球運行。它主要的功能是做為太空中的科學實驗室,上面有許多太空人,他們在這裡吃飯、洗澡、睡覺,也在這裡做許多對人類醫療、材料科學等有幫助的研究,我們未來甚至可以藉由這些知識,進行更遙遠的太空旅行!這麼神奇的「太空船」是怎麼打造的?太空人又是如何在太空中生活和工作?讓我們把太空站拆開來,細細探究一番吧!

像樂高一樣組起來
國際太空站是繞著地球運轉的最大人造物體。它的大小和足球場差不多,重量當然也很驚人,高達42噸,相當於32輛汽車!太空站有許多金屬桁架,就像骨架一樣構成太空站的整體結構,上面則有許多各式各樣、相互連接的太空艙,太空人的起居及工作都在這裡完成。另外,在太空站的四周安裝了許多巨大的太陽能板,負責提供電力。
這麼大的一艘太空船,當然不是一次就從地球運到太空中,而是像樂高積木一樣,一塊一塊陸續在軌道上組裝起來的。包括太空艙、桁架等等的「積木」,必須先在地球上建造,才由太空梭或其他火箭載具運到地球軌道,再由太空人或是機械手臂完成組裝。
太空站至今的主架構是在1998~2011年間完成,花費時間長達13年,載運組件的太空飛行次數高達115次!

微重力環境的生活
一般來說,太空人會在太空站待上六個月之久,這段期間,所有的食衣住行都必須在太空站裡解決。在太空站生活和地球截然不同,因為這裡幾乎沒有重力,人會變得輕飄飄,沒辦法像在地球上一樣正常行走;若同時拿著一張紙與一臺筆電,也感覺不出輕重的差別;倒水的時候,水不會向下流,而是聚集成球形。
在這樣的微重力環境下,所有的東西都必須固定住,包括睡覺中的太空人。微重力環境對人體也會帶來影響,像是嗅覺和味覺會變得比較不敏銳,所以太空食物的調味都比較重;人體肌肉也容易萎縮,骨質容易流失,所以太空站上也準備了運動器材。另一方面,太空站裡的所有東西都要從地球送上去,資源十分珍貴,不能浪費,所以得想盡辦法回收並重複利用。現在,就讓我們來看看太空人在太空站上的日常生活吧!

太空人在忙什麼?
上太空站的太空人,可不是去吃喝玩樂的。他們千里迢迢前往太空站,是為了在上面做重要的科學研究。為了我們長遠的目標─太空移民,我們必須先了解長時間的太空生活,會對人類身心造成什麼影響?在缺乏重力的環境下,生物能正常生活嗎?還是會有什麼改變呢?這些都是在太空站可以進行的科學實驗。此外,許多在地球上不易製作的材料,卻能在太空站的微重力環境下做出來。
另一方面,如果要觀察和研究我們美麗的地球,太空站可是絕佳位置!科學家可以在太空站上,透過手持式相機或是自動儀器觀測地球的生態系、大氣層、地表及海岸線變化、海風等等。當火山爆發或地震發生時,太空人還可以幫忙拍下高解析度全景照片,傳回地球協助我們了解災情。
所以,太空人忙得很!

上太空找反物質

國際太空站上第一個、也是唯一的大型科學實驗,是由諾貝爾物理獎得主丁肇中院士所領導的「反物質太空磁譜儀二號」(AMS),這個計畫的名稱聽起來很古怪,簡單說,是要研究太空中的「反物質」!
科學家認為宇宙誕生於一場大霹靂,那時候宇宙中產生了數量相同的「正物質」和「反物質」,正物質和反物質會因為相互作用而消失,但我們現在宇宙中所見的東西都是由正物質組成,那反物質在哪裡呢?
為了尋找反物質的蹤跡,科學家把反物質太空磁譜儀二號裝在太空站上,它能分辨進入偵測器的宇宙粒子是正物質還是反物質。這個科學計畫很大,全球共有16個國家、600多位物理學家參與,其中也包括臺灣的多位科學家喔!

找尋乘著隕石而來的生命
地球上的生物是哪裡來的?有沒有可能其實我們就是外星人呢?有種理論認為生命起源於其他天體或是太空之中,之後才藉由星際旅行,為地球播下生命的種子。國際太空站上進行了一項很酷的科學實驗,驗證這個可能性。科學家將一種稱為「氣凝膠」的低密度固體材料放在太空站外,收集太空中的微小粒子,看看從是否有來自外太空的有機物,同時偵測是否有來自地球的粒子,以評估和生命有關的物質藉由星際旅行傳播的可能性。
●用氣凝膠做成的微小粒子收集器。

穿上太空衣, 到艙外走走

為了修復太空站或是安裝儀器,太空人有時候得離開太空站,進行艙外活動。艙外活動主要有兩種方式,一種是讓太空人通過繫管與太空站相連,不需要推進器就能回到太空站,氧氣可透過繫管傳輸,活動範圍在太空艙周圍幾公尺內;另一種則是沒有繫管,讓太空人背著可控制的噴氣背包,或穿著艙外活動簡便救援裝置,活動範圍能夠達到將近100公尺。不過,太空中不但沒有氧氣,還得面臨極端的低壓低溫、速度比子彈快上好幾倍的小石頭,還有高劑量的輻射線襲擊,所以得穿上太空衣保護自己!

