侯樹文 科技日報記者 王春
航天員的飛天戰袍和小龍蝦有什么不解之緣?我國自主研發的探海神針Argo浮標如何深潛到2000米工作?12月26日-27日,“第九屆浦東新區科普講解大賽”在上海浦東新區洋涇街道社區黨建服務中心舉行。來自浦東科普基地、科技企業、科研院所、醫療衛生機構的工作人員、學校師生等選手參賽,講解主題涵蓋航空、航天、醫療、生物、教育等多個行業。他們在繁忙的工作和學習之余投身科普事業,四處播撒科學的種子,為大眾奉上豐富的“科普大餐”。
科普講解大賽。
參賽選手上場后首先進行自我介紹,報講解題目,在四分鐘的時間里講解自然科學類或技術知識類的相關科普知識。講解時,選手借助多媒體等多種手段輔助講解。隨后專家按內容陳述、語言表達、整體形象分別進行評分。
前不久,神舟十三號航天員翟志剛順利出艙。艙外航天服必須要進行充壓防護,而且還不能漏氣。可是它已經很厚重了,經過充氣,關節活動更困難了,這可如何是好?
國外的艙外航天服在關節處采用了一種類似于波紋管的結構,就像是吸管彎折處的放大版。雖然密封性不錯,但活動時主要靠擠壓變形,所需的力量比較大。
剛出艙干活就沒力氣了可不行!關節結構必須優化。我國的航天工程師從餐桌上的一盤小龍蝦身上獲得了靈感……
“師傅,你看這個小龍蝦,殼這么硬,可是一點也不影響它活動。”
“嗯……應該是結構的原因,你看這龍蝦尾部的硬質鱗片是一層疊一層,不但很好地保護了里面,還可以讓關節既靈活又堅固。”
我國自主研發的“飛天”艙外航天服結構原理。
來自上海科技館的李金講解到,我國自主研發的“飛天”艙外航天服采用了這種仿生學結構,雖然重達130公斤,但成功實現了“重而不笨、行動靈活”。平褶式關節是不是很像小龍蝦的層疊結構呢?它有效減少了關節活動時的阻力矩,像使用波紋式關節,航天員只需要花很小的力氣就可以伸胳膊、抬腿兒,完成精細化任務也更輕松了。而且這種結構軟硬兼施,更能保護航天員的安全。
我國擁有完全自主知識產權的HM2000型Argo浮標成功投放海洋。“Argo,專業名稱叫做地轉海洋學實時觀測陣,由全球大約4000枚Argo浮標組成,能夠測量海洋的溫度、鹽度和壓力等數據。高2米,重40公斤,Argo像一個細長的針筒,雖然看上去平平無奇,但它卻是一個貨真價實的‘探海神針’。”上海科技館的何慧子講解了“探海神針”Argo浮標的“兩大神功”——持久耐用和自動沉浮。
HM2000采用微功耗技術,一個工作周期為10天,在投入海洋之后,它將下潛1000米的深度,進入休眠模式,憑借洋流漂流9天。到了第10天,它會繼續下沉到2000米,然后上浮開始利用傳感器測量數據,最終到達海面將數據傳至衛星。如此循環往復,工作時間可達4年之久。
下潛到2000米,怎么控制呢?這就涉及第二大神功:自動沉浮。
何慧子通過一個實驗證明“當物體的體積改變,它所能產生的浮力大小也會發生變化,從而影響它的運動狀態。”利用這個原理,HM2000的底部裝有一個富有彈性的油氣囊組件,其中裝了油。工作時,控制模塊精準控制,向其中抽回或注入一定量的油,浮標的體積產生相應的變化,就能下潛或上浮到特定深度。
“兩大神功”護體,讓它相比航船和人力觀測海洋的手段省時省力。它不需要日常維護,因此能夠對海洋深部實現長期、持續、實時地探索,幫助人類更好地應對氣候變化。
怎樣把有專業門檻的深奧枯燥的醫學成果講得通俗易懂?在此次科普講解大賽的醫療專場,RAP饒舌、類比、比喻、擬人、設問、情景設置、懸疑設置等“絕活”都派上了用場。對高尖端科學知識的科普講解不再冷冰冰,而是充滿情感、溫度與美感。
上海市浦東新區人民醫院帶來的《孕育生命的秘密》給人耳目一新的感覺。神奇的生命之旅開始于一顆名為Y型星球發射的數億枚精子火箭,目標直指“X星球”,任務是“攜帶遺傳密碼,創造新生命”。就這樣,一段曲折的孕育生命的過程開始了。生命的誕生,需要億萬精子“備胎”和“陪跑”;精卵相遇,猶如小行星撞地球。像這樣鮮活的比喻、生動的故事、近距離的代入感比比皆是,貼近了民生。
讓群眾在家門口就能參與科普、體驗科普,推動形成崇尚科學的風尚,通過科普講解大賽,浦東新區打造了科普的又一張新“名片”。浦東新區科經委科技創新和科學普及處負責人介紹說,通過“科普+科創”“科普+文化”“科普+健康”等模式的探索和創新,浦東新區培育和形成了一系列科普品牌活動,著力做大做強科創中心的科普之翼。據悉,張江科學城目前集聚了10多個大科學設施、440多家高端研發機構、2.2萬家科技企業。早在2019年,浦東在全國率先探索,首創科技創新和科學普及融合示范基地。上海光源、蛋白質中心、上海中科大量子中心、深淵科學中心、中科院藥物所和微小衛星等7家基地成為打造科技創新和科學普及融合發展示范區的探路先鋒。
由浦東新區科經委主辦的“浦東新區科普講解大賽”,為科普愛好者搭建了一個學習交流、切磋技藝、提升科普能力的平臺,營造“講科學、愛科學、學科學、用科學”的濃厚氛圍,為上海建設具有全球影響力的科技創新中心和浦東引領區提供強大的精神動力和堅實的創新支撐。
(文中圖片均由受訪者提供)