太空蚂蚁

“哥伦比亚”号的殉葬者

　　

　　2003年1月16日，“哥伦比亚”号航天飞机升空了，这是一次“科学研究之旅”。舱内的7名航天员分成两组，日夜不停地进行着生物学、物理学、地理学和空间科学的研究。在这些研究中，有一项是来自纽约州锡拉丘兹市学生们的“太空蚂蚁”实验。学生们将蚂蚁放到一个称之为“蚂蚁工坊”的容器中，让航天员带到太空，航天员们在太空观察蚂蚁工坊中蚂蚁的行为、筑巢的情况，拍摄下蚂蚁的工作情况，并将这些资料通过航天飞机的通信下行线传给地面的学生。学生进行这项实验的目的是为了了解太空失重环境对蚂蚁的行为和筑巢有什么影响。

　　航天员们在太空进行的实验很顺利，16天飞行中，航天员完成了大量的科学实验，其中包括学生们的“太空蚂蚁”实验。正当地面的学生翘首以待地等待“哥伦比亚”号航天飞机凯旋归来，将他们宝贝“蚂蚁工坊”带回地面的时候，噩耗传来。“哥伦比亚”号航天飞机在重返大气层的时候，超高温的气体从一个裂缝中进入机身，导致航天飞机爆炸解体，轰隆的巨响声伴随着航天飞机碎片划出的道道白烟，载人航天史上的又一次灾难发生了。7名航天员全部遇难，15只蚂蚁也成为他们的殉葬品。

　　

　　实验对象——收获蚁

　　

　　实验的蚂蚁从哪里来?外面地里有的是蚂蚁，是否捉一些就可以进行实验了?不行。要进行科学实验，可不能那么随意，尤其在太空进行的实验，对实验对象的要求是十分严格的。太空蚂蚁必须满足以下条件：1)在土壤中会做巢挖洞，不会主动叮咬人；2)蚂蚁的个头要大，以便容易观察它们在蚂蚁工坊中的工作情况；3)选同一个窝里的蚂蚁，不同窝的蚂蚁会相互攻击直至死亡；4)必须是工蚁，因为工蚁在蚂蚁工坊里是不会繁殖的，不会造成蚂蚁工坊中出现越来越多的蚂蚁；5)所选的蚂蚁应该能够很好地适应太空飞行环境。因此，这次上天的蚂蚁，是学生们经过精挑细选的、生活在美国西部的一种叫做收获蚁的蚂蚁。这种蚂蚁非常强壮，个头大，在它们穿过地道进入到新挖掘的洞穴的时候很容易被发现。它们有一个大大的下颚，是挖巢筑窝的能手，它们通常会在沙滩或者泥土中建立自己的殖民地，穿过地面来形成它们的护堤。像选拔航天员一样，上天的15只收获蚁经过重重考验，是从众多的同伴中选出的佼佼者，它们被装在一个称之为蚂蚁工坊的容器中随着航天员被火箭发射到太空。

　　

　　蚂蚁工坊

　　

　　蚂蚁工坊是一个灌注了蓝色梦幻般凝胶的容器，这种凝胶源于航天技术，是美国航空航天局专门为太空实验研发的。它是从天然海洋生物中提取的，经过杀菌、消毒处理，保证里面没有有害的细菌。因为蚂蚁要比人脆弱得多，所以对凝胶中重金属及微生物等卫生指标的要求比许多食品还要高。在进行太空实验时，没有让蚂蚁在土壤中筑巢，而在凝胶中筑巢的原因是与太空的特殊条件有关的。首先，太空蚂蚁要参与航天飞机的整个发射过程，蚂蚁飞往太空和返回时，要承受巨大的压力和振动，这种压力和振动可能使土壤做的巢穴完全毁灭，而凝胶有本事对抗它们。其次，航天员在太空必须观察失重状态下蚂蚁挖掘隧道的全过程，并摄录下来，凝胶是一种透明的胶体，通过透明的胶体可以清晰地观察到蚂蚁构筑三维空间隧道的全过程，看到蚂蚁工作、交流、休息、哺喂、争执等等行为，而土壤达不到这个要求。第三，在太空要喂养蚂蚁是很困难的，食物会漂浮在容器里，蚂蚁根本吃不到，而凝胶体里含有蚂蚁所需要的营养物质和水分，不需要额外给蚂蚁喂任何其他的东西，小蚂蚁们就能在蚂蚁工坊里快乐、安静地生活几个月。第四，蚂蚁工坊的凝胶体对人体和蚂蚁完全无害，不会对座舱环境造成污染和危害航天员的健康。

