书城科普读物神奇的太空探险之旅
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第13章 太空中的生活(1)

选拔宇航员

美国宇航局在试验“企业号”航天飞机的同时,向全国公开招募宇航员。1976年整整一年,美国的报纸、杂志、广播、电视都在不停地做广告、搞宣传。

驾驶航天飞机可不比驾驶普通飞机。一艘航天飞机的座舱里,挤满了2000多件仪器、仪表,需要管理操纵的旋钮多达1700个。现代化的波音747飞机驾驶舱内有971个仪器、仪表,航天飞机要超过波音机一倍以上。要正确地操纵,非有高超的技艺不行。美国宇航局的弗兰克·休斯教员说,如果把驾驶难度分为10级,那么驾驶波音机的技术难度为1级或2级,驾驶航天飞机的技术难度要高达9级。

普通飞机的飞行时间一般不会很长,航天飞机的飞行时间长达一星期以上,而且还要完成一系列的研究工作。

所以,宇航员都是万里挑一。通常是从体魄健壮、机敏勇敢的战斗机驾驶员中选拔。条件要求必须有2000个小时以上的喷气式飞机的飞行经历,其中1000个小时是担任第一驾驶员的。还要具有物理学、数学或工程学方面相当于学士学位的文化程度,除了这种人,还有一些人可以成为宇航员,就是具有专门知识的技术专家,经过地面训练后,乘机监测和实施航天飞机上的各种科学实验。

美国宇航局到1977年6月30日报名截止时,收到了8079份申请书。宇航局14人的选拔委员会从中选出了35名候选人,其中21人是从军事部门选拔的,14人是从民间组织选拔的,另外还有将担任飞行专家的6名妇女。

这些人到宇航中心报到,要经历2年时间的学习和训练。

除了攻读各门专业课、进行实验以外,宇航员们要进行两类地面训练。一类需在航天飞机模拟器里进行。模拟器跟航天飞机一模一样,宇航员在舱里要学习掌握操纵航天飞机,还要学会处理各种意外事故。这种训练要训满1000个小时。

另一类模拟失重状态的训练要在水中进行。在地面的人,有晕车、晕船、晕飞机的,宇航员也有“晕宇宙”的。所以要先模拟训练,逐渐适应,宇航员们戴着水下呼吸器,潜入一个大水箱内,水箱壁涂上黢黑色,这是模拟太空的环境,周围还嵌有闪闪发光的群星,还有巨大的地球圆弧面。宇航员在这里可以学习做各种动作,掌握在失重状态下身体如何活动。

“假如我获得机会能驾驶航天飞机,那么即使一次,也比我多活10年强!”宇航员克劳德·尼科利尔这样说,恐怕所有训练中心的宇航员都这么想。

他们是为了理想,为了人类去征服太空的,人们永远把他们当做英雄,他们中的许多人名字都留在了月球上。

宇航员是如何在太空中生活的

(一)一日三餐

宇航员在“天上”怎么吃饭、喝水呢?说起来是很有趣的。

空间营养学家们经过研究试验,认为宇航员每天摄入的食物能量要高于3000卡,食物中要含有丰富的矿物质,如钾、钙、氮之类。他们还规定了三条标准:食物在37.7℃温度下放置6个月要不变质;粗食尽量不要吃,吃了不易消化;食物要可口,要能引起宇航员的食欲。这一条很重要,通常宇航员刚“上天”的时候,都会有一些“晕宇宙”的现象,头晕恶心,哪有什么胃口呢?要使他们胃口大开不是件容易的事。

在60年代里,美国和前苏联的太空食品都是装在一种银色的“牙膏管”内,挤进嘴里。这些食物营养丰富但吃起来既不好吃也没有乐趣。

后来,这些食物又被装入“塑料袋”。宇航员用一根管子插进去吮吸。这样也不好,跟“牙膏管”差不多,既看不见食物的样子,又闻不到香味,宇航员不喜欢这种食物。

70年代以后,经过宇航员多次试验,加上专家们的改进,终于做出了各种色香味俱全、能令人食欲大开的太空食物和饮料。

试验证明,水在失重条件下表面张力很大。水在杯子里不会流失。根据这个特点,专家们先将太空食品经过脱水处理后,再经过高湿处理、辐射杀菌湿度处理等,然后装进罐头和塑料袋,贮存在生活舱的冷藏柜里。宇航员“上天”后,在食用这些太空食品时用扁嘴喷枪先喷上水,水与食物融合后就可以复原,食物的形状、大小、色泽、香味都跟原物相同。因为加水的缘故,也不会在舱里乱飞。如果嫌凉的话,还可以用小电炉、小锅加热。

