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《太空飞行课》:真实的太空生活是怎样一种体验?

2018-01-17 16:40:02    凤凰文化  参与评论()人

编者按:太空中生活什么样?这个问题令许多人好奇不已。地球上的人绝大部分都不可能进入太空,但几乎所有人都想知道太空是什么样子。有25年太空飞行训练、咨询、写作、演讲经验的NASA资深宇航员汤姆·琼斯,以亲身经历现身说法,告诉你真实的太空生活是怎样一种体验。

《太空飞行课》是一本宇航员写的关于太空飞行的百科问答书。书中问题全部来自公众的真实提问,从上万个问题中精选342个人们最关心的进行解答。从新宇航员培训,到飞船发射时的身体感受,从宇航员在太空生活到太空行走,仿佛让人感觉自己亲身体验过太空旅行,甚至能激发起自己探索太空的冲动。

汤姆·琼斯的回答,专业经验融合着风趣幽默,内容丰富、引人入胜。让你全面了解宇航员这个职业。(以下内容摘自《太空飞行课》,感谢未读·探索家授权发布

《太空飞行课》,(美)汤姆·琼斯著,阳曦译,北京联合出版公司出版

在太空中你如何判断上下?

在自由落体的失重环境下,你可以自己选择哪边是“上”,哪边是“下”。你的脑子会愉快地接受这样的主观选择,无论窗外的地球位于哪个方向。大部分宇航员选择把自己头冲着的方向当成是“上”。所以每时每刻,每位宇航员心目中的“上方”很可能各不相同。

在我执行前两次航天飞机任务的时候,我们的轨道器“奋进号”在完成地球观察任务时通常是头朝地球颠倒飞行的。船舱的天花板和顶窗都正对地面,所以船舱里的我们也是“头上脚下”的。以这样的姿势,我们可以更好地观察下方的科学目标。当我们飘浮在阳光房似的窗户附近时,头顶高悬的美丽星球完全不会干扰我们的认知。在我执行第四次任务的时候,“亚特兰蒂斯号”与国际空间站对接后,地球出现在熟悉的位置——空间站甲板下方。无论是哪种情况,我们都一样高兴。

自由落体状态会对你的身体产生什么影响?

身体需要几天时间来排出“多余的液体”,你体内的血量会减少大约1升;完成了这一步以后,你的身体就会愉快地适应自由落体状态。体液重新平衡后,你的腿会变细一点点,宇航员戏称为“鸡腿综合征”。鼻塞的症状还会持续一周左右,有时候可能引发头疼。摆脱了重力的束缚,你的脊柱会伸长大约2.5厘米,这会拉扯背部下半部分的肌肉,你可能会觉得背部有些僵硬,有时候甚至有点疼。

失重还会导致骨骼内的钙流失,每个月你会损失大约1%的骨重。你的心脏和肺也会变懒,不过定期锻炼有助于保持心肺功能。除此以外,你的免疫系统也会松懈下来,不再积极地应对感染。科学家正在深入研究国际空间站上的宇航员身体状态,希望能找到合适的策略,帮助未来执行火星远航任务的宇航员保持身体健康。要想飞往火星,宇航员必须在自由落体状态下生活一年左右,甚至更久。

自由落体状态下你如何移动,如何固定身体?

在失重的飞船内部移动一点也不费劲儿。空间站上的宇航员能够熟练地穿过舱房,他们只需要用手指轻轻一按,或者动一动手腕,就能从船舱的这头飘到那头。你不需要思考该用多大力气——跟着感觉走就好,就像在地球上穿过房间那样自然。

在电脑或实验设备前工作的时候,或者在厨房里吃饭的时候,如何舒适地稳定自己的身体,这才是更大的挑战。我们可以把脚套在地板(或天花板)上的扶手里,也可以用脚趾钩住固定在嵌板上的绳圈。在跑步机上锻炼的时候,你需要套上与跑步机相连的肩带和腰带,它会将你的身体固定在跑道上。

本书作者在ISS的“命运号”实验室走廊里滑行。请注意,四面墙壁上到处都有扶手。

自由落体状态下的宇航员可以尝试哪些有趣的事情?

你可以将双腿蜷缩在胸前,团身后空翻——而且永远不会停下来!你还可以像超人一样以极快的速度穿过国际空间站里的舱房,记得要尽量准确地穿过两间舱房之间的接口。请朋友帮忙,让你的身体飘浮在ISS的某间舱房中央——远离所有扶手——然后你可以试着推动自己的身体去够某个支撑点。你可以像蝙蝠一样倒挂在天花板上吃饭,像鸟儿一样去“啄”飘在空中的食物,或者用自制的“吹枪”把麦乳精球射到朋友张开的嘴里。你可以小心翼翼地从饮水袋里挤出一个橙子大小的水球,然后吹着它在舱房里飘浮。晚上休息的时候,你可以睡在墙上或者天花板上。你还可以倒立着上厕所哦!

