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太空英雄的背后

2018-11-21郑永春

中国科技教育 2018年6期
关键词:凯利宇航员空间站

郑永春,博士,中国科学院国家天文台研究员,中国科普作家协会副理事长,青年科学家社会责任联盟副理事长。

2015年3月,宇航员斯科特·凯利飞往太空,在国际空间站生活了近1年。2016年3月1日,他返回地球,成为单次逗留太空时间最长的美国人。

凯利是一位资深宇航员,他在太空生活1年的主要目的,是为未来20年内能将宇航员送到火星而进行一次重要实验。凯利既是这次实验的操作者,也是科学家的主要研究对象,就像登陆火星实验的一只小白鼠。

宇航员是如何练成的?太空生活真的像书上写的那么有趣吗?作为一名宇航员,他们失去了什么,又得到了什么?

一本书激发的太空梦

在我们的印象里,宇航员都是乖孩子,但事实上并非如此。凯利在上小学和中学的时候,学习成绩很不好。老师教的内容,他丝毫不感兴趣,上课总是开小差,很长时间都难以集中精力。在上大学之前,他一直都找不到人生的方向,所以大学入学考试也考得很差。一次偶然的机会,他在一家商店的展架上发现了一本书——《太空英雄》,一下子就着迷了。正是这本书,改变了他此后的人生。这本书描述的是一些年轻人冒险征服太空的场景,写得非常真实。即使在凯利真正成为宇航员之后,他仍然认为那些场景描述得无比真实。那些身临其境般的生动场景,激发了凯利内心追求梦想的冲动,他立志要成为驾驶航天飞机的宇航员。

凯利在中小学阶段一直没有好好上学,大学里有些课程很难,他实在无法学会。为了实现驾驶航天飞机的梦想,他咬紧牙关,强迫自己每天必须在座位上坐够足够的时间,一遍又一遍地做题,最终实现了从“差生”到“学霸”的逆袭。

从凯利的例子我们可以看到,一本好书可以改变一个人的一生。所以,我们每个人,科学家也好,工程师也好,作为一位公众人物也好,都要有这样的社会责任感:要尽可能多地奉献社会,做一些公益的事,用自己的言行影响周围的人。或许,通过你的一次公益演讲,或一本科普书,就会有一些人的人生轨迹因此而改变。也正因如此,凯利在回到地球后,写下了自己在太空中长达1年的生活经历,目的就是影响更多的人。虽然他并无写作经验,但仍然希望通过自己的亲身经历,鼓舞跟他一样心怀梦想的孩子。

太空生活揭秘

美国和俄罗斯作为世界上航天技术最先进的两个国家,但两国的发展道路和制度差异很大。以宇航员的补贴制度为例,俄罗斯宇航员在国际空间站飞行的每一天都会得到奖金,但他们的基本工资比美国宇航员低得多,这也使得俄罗斯宇航员对空间站上的一切问题,都回答“很好”“没问题”,不然就可能会被扣工资。而美国宇航员在空间站上每天工作只能拿到5美元的津贴,但他们的基本工资要高得多。

国际空间站是人类在太空中最大的基础设施,也是人类合作精神的重要象征。国际空间站虽然由16个国家合作建设,分为很多个舱段,但最重要的还是美国和俄罗斯两家。美国宇航员和俄罗斯宇航员事实上生活在不同的区域,工作和生活都分得清清楚楚,通过各种协议确定双方的合作界面。如果宇航员之间要相互帮忙,两国宇航局必须进行谈判,等价交换。但即便如此,两国宇航员之间仍然可以有私下的友谊,他们每周五晚上都会进行聚会,当宇航员离开或新的宇航员到来,或遇到宇航员过生日,就会安排一次有仪式感的祝福和聚餐。当飞船返回地球还有剩余空间的时候,他们有时会把自己一方多余的垃圾偷偷塞進去,这种行为当然没有协议约束,却行之有效。美国宇航员在空间站上的工作日程表排得满满当当的,而俄罗斯宇航员的时间却很宽裕,但即使闲着,也不能相互帮忙。这种差异也反映了俄罗斯航天投入受限的窘境。

