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上至天文、 下至人體細胞的電漿應用: 火箭發射與奈米金殺癌細胞
2009/04/14 00:30
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上至天文 下至人體細胞電漿應用: 火箭發射與奈米金殺癌細胞

本文節錄自科學人網部分文章 20090413

在黑暗的宇宙中,美國航太總署(NASA)的「曙光號」太空探測船飛出火星軌道之外,朝小行星帶前進。為了深入探究太陽系的誕生,這艘無人太空船正要前去研究「灶神星」和「穀神星」,這兩枚小行星是45億7000萬年前原始行星不斷碰撞合併、形成現今各行星後,所殘餘的最大兩塊天體。

但2007年9月發射升空的曙光號,此趟飛行值得注意的不僅是它的任務目標,還有它採用了在長途太空任務中越來越重要的動力來源──電漿火箭。有別於傳統火箭是以燃燒液體或固體化學燃料來提供動力,目前已發展出數種先進形式的電漿火箭,提供推力的方式是以電力產生並控制離子化氣體推進劑。

曙光號任務設計人員採用電漿火箭,是因為它的效率相當高,到達小行星帶所需的燃料僅為化學火箭的1/10。如果計畫人員採用化學火箭,太空船就只能飛到灶神星或穀神星其中之一,而不能兩者都去。

的確,電漿火箭(又稱為電能火箭)很快就成為長程太空船的最佳動力選擇。電漿推進技術最近一次的成功案例為NASA「深太空一號」的彗星之旅,這趟飛行是太空船完成主要任務之後,利用剩餘燃料進行的額外旅程。另外,曾經嘗試登陸小行星的日本探測船「獵鷹號」(Hayabusa),以及歐洲太空總署用來造訪月球的「聰明一號」太空船,也都是以電漿火箭做為動力來源。由於電漿推進技術展現了許多優點,美國、歐洲和日本的深太空任務規劃人員都打算在未來的太空任務中採用,以便探索外行星、尋找太陽系外的類地行星,並且以遼闊的太空當做實驗室,研究基礎物理學。

這期《科學人》介紹宇宙航行的新希望——電漿火箭,與傳統火箭比較

■傳統火箭藉由燃燒化學燃料產生推力,電漿火箭則是在一群帶電荷的粒子(也就是電漿)上施加電場或電磁場,用以推進太空船。
■儘管電漿火箭產生的推力比化學火箭小得多,但是它能使用同量的燃料讓太空船達到更快的速度。
■電漿火箭的高速特性和推進劑使用效率,使它在深太空任務方面顯得格外有價值。

莫以為電漿只是天上事,它也可以到我們的身體裡,扮演殺滅癌細胞的救星,這近乎科幻的情節奠基於奈米科技的潛力。台灣的科學家跨校、跨領域的結合,他們要用附有抗體的黃金奈米顆粒來標定體內的癌細胞,再以雷射啟動金粒子表面的電漿,發出的聲波能顯現癌組織的立體影像,發出的熱更可殺死致命的癌細胞,是電漿成功連繫了天上與人間。

【本文轉載自科學人2009年第86期4月號】
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