同卵不同命的雙胞胎
為了研究太空生活對人類的影響,美國航太總署讓一位太空人史考特.凱利(Scott Kelly)在國際太空站生活一年,他的雙胞胎哥哥馬克(Mark Kelly)則留在地球上當做對照組。研究發現史考特待在太空時,位於染色體末端的端粒縮短速度變慢了。端粒是基因的一個特殊構造,隨著細胞老化會愈來愈短,短到不見了,細胞就會死亡。端粒縮短的速度變慢,細胞的壽命會延長一些。
不過當史考特回到地球後,有93%的端粒在兩天內就縮短至正常長度,但仍有7%的端粒在六個月後仍沒有恢復原狀,有些人把這7%的基因稱為「太空基因」。這些基因的功能與免疫系統、DNA修復、骨骼形成、組織缺氧等相關,應該是為了適應在太空中的長期生活,而使得基因表現改變了,這就跟人類在登山、潛水時,身體也會適應環境壓力是一樣的。

完美結晶
科學家在做藥物研究時,常常需要做出好品質、尺寸又大的蛋白質結晶,而最好的蛋白質結晶產地,就是具有微重力環境的太空站!因此有些科學家會把蛋白質送到太空站去,再將結晶後的蛋白質帶回地球分析。舉例來說,俄國科學家發現有一種「熱休克蛋白」可能與癌症治療有關,就讓這種蛋白質來過這麼一趟太空旅行。

地表最強生物─水熊蟲
科學家將來自地球極端環境下的微生物暴露在太空中,測試它們能不能在如此嚴苛的太空環境生存,或是會發生什麼改變。有一種稱為「水熊蟲」的動物,就曾經在低壓、低溫、強烈輻射的環境下,經歷長達十天的太空旅行,卻幾乎沒什麼損傷,成為目前已知第一種能在太空環境生存的生物,是不是很神奇呢?

自己吃的菜自己種

還記得在電影《絕地救援》中,主角馬克在火星上種植馬鈴薯的場景嗎?國際太空站上的太空人,也在太空站種植物呢!他們從2015年開始在太空站種萵苣,這樣不但能吃到新鮮的蔬菜,還能補充氧氣。不過在太空站中,微重力環境、光照、灌溉都是要克服的難題,所以一開始種萵苣的時候並不順利,因為水分不夠而失敗。幸好在太空人調整種植環境並辛勤照料下,第二批萵苣順利收成,現在太空人已經能在太空站享用不只一種新鮮生菜了!

國際太空站還有一項你可能想不到的用處,就是能夠幫忙部署衛星!舉例來說,最近歐盟主導的一項科學研究計畫「QB50」,就預計把50顆衛星用火箭送上太空站,再由太空站幫忙部署在高度400公里的軌道上。這些衛星的主要目的是研究大氣層中的增溫層。
特別的是,這些衛星的大小一致,都是長寬各10公分、高20公分,稱為「立方衛星」。這項計畫已經在去年先送了28顆立方衛星上太空站,也已經部署好了,其中有一顆「鳳凰立方衛星」,是臺灣成功大學製作研發的喔!

巴斯光年上太空
國際太空站上不但有科學研究,還有很多有趣的活動正進行著!你還記得《玩具總動員》裡的巴斯光年最喜歡說的「飛向宇宙,浩瀚無垠」嗎?美國航太總署也和迪士尼合作,真的把巴斯光年送上太空站啦!有一具巴斯光年的玩偶就這樣在太空站和太空人一起生活了一年多,拍了許多影片介紹太空站上有趣的事物及各項研究。真令人羨慕啊!

太空站之花
為了了解植物在微重力環境下的開花和生長情形,以及做為日後種植會開花的農作物時的參考,太空人在2015年底開始在太空站上試種一種菊花:百日草。儘管在實驗初期,因為澆灌系統漏水,使得百日草濕度過高,葉片及根部陸續出現斑點,並且發生葉尖滲水、葉片彎曲等現象,不過在太空人的細心照料下,2016年1月開出了太空中的第一朵花!

不說你不知!
看了這麼多有關太空站的介紹,你對太空站的了解是不是大有進步呢?但還有好多關於太空站的知識或八卦,都很新奇好玩,說也說不完呢!
我想看太空站!

