人类研究所

360行职业生存记系列:走出太空,探索「宇宙」的那些事儿

10 月 11 日
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全球已有数百位宇航员率先进入太空

“太空行走确实让你目瞪口呆。你打开舱门,看着地球——这是你人生中将永远铭记的时刻之一。” 美国宇航员霍普金斯如是回忆他的太空“漂浮”生涯。在许多人眼中,太空是一种神秘的存在,会让人生出无端向往之情。而作为太空之行的先行者,宇航员成为人类了解太空的窗口。近日来,美国太空探索公司SpaceX的火星移民计划、中国“天宫二号”空间实验室的顺利发射……与太空相关的一切新闻,无一不在传达着——普通人或许有一天可以像宇航员一样畅游宇宙,定居太空。

假如离开地球,你的太空生活多半是这样……

想象一下,某个傍晚和你的朋友聚在一起喝两杯酒,太阳还高高挂着,没有落下去的意思;漂浮行走,从软管里吮吸经过脱水、净化的食品,脚倒置睡在墙上……如今,全球已经有数百位宇航员像先行者一样率先进入太空,每天都在经历这种生活,而如果有一天人类离开地球、移居外太空,你的居住地也多半就长这样。

带一块巧克力飞向太空,结果味同嚼蜡

现年55岁的美国退休宇航员勒罗伊·乔清楚记得他进入空间站的第一感受:“我的内耳认为我在翻跟头,因为身体平衡感知系统觉得我的身体颠倒了。但我的眼睛却告诉我,我是直立着的。这就是为什么不少人在进入空间站初期会觉得恶心难受。”

乔曾长时间在国际空间站服役,这里是一个长期在近地空间轨道飞行、有人驻守的大规模科研及观测设施,由美国、俄罗斯、日本、加拿大、巴西和欧洲航天局下属的11个成员国共同建造。乔介绍,这种因失重而导致的身体不适是“太空病”的一种,没有药物可治疗。在前几天,人的身体需要补偿和损失大约一升的液体——基本上通过不断小便能让头痛消失。许多人会想呕吐,让自己感觉更好的方法是恢复“上下”的感觉,说服自己的视觉系统:头部所在位置就是“上”,脚所在位置就是“下”。如果能做到这一点,并且无论去那里都能做到头向前,那么就能逐步适应零重力状态。但无论如何,等到胃平息下来,终于有胃口想吃些什么,可能需要几天时间。

说到食物,无论地面还是太空,都是人类面临的头等大事。货运飞船会定期向国际空间站运输物资补给,太空食品尽管比20年前更丰富,但绝大多数还是真空包装或罐头食品。太空食品都已经预先煮熟,然后进行冷冻干燥——所以宇航员食用时会加上一点水,然后放在烤箱里预热,或者是热稳定食品,像军用速食食品一样。

如果有人想自己携带一些食物,结果同样很糟糕。由于缺乏重力和体液的流动,在太空中,食物的味道会变得完全不同。美国宇航员玛莎·埃文思曾带了一块很大的巧克力一同飞向太空,但吃起来时却味同嚼蜡。航天飞机上没有冰箱,食品无法保鲜。因此,宇航员们不得不在进入航天飞机的初期尽可能地吃新鲜食物,通常是苹果、橘子和柚子等水果。

同样由于重力的原因,在太空吃上一顿可口的饭菜不是一件容易事。美国宇航员桑德拉·马格努斯在驻站期间喜欢利用新运到的食材,比如洋葱,烧菜给同事吃。“做一道菜要花好几个小时,所以我只能周末做,”她说,“为何要好几个小时?想想烧菜时,你会扔掉多少垃圾?在有重力的情况下,你只需要把废料直接扔进垃圾桶。一旦没了重力,你就得想办法解决(如何固定)垃圾的问题。我的办法是把垃圾都小心塞入一截管道里,即便如此,依然非常耗时。”

除了普通的配菜,2008年,韩国宇航员还将泡菜这种深受韩国人喜爱的食品带上了太空。当时,韩国研究人员花费巨资和数年时间,才研制出这种不会因暴露在宇宙射线或其他辐射之下而令宇航员感到刺鼻难闻的泡菜。日本宇航员古川聪甚至还在空间站上种起了黄瓜,并制作了一顿风味独特的寿司。美国宇航局(NASA)近期也别出心裁,向一家3D打印机公司拨款12.5万美元,开启了一项旨在研发一种全能食物合成器的项目。一旦成功,这种功能强大的打印机将能在太空为宇航员打印出一顿顿美餐,而该公司的第一个打印目标就是披萨。

