一周以前,1997年7月4日23时07分(美国东部时间)美国“火星探路者”号宇宙飞船顺利地降落在火星表面,这不仅是继1976年夏天两艘“海盗号”太空船首次登上火星以来,人类再次成功地造访这颗火红色的邻星,而且这次“探路者”号开创了火星探索的几个第一:它第一次向地球发回彩色三维立体照片;它第一次采用自由下降的方式降落到火星表面:它第一次使用缓冲气囊技术:它携带的能四处活动的“漫游者”探测机器人是人类第一次成功地向地球以外的星球发射这种装置。科学家相信,“探路者”的此次探索之路将带给人们极有科研价值的资料,人类的火星探索因而也将揭开新的一页。

“探路者”与“海盗”号

现代人类对火星的探索经历了漫长曲折的过程,在迄今为止的22次火星探测计划中有10次中途夭折,4次因故受阻,只取得了部分成功,1962年和1988年,先后有三艘苏联宇宙飞船在飞往火星途中失踪;1993年美国“火星观察者”号探测器在即将到达目的地时同地球失去了联系;俄罗斯的一个火星探测器在去年发射不久即坠入了太平洋。在成功的例子当中,最令人瞩目的除了这次的“火星探路者”外,就要数1976年美国两艘“海盗号”对火星的成功登陆了。

如果静静地躺在距离“火星探路者”845公里远处的“海盗号”有感情的话,它的确有许多可以感慨之处。“探路者”应该着陆的地点仅用一天时间就确定下来,同样的过程“海盗1”号花了整整一年的时间,而“海盗2”号根本就不知道该降落在哪里好。“海盗”号的目标是寻找火星上存在生命的线索,但未能完成这一使命。“探路者”的任务是调查火星的大气和地质结构,它已顺利开始了自己的工作。另外,“探路者”不仅赶上了信息时代,有千万人为之欢呼,而且由于它只花费了2.67亿美元的成本而使它成为真正的既经济又实用的明星。面对于首次登陆火星的“海盗”号,则至今还有人抱怨它相当于今天的30亿美元的造价过于昂贵。

三个热点的背后

虽然很遗憾“探路者”历史性的登陆情况未能进行现场直播,但在美国宇航局生动的电脑动画上,人们自然将注意乃集中在三个焦点上——缓冲气囊、“漫游缓冲气囊是“探路者”蓬松的外衣,它以每小时80公里的速度撞到火星表面的登陆器,筑起了一道缓冲屏障。它附着于登陆器三个侧面的外部,每侧有6个,充气后整个球体的直径达6米多。采用气体来缓冲登陆的设想产生于60年代,但对于气囊材料需要经过多次折叠仍能保持高强度这一要求,当时的技术和材料都无法满足。美国宇航局于5年以前开始缓冲气囊的研究,经过反复试验,科研人员最后确定采用叫做VECTRAN的一种防弹衣材料,并找到了制作气囊最合理的结构。这一最终成品能够经受住尖利的岩石上翻滚十几次而不破的考验。

“漫游者”无疑是这次计划最引人注目的焦点。由于以往的每一次太空计划平均花费达10亿多美元,美国宇航局一直考虑能找到一种经济又实用的方法来完成太空探索,而“漫游者”的设计正好体现了这一精神。“漫游者”在制作上尽量采用普通材料而不是昂贵的特种宇航材料,另外它的电脑核心部分采用是只有6500个晶体管的英特尔80C85处理器(最新的奔腾处理器有550万个晶体管),这一选择既实用又降低了成本。相对于“漫游者”将要完成的各种复杂的探测任务,其2500万美元的成本应该说是“物有所值”。

着陆地点是整个这次火星探测计划的核心。对于研究人员来说,他们希望“探路者”登陆之处最好能包括火星上各个地质年代的岩石,因为着陆点不但意味着将得到什么样的研究材料,也将决定着研究将取得什么样的成果,而工程技术人员则要求着陆点海拔较低、地势平坦,并接近赤道,这样易于控制降落,避免恶性碰撞,并可以使太阳能电池有较长的充电时间。“探路者”的着陆地点位于火星赤道以北19度的“阿瑞斯山谷”就是这两方面要求相结合的结果。

“探路者”的意义

到7月9日,“探路者”已经发回照片1575张,完成了对“甲壳比尔”和“尤基”两块岩石以及部分周围土壤的化学成分分析,它还提供了有关火星大气的第一手资料。研究发现,火星岩石的成分同地球上的很相似,这与人们原来设想的不同。除了上面既定的目标之外,研究人员还从“探路者”拍摄的照片中发现火星曾经存在液态水的最新证据,这对揭开火星生命之谜具有十分重要的意义。虽然“探路者”不能也不必解答人们所有的疑问,但从已经发回的信息来看可以说它是不虚此行。由于着陆地点岩石种类十分丰富,研究人员预计今后“探路者”将发回关于火星的更有价值的资料。

[摘自文汇报,1997年7月11日王耀东文]

细菌需要多少个基因

今天的细菌,它们需要多少基因才能存活?或者可以这样问:现代细菌的一个细胞至少有多少基因?