　　现在这种为学生进行太空实验用的蚂蚁工坊已经开发成为时尚的玩具，它让你不用怎么操心就可以饲养可爱的小宠物。当你观看蚂蚁在蚂蚁工坊中辛勤地操作时，它会给你带来意想不到的快乐和感动，你从中也会领悟和学习到很多东西。

　　

　　太空蚂蚁实验的历程

　　

　　太空蚂蚁实验是从2000年开始的。当时，有一项太空动物实验和一项太空植物实验让福勒中学的学生们选择，福勒中学的学生们对动物实验更感兴趣，于是选择了前者。让什么动物上天呢?学生们经过大量的调研工作，最后决定进行太空蚂蚁实验。进行这项实验的原因是尽管蚂蚁在地球上已经生活了几万年，是所有动物中“人口”最多的一种昆虫，但是人们对它的了解还太少。尤其是在太空中，从来还没有进行过蚂蚁实验。而且，蚂蚁个头、重量和体积都小，进行实验的设备也简单，适合进行太空实验。

　　为了进行这项实验，学生们在地面阅读了大量有关蚂蚁的书籍，观察地面蚂蚁的行为和筑巢的过程，学习有关的航天知识和如何进行科学实验设计的方法。虽然这是一个很简单的实验，但是要在太空中进行却有很多事情要做。例如，要选拔出适合太空实验的收获蚁，要进行合理的分组，要研制固定“蚂蚁作坊”的装置等等。福勒中学的学生在锡拉丘兹大学研究人员的帮助下用了3年的时间才研制出将蚂蚁工坊固定在航天飞机上的装置。

　　

　　获得的结果

　　

　　“哥伦比亚”号事件发生后，福勒中学学生们的心情十分沉重，他们最初只沉湎于悲痛的情绪中，想了解哥伦比亚号失事的真相。几天之后，为了纪念殉难的7名航天员，他们消沉的情绪转化成一种全力以赴完成他们实验的决心。航天飞机的失事没有阻止学生们继续科学探索的决心，他们化悲痛为力量，全心全意地投入到对已经获得的数据进行分析总结的工作中去。

　　在“哥伦比亚”航天飞机飞行的16天中，航天员每天多次地观察和拍摄蚂蚁的行为和筑巢进程，共进行80多次实验，航天员们将实验的情况及时地传送到地面。学生们从一个互联网链接中下载每日数据，对所收集的资料进行了回顾和分析，其中包括蚂蚁行为的录像和静态照片。最后，他们写出了研究报告。

　　在科学家和孩子们的心中，预料蚂蚁也会像航天员在太空一样，分不清上下，行动迟缓，他们估计太空蚂蚁筑巢的速度一定减慢。但是，观看太空发回的照片和录像，出乎学生们的预料，太空蚂蚁比地面的蚂蚁更活跃，蚂蚁像疯子一样发疯地挖着地道。但是，他们挖隧道的方式与地面蚂蚁不同。地面的蚂蚁是沿着蚂蚁工坊的四周挖隧道，而太空蚂蚁挖隧道的方向没有规律，更随意。为什么会出现这种情况，是太空的失重环境“迷惑”了蚂蚁，还是其他的原因，至今还是一个谜，这激励了科学家和学生们想继续研究的决心。

　　这次太空蚂蚁实验虽然没有得到最后的实验数据，但目的达到了。整个实验是学生参加和完成的。这次实验，增长了学生们的很多知识，锻炼了他们的观察能力、思维能力、动手能力，开发了他们的潜能智力，这次实验还能够引领一些孩子从此走上研究自然、探究太空生命科学的道路。

　　

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