太空工厂距离我们有多远？

并不远。就距离而言，它们在离地球几千英里，也许远至22，500英里以外的轨道上。与那些已经发射到太阳系边缘甚至还更远的太空探测器相比，这就不算什么了。

从时间上来讲，太空工厂离现实也不远了。实际上，已经在太空开展了一些制造业，足以证明太空工厂对于我们是多么有益处了。

但是，到太空里工作具有什么优点呢？首先，那里没有会影响精密制造过程的地球引力；再者，那里有丰富的能源——太阳能——来使工厂运转；另外，那里还有广阔的空间供人们进行活动，建造和储备物品！

那么，我们怎样利用这些优点为我们的利益服务呢？太空工厂是否真的切实可行呢？让我们一步步地来，看看迄今为止已经做了些什么，和将来还能做些什么。

建工厂

首先，我们怎样才能到达太空呢？那倒容易。现已有的宇宙飞船，可以把六万五千磅的货物载入空间，还能作为宇航员的工作平台。有卡爪或可供宇航员站在里边工作的吊篮的机械手，可以平稳地离开飞船，进入工作位置。

那么，宇航员们在那里能做些什么呢？他们可以把预先做好的小型工厂从飞船的货仓里取出来，让其在太空遨游，沿着远离地球的轨道运行。他们还可以在太空中建造自己的工厂。

在太空中建工厂？怎么建？美国国家航空与航天局已经有了答案：借助于地球上的工业。他们设计并制造了轻而坚实的桁条（可以连接起来供建设用的材料零件）。这些桁条可以折叠起来，存放在飞船仓里，当宇航员需要时，就可取出并在空中把它们连接起来。在失重的太空里，连接起这些桁条就可以建出几千英尺长的巨型工厂。宇航员们已经在水下模拟失重的条件下，进行了连接桁条的实验。

阳光驱动工厂

然而，一旦在太空中建了工厂，就要有能量——电——来使其运行。那能量即来自太阳。利用一组太阳能电池把太阳能转变为电能。在轨道上设置与工厂在一起的太阳能电池，除了维修能量系统就不再需要为能量付出代价了。由于太阳是不会消失的，所以这种能量系统是可靠的，而且也不存在电线脱落或发电机发生故障等问题。

假定我们已在太空中建成一座以太阳能为动力的轨道工厂，那我们能制造些什么呢？而且我们为什么要在太空中造呢？

我们可以冶炼金属，制造药物。奇怪吗？不，这就是我们要建设太空工厂的最重要原因之一！

地球引力给地球上的制造业带来了许多问题。比如说，我们想生产一种铝和铅的合金。这样的合金对于汽车、航天器和火箭的发动机是很有价值的。

一般说来，发动机内使用的是铝和锡的合金，这样可以减少机内转动零件之间的摩擦力。但铝和铅的合金更便宜，还可以减少更多的摩擦，使发动机的寿命更长。从理论上讲，用这种合金制成的汽车发动机可以使用五十万英里。

这是就理论而言，但实际上，在地球上几乎不可能制造出这种&金。铅的密度比铝的大四倍，就是说，在地球上相同体积的铅和铝相比，铅要重四倍。

这就是问题所在。正如我们先前说过的，合金是几种金属的混合物，为制出铝和铅的合金，必须将两种金属熔融，以适当的比例混合，再使其冷却和凝固。但是这两种金属肯定不会以熔融态（液体）长时间混合。较重的铅会沉到熔融体的底部，而铝则浮到上层，所以冷却后，合金就形不成均匀的混合物，而成为凸凹不平的物体。

加热和冷却造成了混合不均匀的问题。当液体加热或散热时，就会形成液流。这些液流——对流——是由于液体加热的不均匀和地球引力所致，较热部分膨胀得大些，与较冷部分相比则密度小，重量轻。液体的较热部分向上流动，较冷部分向下流动，这就形成了涡流。

太空时代的金属

如果加热材料的密度接近，问题倒并不大、而其对流还可以使混合更均匀。但当密度相差很大时，对流就会使两种材料分离开来。另外，地球引力还会促使物质的分子分离，使之出现一些微小的空隙，杂质就会聚集在这些空隙中。

在太空中，材料仍保持有相同的密度，铅仍比铝密四倍。但在无地球引力的失重情况下，任何东西都是没有重量的，因此在液体中，就不会因重量不同而使混合的材料分离开，也就不会出现对流。

利用这些优点，1977年在太空中成功地制成了铝 - 铅合金的完整样品，从那时以来，在太空中还制成了不少其他的合金。科学家们估计，由于存在地球引力，大约有四百种极有用的合金不能在地球上制成。

为什么要在太空制造？

还远不止这些。几乎每一种有用的材料，在制造过程中都要几经液化。正是在液化阶段，地球引力造成的问题最多，而在无重力的环境下就不会出现这性问题。这里再举三个例子：

喷气式发动机的涡轮叶片，必须能够耐受极高的温度。为了保护叶片，就在其表面涂上抗热合金，涂层涂得越平滑均匀，叶片的寿命就越长。

在太空中，这种抗热合金涂料是涂在一层薄薄的氧化铝“皮肤”上的。氧化铝“皮肤”本身只有0.1毫米厚，却非常耐热。

它的效果怎样？

确实很好。

这种涂层比在地球上制成的要强得多。科学家们认为，这可以大大延长涡轮叶片的使用年限。

各种物质的结晶体是电子回路工作的关键部分。结晶体的分子或原子是以几何图形严格排列的，正因为此，才可以用它们来精确地控制电流的方向和强度。

结晶体是从液态溶液，从熔融态、或直接从冷却气体中生成的。结晶体内的微小裂痕，就会大为降低电子零件的效力。在地球上，很难排除这些裂痕，然而在太空中却很容易生成无裂痕的结晶体。

也许最重要的还是可以在太空中制成生物体和药物。生物细胞像一座化工厂，它可以生产任何一种有药学价值的成分——抗病休，激素，酶等等。所有这些物质是在细胞体内有水分的环境中生成的，这种环境是几千种不同化合物的合成“汤”与结晶体和合金的情况相同，由于地球引力的存在，很难从“汤”中净化和分离出所需要的化合物。

把太空工厂的零部件运送到空间，组装起来并使其运行，将是很艰巨的工作。然而，工厂一经运行，就可以用计算机控制的机械操作，宇航员只需偶尔进行维修。到那时，太空工厂的费用就会减少，而其用途和收益将会增加。

重要的问题是要使人们迈出那可贵的第一步。有些企业愿意进行尝试，但其他的却不敢贸然先行——唯恐失败。然而，太空的许多未来用途，我们到哪里去的理由，是对于人类有益。太空是我们未来的希望，如果我们畏于探索太空，那么我们的未来将会是什么样的呢？难道我们不应该争当太空开拓者吗？您是怎样认为的呢？

[Science World，1982年2月19日]