如果在过去,这样的问题可能被认为是胡思乱想,然而最近15个月以来,研究人员已经揭示了几种单细胞微生物——包括两种细菌完整的遗传整体。这一新的信息已经允许研究人员对这一问题作出正确的回答。

科学家根据对细菌的完整基因组进行比较后认为,现代细菌最少需要256个基因左右。马里兰州贝塞斯达国家生物工艺学信息中心的阿卡迪 · 马谢吉安(Arcady R. Mushegian)和尤金 · 库宁(Eugene V. Koonin)将他的研究发表在9月17日《美国科学院院刊》上。

这两名科学家在检查了Haemophilus influenzae和Mycoplasma genitalium之后,重建了它们的最小基因组。H. influenzae的最少基因为1700个,而M. genitalium为470个。

库宁说,这两种微生物代表着至少15亿年前的细菌演变的2个分支。另外,这两种细菌有许多基因仍然与DNA的顺序和功能相似。这些保存下来的基因共有240个,它们可能是细胞功能的主体,库宁说。

然而,这些基因组缺乏一些酶的功能. 而这些功能对一个细菌来讲是至关重要的。为了填补这一缺口,研究人员给M. genitalium加入了22个基因。(H. influenzae具有和M. genitalium类似功能的基因,但是,它们的DNA顺序明显不一样。)最后,他们去掉了6个保存的基因,这些基因或者多余的,或者只与这些细菌的特别宿主有关。

罗切斯特大学医学中心的微生物学家杰克 · 马尼洛夫(Jack Maniloff)认为,由马谢吉安和库宁鉴定的256个基因可能与推测的古代微生物的遗传整体不太相似。他说,古代微生物与现代的这两种细菌不一样,它们可能生活在高温缺氧、含硫的环境中。

马尼洛夫接着说,对最小基因组的探索本身就是一大进展,“我非常高兴我们能够讨论这样的问题。我认为,它标志着我们在研究活细胞的主要组成上又进入了一个新的阶段,

[孙家明译自Science News,1996年9月28日]

AVL——新颖车辆导航系统

设在美国新泽西州的西门子公司最近研制成一种新的汽车、公共汽车导航电子设备,称之谓自动化车辆定位系统——AVL。它没有采用全球定位系统(GPS)或安装在电话线杆上的固定信标,取而代之的是摄像机和计算机。通过一台安置在车顶上的固定摄像机能“检测”整个360'范围内的一切动态,并把收集到的资料按每秒数次的速度输入机载式计算机中。计算机则根据图像标志和事先提供的磁带录像对街道、高速公路逐一进行对比,从中找出相对应的地点以确定车辆的确切地点。据课题负责人斯蒂芬 · 贾德(Stephen Judd)宣称:“该技术完全解决了以摄像机为主的AVL系统”。

“在研制AVL中首先碰到的难题是要贮存成千上万条高清晰的图像资料,而它本身又能十分方便地加以分辨处理斯蒂芬 · 贾德进一步说道 :“你只需通过计算机就能把任何事故发生地的千变万化译成极少量的信号语言。”

该系统已在郊外道路和纽约市内进行了试验,与GPS的不同点是这种以摄像机为主的导航系统不必经过卫星传递,但需要随时提供城市道路的变化。它既可设置于桥下、树底下、隧道中,甚至可安置于停车场和停机坪内。迄今为止,可以说是当今世界上唯一的能同时在室内和室外工作的导航系统,

“这种AVL系统已在城市中引起了人们广泛注意,但在高速公路上,GPS则占尽优势。假若把这两项尖端科技结合起来,那么将对整个国家的公路交通提供了完美的实施计划。”

[杜宗瀠译自Machine Design,1996年11月7日]

一个需要希望的城市

去年1月,来自新墨西哥洛斯 · 阿拉莫斯国家实验室的梅尔文 · 普鲁埃特得到了空气净化塔的专利权,这一净化塔专为烟雾弥漫的大城市所设计。塔有650英尺高,顶部由表面覆有玻璃纤维的金属横梁构成。在顶部,一层充满静电的薄雾将润湿空气。它会使空气冷却并下沉,由此形成一股下曳气流,把更多的空气吸入塔内。由于污染物质会附着在负有电荷的小颗粒上,当这层薄雾在塔底冷凝时,它们将被冲洗掉。被塔内剩余水汽湿润过的清洁空气将从塔底飘逸出来。普鲁埃特认为只须用190座空气净化塔便能把像洛杉矶这样大城市中的烟雾消除殆尽,而且这样做也不会令其空中轮廓线条在美观上大打折扣。

[赵清译自Discovery,1997年1月]