本书作者(照片中央)在NASA的KC-135飞机上体验自由落体状态。(NASA)

太空中的宇航员从哪里获取氧气?

一位宇航员每天需要消耗0.8千克氧气。如果任务时间较短,比如说只有几周,那么维生系统可以直接混合罐内储存的氧气和氮气,为宇航员提供可呼吸的空气。事实上,我们并不需要氮气来维持呼吸,加入氮气只是为了减少纯氧环境下的火灾风险。

在国际空间站(ISS)上,这些气体都储存在高压罐里,按需供给。除此以外,为防万一,空间站上还存放着俄罗斯提供的罐装固体高氯酸锂,这种化学物经过简单的处理就能释放出热和气态氧。

为了节省从地球运来的氧气,ISS的维生系统会利用空气中的水蒸气和宇航员“贡献”的尿液来制造氧气。沙巴提耶反应器能把回收的水和宇航员呼出的二氧化碳转化成氧。

ISS的氧气和氮气储存在“寻求号”外的白色高压罐里,气罐左侧有水平的栏杆。(NASA)

你们在太空中是怎么发电的呢?

在太空中,要维持船员的生存和实验设备的运转,电力至关重要。我们从地球上带去的电池可以供电,但它们实在太沉,而且不充电的话只能用几天。不过太空中的太阳能十分充沛,所以空间站配备了巨大的太阳能电池阵列。

ISS上的太阳能板表面积有大约4000平方米,它们能提供75~90千瓦的电能,可以维持空间站运转、给电池充电——要知道,空间站每绕轨一圈都有大约45分钟时间晒不到太阳,这时候只能依靠电池提供能量。

“双子号”飞船、“阿波罗号”飞船和航天飞机都靠燃料电池提供电能,这种电池能把储存的氧和氢转化为电和水。有的行星探测器离太阳的距离太远,难以利用太阳能,所以它们会利用放射性钚产生的热量来发电。未来的火星往返飞船可能会使用核反应堆来供电。

宇航员在太空中会觉得拥挤,或者感觉幽闭恐惧吗?

国际空间站内的实验室和居住空间加起来共有916立方米,大约相当于一架波音747飞机的机舱。宇航员有足够的活动空间,而且他们可以随时透过穹顶舱的窗户眺望1600千米外的地平线。

“联盟号”飞船内部的居住空间只有4立方米,你坐在船舱里的时候,膝盖必须蜷缩起来顶在胸口。“猎户座”和近地轨道太空的士比“联盟号”宽敞一点儿,不过宇航员依然可以住得很舒服。

上天之前,我们在航天飞机模拟器里训练过无数次,我也曾在空军B-52轰炸机的驾驶舱里度过了好几百个小时,所以飞船内部的狭窄空间对我来说完全不是问题,我也从来没有感觉到过拥挤。

宇航员会想家吗?

在太空中我忙得没有时间真正去想家,虽然我知道自己离家万里。而且每周我都会和妻儿通过无线电或视频通话,这也能帮助缓解思乡之情。

执行长达数月的任务时,宇航员当然会想家,就像那些远赴海外工作的人一样。电子邮件和视频通信非常重要,它可以帮助我们对抗孤独感。不过在目前,ISS宇航员不当值的时候随时都能和地球通话,和家里保持密切的联系,这是我们对抗思乡病最有力的武器。

宇航员在太空中会感觉累吗?

宇航员在太空中努力工作,这是一种全身心的考验。我执行轨道任务时每天工作16个小时,其中包括准备工作、吃饭、收拾家务、锻炼和完成任务后的放松活动。我的肌肉的确会累,尤其是在太空行走以后,不过我觉得疲累主要来自精神紧张。为了尽快恢复,我尝试每天保持六到七小时的睡眠。太空中的工作要求十分严苛——以前我从未持续这么长的时间在极大的压力下追求完美。虽然每次任务的过程都十分愉快,但我仍然期盼着陆后的假期。

宇航员吃饭的时候用盘子吗?

国际空间站上的宇航员吃饭和喝水都直接用一次性的塑料或铝箔容器——所以他们不用洗碗!在太空中吃饭的时候,我偶尔会用带魔术贴的金属托盘来放食品袋。不过食品袋上的魔术贴也可以直接粘在舱壁或衣服上面。厨房的桌子上还有磁性的剪刀和勺子。

一般来说,我吃饭的时候每次最多打开两个食品袋,而且还得多加小心,以免食物飞得到处都是。一次打开两个以上的袋子完全就是自找麻烦——厨房一定会变得一团糟。你可以吃完两袋以后,再打开另外两袋。在地球上,你可以把所有喜欢的食物都放在一个盘子里慢慢享受,这真是简单又难得的快乐。

空间站上的感恩节大餐,从左到右分别是:蔓越莓果酱、夹馅玉米面包、烟熏火鸡、茶和冻干草莓。只需要一把剪刀和一把勺子,你就可以尽情享受这顿大餐了。(NASA)

关键词:太空宇航员
 

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