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太空中的衣食住行

2022-05-30刘孜铭吴唯臻

科学导报 2022年54期
关键词:宇航服宇航员空间站

刘孜铭 吴唯臻

自1961年苏联宇航员尤里·阿列克谢耶维奇·加加林乘坐东方1号宇宙飞船完成首次载人航天任务始,人类涉足太空已有60多年。从“走入太空”“太空生存”到“太空生活”,宇航员太空生活的质量已经有了质的飞跃。

厚重的外壳、圆圆的面罩,这大概是大多数人心目中宇航服的经典形象。但重达几十公斤的宇航服,当然不可能是居住在宇宙空间中的人类的日常穿着。

其实,在空间站工作生活的宇航员们,平时会穿着同地面上一样的衬衫和裤子,宇航员通常会一次筹备几个月的衣物,由补给航天器定期送到空间站中。水在太空中是珍稀品,空间站上并不会配备洗衣机,宇航员也不能像在地面上那样频繁地更换衣物——他们可能几天才会得到一条新的T恤或者裤子。不过好在空间站中灰尘很少,宇航员们每天运动后也有机会沐浴并擦去身体表面的汗水,因此衣物不会很快变脏。

如果要走出航天器,宇航员依然需要穿着宇航服保护自己。一件EMU(Extravehicular Mobility Unit)宇航服就像一座小型的航天器,既需要保温保压,有足够优秀的性能和强度防御宇宙射线以及微陨石的袭击,还要具备全套的通信系统和生命保障系统。还有一种舱内宇航服(ACES,Advanced Crew Escape Suit)一般用于航天器座舱内,在发射和返回地球时保护宇航员,有着平衡温度、提供气压保护的作用。

吃喝当然是人生一大乐事,如果生活在太空,我们还能愉快地享用大餐吗?

最早的太空餐是让人望而却步的“牙膏”:宇航员要从管子里面挤出半流体的食物,不需要咀嚼便可直接吞下肚。苏联宇航员戈尔曼·季托夫有幸成为了第一位享用这份太空大餐的人,他的菜单里有一管蔬菜泥汤,一管法式肥肝肉酱和一管黑加仑果汁。顺便一提,他也是第一位在太空中呕吐的人,不过这倒并非因为食物太难吃,而是由于在空间环境中睡眠引起的太空病。而美国宇航员约翰·格伦1962年乘坐水星飞船起飞时,他的便当盒中塞满了一口大小的食物冻干块,这些小立方块必须在太空中重新加水融成食物泥,装进牙膏管再食用。没有咀嚼的快感,没有多样的选择,首代宇航员的饮食条件相当艰苦。

吃货的生产力是不可低估的。很快,牙膏管就被赶出了“太空餐厅”。人们发明了种种能在无重力环境中使用的餐具,甚至包括咖啡杯、煎锅。如今,宇航员们已能在太空中自如地使用刀叉等餐具,与地面用餐相当接近。

太空食品的种类也丰富了很多,国际空间站中的宇航员有上百种餐品,他们可以选择自己的用餐计划——虽然这一用餐计划是每8天循环的。

然而,制定太空菜谱仍然相当受限。大部分蔬果在宇宙中最多只能保持两天鲜度,空间站中新鲜食品极其稀缺。绝大多数食品只能脱水或加工成罐头运上太空。科学家们正在想方设法解决这一问题,比如在空间站种蔬菜(主要是生菜和西红柿等方便食用的蔬菜)、养螺旋藻。现在,已经有一些宇航员吃上了太空实验生菜。“太空菜园”成真之时,人类自给自足的太空居留才能实现。

我们可以直接居住在某个星球或外太空空间中吗?目前看来这还是不可能的。无论是现阶段的太空站,还是想象中的“火星殖民地”,人类都需要一个足够庞大坚固的人造建筑来保护自己。多国合作、经营多年的国际空间站,是现阶段唯一真正实现长期居住功能的太空场所。国际空间站内部比一座五居室公寓要宽敞得多,除了用于科研用途的实验室,还设置有两间浴室、健身设施和一个360度视野的凸出舷窗。

如果你想要减肥,太空环境绝对是不二之选。无重力环境会扰乱人体的肠胃功能,因此宇航员在太空中大多食欲不振,进食量减少,但是他们每天却要在各种特制健身器材上花费多达两个钟头——太空环境会导致人体肌肉、骨骼、心肺等器官产生复杂变化,为了抵抗身体机能的衰退,宇航员必须每天进行锻炼。国际空间站上配备有跑步机、自行车骑行装置和阻力锻炼装置,宇航员在健身的时候会把自己固定在机器上,免得自己飘来飘去——没错,宇航员是一群“带着绳索生活”的人。太空中的生活有一半时间都是要被绑着的,睡觉时要把自己固定好,运动和洗澡的时候要被绑住,甚至上厕所也要将自己卡在厕所上,以防在无重力环境下飘荡出去。

空间站中还有一个常常被忽视却必不可缺的“豪华配置”:厕所。它或许更像吸尘器,能够产生强大的吸力,将排泄物迅速吸入。如果速度不够快,排泄物在失重环境下很容易四散飘开,那样的画面当然是任何人都不太愿意想象的。太空厕所的气密性和耐腐蚀性需求比地面上的厕所要高得多,还要配备污水处理系统,提取排泄物中的水重新利用。

现阶段的太空出行主要依靠航天飞机和载人飛行器,许多国际空间飞行器都到访过国际空间站,输送工作人员和物资。至于去太空里散散步,仍是可望而不可及的。虽然早在1965年苏联宇航员就已经走出舱门,太空行走在今天仍然并非易事。出舱行走是需要提前数日准备的重大行动,即使是装备齐全的宇航员,在宇宙环境中依然面临着相当程度的风险。除了必要的器械安装、维修与太空行走实验,宇航员们一般不会走出舱门。

2008年9月27日,中国宇航员翟志刚完成了我国首次太空行走任务,中国成为第三个独立掌握空间出舱技术的国家。同之前其他国家的出舱任务相似,翟志刚也使用脐带式行走,通过一根又粗又长的“电脐带”同飞船相连。

或许在将来,随着单体移动装置的进一步改进,宇航员可以在舱外更自由地行动,飞行器的速度也将不断提升,帮助人类向更广阔的宇宙进发。

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