大家都很想知道宇航员在太空中吃什么。现在一些太空食品已经出现在了超市的货架上,满足了普通人猎奇的需求。很多人仍然认为,宇航员吃的东西都是像牙膏一样的膏体或压缩饼干。但事实上,宇航员的食物比我们想象的要丰富得多,有脱水鸡蛋、饼干,甚至每天早上还能喝加了奶油和糖的脱水咖啡。当新的宇航员到来时,还有机会分享到他带来的地方特产,如知名品牌冰淇淋、哈萨克斯坦的奶制品等。由于每份食物都是小分量的独立包装,所以每顿饭都可以吃到不同的食物。而且,宇航员的食谱并不是设定好的,他可以自主决定今天吃什么。除了新鲜蔬菜和水果十分短缺之外,其他与地球上并没有太大不同。为了解决这一问题,凯利在国际空间站上的一个重要工作就是栽培作物,为今后的太空生活提供新鲜蔬菜和水果。

具有牺牲精神的勇士

很多人都知道,培养一位飞行员非常不容易,培养一位战斗机飞行员更不容易,而培养一位在航母上执行任务的战斗机飞行员,更是难上加难。在航母上起降飞机,被形象地比喻为刀尖上的舞蹈,而凯利是从航母上的战斗机飞行员中选拔出来的宇航员。所以,培养一位宇航员的难度可想而知。

凯利从一位海军学院的学员起步,在海军训练时,一个房间住着20个人,床铺都分为上中下3层,使他练就了在狭窄空间的生活和工作能力。这种能力对他后来在太空中狭窄空间的工作大有裨益。

凯利求学的阶段正好是载人航天事业大发展的时期。那时,美国宇航局开办了一个国际宇航员培训班,学员来自日本、欧洲、加拿大等国家和地区。有意思的是,这些他曾经的同班同学,许多人后来都成为了他的宇航员同事,这为他们在太空中开展合作减少了很多沟通成本。

宇航员是具有牺牲精神的勇士。从某种意义上说,他们是代表整个人类出征太空,然后获得在太空生活和工作的经验,这些经验最终也将为人类在太空中更好地拓展我们的生存空间奠定基础。凯利是单次太空中生活时间最长的美国人,在国际空间站上生活的1年中,他每周都要进行各种生理和心理指标测试,目的是研究飞往火星的漫长旅途对人体的影响。幸运的是,他的双胞胎哥哥也是一位宇航员,他们两人的基因有很大程度的相似性,甚至脾气性格也非常相近。通过他们之间的差异对比,我们就可以明白太空生活到底会对人类造成什么样的影响。

想想凯利在太空生活时面临的困境和作出的牺牲,我们就会对这些太空勇士有更清晰的印象。在前往国际空间站之前,凯利被诊断患有前列腺癌,在手术之后,他再次出征太空,本身就会有风险。几次太空飞行,他都感觉到眼球在充血,这明显伤害了他的视力。他甚至能感觉到,高能量的宇宙射线在穿透他的身体。还有,国际空间站上的二氧化碳吸收装置的效果并不稳定,当有人锻炼身体时,或当宇航员人数太多时,空气中的二氧化碳浓度就会超标,他们的心情、工作效率、身体状况都会受到影响,对身体造成伤害。

作为一名宇航员,尤其难以忍受的是远离家人、独自一人生活的孤独和无助。他错过了与两个女儿、女友、父母、祖母一起共处的很多重要时刻。当他在太空飞行时,有的亲人永远地离开了这个世界。他跟女友由于不能长期在一起,造成感情的生疏。他双胞胎哥哥的妻子,也就是作为国会议员的嫂子遭受枪击,但他身在太空,无能为力。

在失重且辐射强烈的环境中生活这么长的时间,凯利的骨骼可能会变得很脆弱,动作技能和视力也会受损。通过与他的双胞胎哥哥、同时也是宇航员的马克·凯利进行比较,科学家们将更清楚地了解了太空生活对身体和心理健康的影响。凯利的经历,让我们看到了宇航员的生活细节和丰富的内心感受。这不仅满足了很多普通人的好奇心,甚至对专业人士也有参考价值,同时也为我们在空间站开展国际合作提供了很多启示。从2003年杨利伟成功飞天以来,中国载人航天工程进展顺利。目前,中国空间站建设正在抓紧进行,预计在2022年左右,中国人将建成自己的空间站。届时,中国空间站有可能成为太空中唯一的空间站,迎接世界各国宇航员的来访。

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