宇航員想拉粑粑了怎麼辦？這是一個非常複雜的科學問題_風聞

　　造就第341位講者 楊峯

　　天儀研究院CEO

　　我先問大家幾個問題。

　　宇航員戴着巨大的頭盔、厚厚的手套，如果他突然感到鼻子特別癢怎麼辦？

　　答案是忍着。

　　當他穿着宇航服，在如此密閉的環境下突然放了一個屁怎麼辦？

　　答案還是忍着。

　　如果他突然拉粑粑了怎麼辦？

　　這個答案就不是忍着了。

　　這是一個非常複雜的科學問題，也是一個在天上會經常遇到的問題。NASA就曾在2016年向全世界徵集過這樣的創意，看誰能夠解決宇航員在宇航服內排泄的問題。

　　在我們公司剛剛成立的時候，我參加過一個媒體的活動，我去到那邊，看到有一間名為“High Tech（高科技）”的分會場，我徑直走了進去，但是被會務人員請了出來。那個工作人員跟我説，我在“Day Dream（白日夢）”那個分會場。當時我就非常地鬱悶，我認為自己是一個科學家，你為什麼讓我去講白日夢呢？！

　　01

　　Day Dream? Day Life!

　　可能很多人會覺得,航天干的都是一些虛無飄渺的事情，就像Day Dream（白日夢般）的事情，但我要告訴你們，**航天真的不是Day Dream，而是深入咱們生活的Daily Life！**我們生活當中方方面面的各項技術都直接或間接地來自於航天。

　　比如説計算機領域，不管是早期的硬件還是軟件，幾乎所有的研發資金都來自於航天；比如説醫學領域，我們經常用到的CT、核磁共振，甚至連驗血這麼簡單的東西，最早都來自於航天；比如説民生領域，我們的衣（小朋友用的尿不濕）、食（淨水機進化技術）、住（樓房的保温技術）、行（GPS技術）都來自於航天。

　　説到“行”，這件事情最讓我不爽！大家都知道，我們現在的生活已經完全離不開GPS定位和導航了，整個移動互聯網行業都是基於此建立起來的，移動互聯網行業出了非常多的獨角獸公司，通過這些技術賺了大錢。

　　可是導航是誰幹的呢？是我們航天人！我們航天人把髒活、累活都幹了，然後移動互聯網人把錢都掙了，這件事情讓我心理非常的不平衡。

　　02

　　航天人到天上幹嘛去了？

　　接下來，再問大家一個問題：航天人都到天上幹嘛去了？

　　這是一張航天員出艙圖，我想告訴大家，航天員上天不是去體驗太空旅行的，也不是去拍照的，而是去做各種各樣的科學實驗。

　　我們國家第一個太空行走的航天員叫做翟志剛，他第一次太空行走花了10分鐘出艙，從艙外抓回一個實驗裝置。這個裝置是我們公司的CTO任維佳組織研製的，它既要能在飛船發射的過程中經受住火箭的劇烈振動，又要能讓航天員在出艙後，在沒有任何重力及支點的情況下非常迅速順利地拆解下來。

　　宇航員在天上做着各種各樣的科學實驗，他們是為了得到一些新的發現，驗證一些新的技術。正是因為有了過去的航天探索，才有了我們現在日常生活當中所用的種種技術；正是因為我們現在在做各種先進的技術實驗，才會有我們未來的技術應用。

　　03

　　面向未來的空間技術

　　現在我想跟大家介紹一下空間實驗，它分為兩大類。**第一類叫做“空間科學實驗”，**主要是為了發現新的自然規律，開拓新的研究領域。

　　**第二類叫做“技術驗證”，**主要為了驗證航天領域的新技術及新實驗，探索解決傳統問題的新途徑。我將各舉一例來告訴大家，這將對我們未來的生活有什麼影響。

　　這是一台日本人做的設備，叫做“靜電懸浮爐”，我對此很有感情，曾在該工程領域花了多年時間去做研究。下面我將播放一個小視頻，讓大家看看這台設備究竟是幹嘛的。

　　靜電懸浮爐是一個材料製備的裝置，它的研發目的是為了在空間站內將材料的樣品在懸浮的狀態下進行熔化和凝固。為什麼要在懸浮的狀態下呢？比如説鎢，它現在是地球上所有元素中熔點最高的，高達3400攝氏度，如果我在地球上把鎢完全熔化，那我該用什麼容器去裝它呢？

　　而在太空中，讓它處於懸浮的狀態下，我可以用任何材料去讓它熔化、凝固，再去製備一些新的材料，去研究一些材料的物理特徵，從而獲得一些我們在地面上根本沒法研究獲取的知識及新材料。

　　這裏我想舉一個例子，當時我們在研究這樣的一台設備時，做了一個非常有意思的研究。我們拿着玻璃的材料，讓它在懸浮的狀態下熔化，之後又再將它凝固，最終得到一種非常特殊的、玻璃狀的小圓球，然後我們找了一個鑽石切割機構，將它切割成了鑽石的形狀。

　　我們發現，這個小圓球的折光率居然跟鑽石一樣，而且它的火彩非常漂亮，且硬度也只比鑽石稍低一點點，所以當時我們就給它取了一個名字，叫做“space diamond（太空鑽石）”，所以現在中科院有非常多的科學家夫人手上戴的都是這玩意兒，只是她們都不知道，還都以為是真鑽石。