1973年以后,太空舱内厨房里已备有120多种食品,饮料也有20种以上。一袋袋的食品放在食品柜里,连第几天第几顿都标得清清楚楚,菜单花色翻新可以6天不重复。

做饭的差事,宇航员每人轮值一天。做一餐饭,只需要半小时。先把塑料袋里的脱水食品取出来,放进一个“组合炊具柜”里加工一下就行了。这个柜子里一应俱全,烤箱、冷热水管道、银质餐具、干抹布、湿抹布应有尽有。还有一个放调味品的小匣子,盐、胡椒面、酱油、番茄酱、辣油等等一样也不少。做起饭来跟家里有些不同。要先用注射器给脱水食品注上一定量的水,然后用手揉匀,再放入82℃的烘箱里烘烤,还要用一台电扇使其均匀受热。至于冷菜,像虾仁、布丁和饮料之类,也要兑上水,一会儿一顿丰盛的饭菜就弄好了。

在就餐的区域里设有餐桌和特别的椅子。进餐时食物都盛放在一种特殊的托盘里,将不同的食品隔开,这样食品就不会漂浮起来。宇航员也得把自己的皮靴挂在天花板的“吸杯”上或是固定在地板上,然后才能进餐,否则,吃饭时人会东倒西歪,飘来飘去。吃东西时动作也要尽量温文尔雅,任何一个突然的举动,都会让到嘴的美味一下子飞走。

你说,这样的用餐是不是非常有趣呢!

(二)高枕无忧

人悬空睡在空中!这只是在魔术和神话故事中才见得到。可是在太空中这却是真的。

人在太空,由于失重的缘故,站着睡和躺着睡是一样的,而且也没有上下之分。一张双层床可以睡4个人。最上面睡一人,第二个人却睡在上铺的反面,和下铺上的第三个人面对面,第四个人呢?站在床的侧边睡,各得其所,互不干扰。

宇航员每人有一个睡袋,“睡袋”上都装有台灯、通信装置、电扇、隔音毛毯和特别床单。此外还有枕头。在空间睡觉,本来有没有枕头和软垫子都一样,只不过多年的习惯用起来感觉可以自然些。

睡觉前,宇航员跟在家里一样,也把衣服脱掉,只不过要放到专设的小柜子里,免得到处飞舞。脚上的靴子不能脱,因为失重状态阻碍血流正常流向脚跟,脚跟容易被冻坏。然后,爬进睡袋,把长拉链从腿部拉到胸前。再用皮带系住腰部,戴上遮眼罩和隔音帽。最后调好空气,关上灯。为了避免手臂悬在空中,还得把手插在腰部的皮带里。睡袋的头部虽然固定在舱壁上了,人的脑袋却无法固定。睡觉时仍晃来晃去,挺滑稽的。不过,宇航员们仍能高枕无忧,安然入睡。

宇宙空间没有明显的时段,日出日落仅1个多小时,一会儿是黑夜,一会儿就会见到旭日。所以,宇航员每天都是由自动装置唤醒的。7点起床,起床后得刷牙、洗脸、刮胡子。他们用咀嚼特别的橡皮糖来代替刷牙,用卫生巾浸泡护肤液擦脸,还用卫生巾铺在按摩刷上梳洗头发。头发会梳洗得很干净。

在航天飞机上,因为太空舱比较拥挤,宇航员早上起床前会把“睡袋”折叠起来,腾出空间来做实验。

保证宇航员有充足的睡眠是头等的大事,地面控制中心一天24小时注视着他们,一有异常,立刻会予以呼叫和警告。

(三)太空锻炼

在地球上,人不管做什么事都要用力,这样肌肉和骨骼就得到了一定的锻炼。可是,在太空中,因为失重,宇航员举手投足不费吹灰之力,加上钙流失得特别快,时间一长,肌肉就会萎缩,骨骼也会变得松脆。令人烦恼的是,当宇航员走出太空舱去干修理卫星、安装太阳能电池帆板之类力气活儿时,要穿上宇航服,20多层的宇航服穿在身上,每做一个动作都要花很大的力气。手上还戴着大手套,装卸舱里的货更是消耗体力。据宇航员们自己检测,一般出舱干一次活;体重要减少3~4千克。