為了適應太空站的生活,太空人在地球必須先在水池裡練習太空漫步。水池裡的液體密度特別調整過,人在裡面既不會沉下去,也不會浮起來。
太空站每90分鐘就環繞地球一圈,換算下來,上面的太空人每天可以看到 16 次日出。
太空站上的太空人不洗衣服,因為洗衣服太浪費水,而且太空站內接近無塵,所以他們的衣服也比較不容易髒。他們的內衣一星期換一次,外衣則可以穿一個月,然後會當成垃圾丟棄。
Google街景現在把太空站也納入了,你只要動動滑鼠,就能透過電腦螢幕好好逛一逛太空站的內部,看看太空人的起居空間及實驗室到底長什麼模樣。

想要把握時機,在天空中看見太空站的身影嗎?推薦你一個網站「Heavens Above」,它有提供預報功能,讓你知道該何時抬頭與太空人揮揮手打招呼!
1. 進入網站後,在右上角的「語言」選擇「繁體中文」。
2. 把觀測位置改成你家附近。
3. 在「人造天體預報」區選擇國際太空站。
4. 可見過境預報中會列出哪幾天可以看見國際太空站。
5. 點選你想觀看的日期,裡面有太空站經過你家時的軌跡,以及經過的時間。
6. 把握時間好好欣賞太空站的英姿吧!

太空船也是垃圾車!

有些用來運載貨物到太空站的太空船,在完成任務後,會變成「垃圾車」。太空人把垃圾裝進這種空的貨運太空船,裝滿以後往地球丟,在經過大氣層時,它會自然燒掉。

太空站會掉下來?
其實在國際太空站繞行地球的軌道上,還是有不少空氣分子,這些空氣分子會造成阻力,讓國際太空站的軌道慢慢下降。如果我們置之不管,太空站是會掉下來的!因此,當太空站下降到一定的高度時,就會需要用太空站上的推進系統推動一下,讓太空站的軌道再度恢復應有的高度。有時候,運載的火箭來到太空站時,也會順便幫忙把太空站推高。

保養腳丫好所在

在太空站,因為不需要用雙腳走路的關係,腳底的皮膚會變嫩,如果有繭也會逐漸脫落。

太空人
也是要秤體重的!
太空站上的太空人利用一臺特殊的儀器來測量體重。儀器具有兩根彈簧,對太空人施力,然後測量太空人得到的加速度,就可以算出太空人的體重,誤差在250克以內。

太空站的過去與未來
國際太空站不是人類的第一個太空站。人類史上的第一個太空站叫做「禮炮一號」,由前蘇聯在1971年發射,從那之後,美國和蘇聯都陸續發射許多太空站。國際太空站的前一個太空站,是前蘇聯在1986年發射的「和平號」太空站,這是第一個國際合作的太空站,建造方式和國際太空站類似,是一塊一塊拼接起來的,有許多不同國家的太空人都曾經造訪。和平號服役至2001年退役,在科學家的控制下,進入大氣層燒毀。

國際太空站也不會是人類的最後一個太空站,它的預計退休時間是2024年。許多國家如俄羅斯、歐洲的許多國家,都想參與下一個太空站計畫,而目前較明朗的太空站計畫,是中國的「天宮號太空站」。經過試驗型的太空站天宮一號、天宮二號,中國已經有太空對接、補給的技術,太空人也已經能夠在太空站常駐。因此天宮號的計畫團隊預計在這幾年內,就能發射天和號核心艙、問天號實驗艙及夢天號實驗艙等,組合成天宮號太空站的基本T字型,成為人類的下一個大型太空站。


編者的話:

國際太空站大揭密

若要說起最特別的「站」,大概非「國際太空站」莫屬了,它雖然不像一般的車站、機場航站一樣,可以讓我們前往想去的地方,不過這個站搭載著的,可是全人類對太空的好奇心!它在地球上空400公里的高處飛行著,那裡的環境幾乎沒有重力,光是太空人在太空站內外飄浮著的畫面,就讓太空迷嚮往不已,也難怪許多科幻電影,都要讓國際太空站參一腳了。

雖然現在我們還沒辦法從太空站搭乘太空梭前往別的星球,不過太空站成立的一大目標,的確是為太空旅行鋪路,因為我們可以在太空站做很多的測試,例如人及其他動植物在太空環境生活會遇到什麼問題,身體狀況會有什麼改變等。因此太空站對於人類太空探險的發展,可是非常重要的!現在就一起來看看這期《科學少年》的封面故事:〈太空冒險第一站──國際太空站〉,認識這個最獨樹一格的站吧!

除了太空站之外,我們這期也介紹如何師法植物的光合作用,做出的最新的高科技電池,還帶領你前往學習防災技巧的好所在──防災科學教育館,更不要忘了看看本期的超萌動物代表──北美浣熊,牠可是洗手的最佳代言人!趕緊翻開下一頁吧!


















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誠品26碼 /2681268174030
EAN /471902500752405

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