　　再説另外一個大家比較熟悉的技術——“3D打印”。大家對於地面的3D打印都非常熟悉了，但是大家有沒有考慮過空間3D打印？其實在地上，無論是何種材質及技術的3D打印，都是基於重力的狀態，一層一層打印出來的。但是在太空中，由於沒有重力環境，太空的3D打印非常困難，但我們還是要去實驗這個技術。為什麼？

　　比如説，美國宇航局（NASA）最怕聽到宇航員在天上説：“Hey houston，We got a problem，我現在缺一個螺釘。”

　　地面會回覆説：“好的，你等一下，我給你造出來，然後明年發射的時候再送上去。”那個宇航員一定會很崩潰。

　　可是如果有了空間3D打印技術，就可以在地上花幾分鐘設計出一個螺釘，再把圖紙發上去，宇航員在天上就可以直接打出來用了。

　　大家可以想象一下，**如果我們未來要去做月球基地、火星基地，我們不可能把磚頭及各種基建材料都背上去吧？**那時候，我們就可以使用這種空間打印技術，飛到哪，直接就地取材地去做太空製造，這就是面向未來的技術。

　　04

　　中國空間站科學實驗

　　中國現在正在籌建自己的空間站，但是它的規模要比國際空間站小很多。並且，國際空間站已經搞了那麼多年，做了一千多項實驗，而中國空間站最早規劃的一批實驗只有70項。

　　可能很多人會問，既然空間科學實驗這麼有價值，為什麼不多做一些呢？為什麼我們國家花了這麼多錢搞載人航天，卻只能做70項實驗呢？因為空間科學實驗實在是太大、太貴、太慢了！

　　中國從1992年開始做載人航天，預計到2022年完成空間站建設，這幾十年時間，我們要投入近千億人民幣。第一期的實驗，只有70項，大家可以算算每一個實驗相當於花了多少錢？

　　在這種財力有限、時間有限、資源有限的情況下，空間科學實驗的機會更變得異常寶貴。我們在第一次向全社會徵集空間科學實驗需求的時候，就收到了一千多份需求，但是要從中選取70項，可見競爭是多麼激烈。

　　説完了空間站，我們再説説科學衞星。大家都非常熟悉潘建偉院士的量子通訊科學實驗衞星，對於潘院士這麼有能力、有名氣、有資源的大科學家來説，他想要做空間實驗，其實也只有一條路——找國家報項目、要經費。

　　即便是潘建偉院士，他要做一項空間實驗，尚且需要10年，花上10個億，何況其他那些科學家？也許要30年才能有這樣的一次機會，甚至有的科學家一輩子都沒有機會。

　　我有一個朋友，年紀輕輕就當上了NASA的專家，他回國後想做一些空間科學實驗，但他發現自己完全沒有機會。那些比他名氣大得多的院士還在前面排隊，他預測自己可能要到2025年才有機會排上，但排上隊後能否成功申請後這N個億的經費，又更是一個未知數。

　　與此同時，那些在技術領域小有名氣的企業，也希望可以進行空間科學實驗。

　　比如説，有的企業太陽能電池做的非常好，他們認為自己的產品更輕、更便宜、更有效率、指標更高，但他們完全沒有機會進入到航天產品的供應鏈裏去，因為他們絕對不會得到上天驗證的機會。

　　但如果不通過驗證，航天系統就絕對不會用他們的產品，因為產品的可靠性無法得到保證……這就變成了是雞生蛋還是蛋生雞的問題。

　　05

　　微小衞星科學與技術實驗服務

　　在這樣的背景下，我們想到了做“微小衞星”，希望用這個方法去幫助空間科學實驗更快、更簡單地去實施。雖然它不可能取代大衞星去做大型科學實驗，但是它卻可以做一些小型的科學實驗。

　　原來我們可能需要10年的時間去做成一件事，現在只需要1年就可以了；原來需要申請幾億的經費，現在只需要幾百萬就可以了。

　　除此之外，我們還提供各種靈活的機制來幫助科學家去更快地實現夢想。我們希望把原來“高舉高打”的模式變成“小步快跑”，希望把原來“十年磨一劍”的方式變成“每年都有進步”。以前，我們希望直接從0到1；現在，我們希望非常快速地去實現0.1，把1拆解成10個0.1，然後一步一步地去完成。

　　我們公司於2016年1月成立，到當年11月的時候，就研製併發射了第一顆小衞星。到目前為止，我們已經發射了4顆小衞星，今年四季度預計還有4次發射，一共是10顆衞星。

　　大家可能很難想象14顆是個什麼概念？這麼説吧，我們現在的速度位列全世界所有同期做衞星的公司裏第一位。

　　此外，我們還跟國內外各大機構建立了合作，其中有一家是清華大學天體物理中心。我們已經跟前面説的那位剛剛從NASA回來的科學家建立了合作，預計今年10月，就可以把他的引力波電磁對應體探測衞星送入太空。

　　這是一件讓我們非常、非常興奮的事情，在這件事情上，我們將會領先於NASA。

　　我們把一個引力波探測的大科學工程拆解成一個個小的科學工程，我們不去直接探測引力波，而是去間接探測引力波的電磁對應體，然後我們再把這個小科學工程拆解成24顆小衞星，去一顆一顆地去實現。

　　如此一來，我們把一個需要數十年才能完成的工作縮短到每一年都可以完成幾個小目標。

　　可能有人會説，我們為什麼要去研究引力波？引力波對我們到底有什麼價值？我想説的是，正是在100年前，有人發現了電磁波，才有了現在的無線通信；那麼也正是因為我們現在發現了引力波，未來的太空探索才存在着可能。

　　我們希望通過微小衞星的方式，讓空間科學跑得更快，讓未來到得更快。