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每当休息日时,国际空间站的各国宇航员们偶尔会组织集体聚餐,为太空生活增添些乐趣。聚餐的菜品通常没什么新意,大多是是速食罐头、袋装食品或是像牙膏一样的糊状食物。

在太空中,饮用水是稀缺物品。有报道称,一杯水3,000美元,是世界上最昂贵的“旅馆”——国际空间站上货真价实的“价格”。美国宇航局和俄罗斯宇航局通过航天飞机或货运飞船将这些生活用水送上国际空间站,平均每升水都要花费11,000美元。国际空间站上的每个宇航员平均每天都要使用包括饮用和洗漱在内的大约4.4升水,这意味着每名宇航员每天花费的水价就高达48,400美元。

为国际空间站运送生活用水,每年要花费成百上千万美元的代价,美国宇航局感到心疼不已。为此,专家们急中生智,想出一条妙计:干脆让宇航员们以后喝自己的“尿”解渴。《现代快报》报道,美国宇航局发明出了一种“尿液循环机”,可将宇航员的尿液、汗水、生活污水甚至太空实验室老鼠的尿液转化成纯净水,从而大大节省从地球往空间站运水的高昂费用。

这种“尿液循环机”的负责工程师卡特介绍说,美国宇航员对将来要喝“尿”解渴都抱理解态度。“尿液循环机”在太空中的使用,对人类探索太空具有异常重要的意义,是月球基地上必不可少的事物之一。毕竟,循环机今后将为美国宇航局省下上亿美元的水费,有了它,宇航员星期一早上喝下的橙汁,星期四早上就能重新变回为一杯可饮用的水。

工作之余,练习如何飞得更好

为研究人类在太空的生活状态,美国人类学家杰克·斯塔斯特曾邀请十名在2003年-2010年期间先后进驻空间站的美国宇航员,记录下他们在空间站里的生活。斯塔斯特发现,宇航员们日记中提到最多的内容是工作。空间站里的几乎每一天都充满着各种任务,宇航员工作日起床后的每一分钟都早已由地面指挥中心安排妥当,他们必须按照既定计划,逐项完成工作任务。日记显示,一些工作任务充满挑战、引人入胜,比如与地面科学家共同完成某项研究或试验;一些则单调乏味,比如给空间站内的垃圾编号、打扫卫生间、清洁空气过滤器……

美国宇航员Daniel Bursch每天都会记录下工作和生活的细节:“我们在空间站采用的是‘宇宙时间’。每天的早晨开始于6点,结束时是晚上9点30分。有时,我们还得改变工作日,例如:有宇宙飞船或Soyuz太空货船要与我们太空站连接时。”

“我们每天会收到几条必看的指令,那是我们每天工作的一部分。我们看完这些指令,再用微电脑的辅助功能将其打印下来,读邮件、洗漱、吃早点、浏览一天的工作计划,还要和控制中心的地面指挥人员开早会。这些控制中心设在美国的德克萨斯州休斯敦、亚拉巴马州Huntsville,还有莫斯科。每个控制中心都配合我们工作,或向我们派送新任务。”Bursch写道。

一名宇航员在还日记中描述了自己某天的工作任务——换灯泡。“对于今天的工作流程,我觉得有点好笑,”这名宇航员写道:“为了换一只灯泡,我必须先戴上防护镜,手边准备一台微型吸尘器,以防灯泡破裂。但事实上,灯泡都封在塑料套里,即使破碎,玻璃碎片也不会溢出。此外,在换完灯泡开灯之前,我还得给换好的灯泡拍一张照片。为什么要这么做?我完全不知道。NASA就是这么规定的。”

一些宇航员在日记中抱怨指挥中心安排的工作时间不合理:“收集21件物品,前后共需完成55个步骤,却只给半个小时。这项工作其实要花3-4个小时。”另一名宇航员写道:“今天和地面通过话,我意识到对方不清楚我们在上面是如何工作的。”

工作感受之外,日记也记载了宇航员们对太空生活的喜爱和享受。有宇航员写道:“我凝视着地球,假想自己是来自外太空的访客。我该在哪里着陆?如何与地球人沟通?或许,最安全的方式就是先登上国际空间站,和这里的地球人先聊聊。”

“飞行”是宇航员在工作之余常做的事。“我决定学习如何飞得更好,学点空中特技。每次进入另一个舱时,我要在舱门处做两个连续空翻。”麦克·芬克曾是在空间站工作时间最长的美国宇航员,前后三次进入太空,共计381天。“太空生活的乐趣无与伦比,”他说,“把一个最不苟言笑的坏脾气老头儿送入太空,他也会开始微笑、大笑、笑个不停。足尖轻轻一点,你就能飞越半个空间站的距离,像超人一样。我乐此不疲,哪怕已经体验过381天了。”

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NASA宇航员斯科特·凯利在国际空间站执行了为期一年的任务。他在工作记录中记下了自己的宇宙生活,并拍摄了许多太空美景。

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在太空飞行时,宇航员时常需要出舱对飞行器外部的损坏进行维修与更换。这时,宇航员围绕地球高速运行,在广袤的空间中没有参照物,无法分清物体的远近大小、速度快慢,如无保险措施,就可能会丢失在茫茫太空中而成为人体卫星。再加上载人航天器和自己都在运动,宇航员有时会被搞得晕头转向,亦有可能出现危险,所以太空行走需要采取保险措施——身系安全带。

安全带犹如婴儿的脐带将宇航员与航天器连接起来,以防宇航员在太空中走失。1984年2月7日,美国的“挑战者”号航天飞机在进行第11次飞行时,宇航员布鲁斯·麦坎德里斯穿着一种带助推装置的航天服,首次在不系安全带的情况下在太空中自由行走了95分钟,捕获了已经停止工作的“太阳峰年”号人造卫星,并对其进行修理,排除故障后又将其重新送回轨道,完成了航天飞机首次捕获卫星的任务。这次太空行走也为人类在太空中的活动开创了新的天地。但为了保险起见,现在宇航员仍被要求系安全带。万一宇航员不能自己走回航天飞机,可以用这种牵引缆索把他拉回来。

绑在墙上睡觉

“嗨,休斯敦,这里是空间站。早上好。”每天清晨,空间站的美国宇航员都会向位于休斯敦的地面指挥中心发出这条问候,然后开始一天的工作。而在此之前,地面指挥中心会根据格林尼治时间,定时向空间站内播放起床音乐。当一天结束,宇航员们会关闭空间站内的灯光,放下窗户遮光板,钻进睡袋,暂时中断与地面的通信。

准备进入梦乡的宇航员可以不需要床,在居住舱内找一个角落,不受姿势限制地躺着睡、坐着睡、站着睡,甚至倒立着睡。2009年起,美国宇航员在自己的太空舱里安装了四个“单间”,大小和飞机上的洗手间差不多,墙上固定着一个睡袋。宇航员可以关上门,不受干扰地休息几个小时。不过,在他们看来,“太空觉”不好睡。

宇航员麦克·霍普金斯2015年3月结束为期六个月的驻站任务返回地球。在他看来,太空睡眠的最大挑战,在于没有放松感。“在地面,漫长一天结束后,身体和心理都疲惫不堪,我躺到床上,会立刻觉得双腿如释重负。但在太空,你永远不会有这种感觉。”为此,一些宇航员会把自己绑缚在墙上,寻找“躺下”的感觉。

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为了让自己睡得更舒适,宇航员会把自己绑缚在墙上,寻找“躺下”的感觉。

霍普金斯说,双臂放进睡袋,也是一种困扰。宇宙空间中的睡觉姿势很特殊,失重时,身体完全放松会自然形成一种弓状姿势。为了防止无意中触及设备开关,他们睡觉时要把双手束在胸前。另一方面,如果把胳膊留在睡袋外,它们会因为失重而与躯体“脱离”并来回摆动,让入睡的宇航员看起来像在跳舞。“反正我愿意把手放进睡袋里,”霍普金斯说。

另外,在太空“居住”的宇航员和地球人一样,也需要有个人清洁卫生的处理,如刷牙、洗脸、洗澡、大小便等等,但这一切都需要有特殊的设施和技巧。比如在失重时刷牙,牙膏泡沫很容易飘浮起来,水珠在舱内到处飞,这会影响人的健康和仪器正常运转。为防止这个问题,美国采用一种特制的橡皮糖,让宇航员充分咀嚼以代替刷牙,达到清洁牙齿的目的。

而洗澡时,他们需要将耳朵塞上,带上护目镜,就像潜水员一样。当人进入浴室,还要穿上被固定好的拖鞋,这样就不会飘浮起来了。此外,美国“奋进”号航天飞机上装有一种太空马桶,造价高达2,340万美元。这种马桶可贮存处理更多粪便,有独立的尿液分离器,可将尿和粪便分开处理。马桶上的气流导引装置,解决了失重条件下人体排泄的困难。

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