为了保持良好的身体状况和精神状态,宇航员就要自找苦吃,想各种办法锻炼身体。

在航天飞机上,设置了一种脚踏活动板,它是用铝板做成的,下面装有轮子,底部插在地板洞里,锻炼时把活动板上的皮带系在身上系得越紧越用力。当你踏板走动时腰和腿就得到了锻炼。如果飞行在一两个星期内,宇航员每天在踏脚板上锻炼至少要15分钟;飞行时间长,每天至少要踏上30分钟。脚踏板安装在舷窗边,锻炼时宇航员先播放音乐,然后和着音乐的节奏踏板,累了可以看看窗外的景色,倒也不觉得太枯燥。

在空间站,宇航员生活的时间要长得多,最长的有一年,更要不间断地锻炼,最好的锻炼办法是跑步。在安装有综合健身器,上面有一个滚轮式活动跑道,它的两侧也有弹性皮带,可缚住宇航员的腿,而另有一个弹性缓冲器缚在踝骨上,跑起来和地球上的感觉差不多,10分钟以后,身上就会出汗。跑完后,伸伸懒腰,听听音乐,看看风景,感觉特别轻松。除了活动跑道,还设有自行车、单杠等其他器械,任其选择。

前苏联宇航员列别杰夫和别列佐沃依,曾在空间生活了211天,他们在日记中还记下了一种特别的锻炼办法,读来别有趣味!

有一天,列别杰夫感到脖子有些不舒服,就试着把头转几下,没想到越转越快,头好像离开了身躯,自己在那里转。他觉得很惊奇,定定神才感觉到头还在脖子上,有肌肉连着呢。他把这种感觉告诉别列佐沃依,别列佐沃依照此一试,感觉也一样。旋转后脖子和头都觉得特别特别轻松,舒服得很。于是他们俩从此便多了一种锻炼方法!

不管是用什么方法进行锻炼,出了力后会出汗,有时甚至会大汗淋漓。在家里非常简单,去冲个淋浴。在空间怎么办呢?汗粘在身上自己不会干,令人难以忍受,宇航员得用蛇形通风管对着自己吹,把汗水吹散,最后用真空清洁器把到处飞舞的汗水吸掉。此外,宇航员也可以去洗淋浴,不过在空间淋浴一次不容易,要一周甚至一个月才可以洗一次。淋浴时,从天花板上放下一个聚乙烯圆筒,圆筒底座上固定有一双橡胶拖鞋,人穿上它,就不会飘起来。拉开密封拉锁,脱去衣服,进入淋浴筒,就可以像在家里一样洗澡了。航天飞机上的卫生间里有一个浴缸,浴缸上方有照明灯和镜子,壁上挂有毛巾、浴巾和各种个人卫生用品,和家里的卫生间简直差不多。

一切准备就绪,这时就可以打开头顶上的莲蓬头,鼻子得用塞子塞住,嘴上还得戴上呼吸器,否则流下来的水说不定会把人呛死。水喷在身上后用浸透了清洁液的卫生巾擦洗,15分钟就可以洗好了,洗澡的水用一台电扇吹向排水口,然后吸到地板下面的废水箱里。水满后会自动排到舱外。

总之,在太空锻炼不仅是自找苦吃,有时还会产生一种探险的心情呢!

在太空也能创造财富

(一)太空播种

人类在进入太空以后,下一步是要逐步过渡到长期在太空居留,还计划飞往遥远的地外行星。那么,最迫切需要解决的问题是什么呢?美、苏的科学家都认为首先要解决的是人在太空中的生活保障问题,还要研究长期失重对人、植物、动物的影响。美、苏两国对此均已进行了大量的试验。

早在70年代末期前苏联就在“礼炮号”空间站进行了植物栽培试验。他们在空间站建立太空温室,对多种植物采用各种各样的刺激方法。在地面上,植物生长有一定的规律,根往下钻,芽往上蹿。在空间,没有上下之分,植物的生长会是个什么样子呢?在“礼炮7号”空间站上,试验才取得了突破性的胜利。宇航员栽培的阿拉伯草在太空播种56天后开了花,第69天结子,共收获了200粒种子。这是在空间站上开花结子的第一种“仙草”。

1981年,美国“哥伦比亚号”航天飞机第二次升空,它的座舱里也带了一个小型温室,是用铝制成的,重约21千克。里面放有很多试管,每根试管里放有一颗矮杆向日葵种子,共放了85颗。试管中土壤的含水量不同,这是因为要试验多少水分最合适。温室里有一盏太阳灯,每天连续照射14小时,模仿地面日照。由于这次飞行时间缩短到54小时,种子刚刚萌芽就返回了地面。没有达到预期的目的。4个月后,“哥伦比亚号”第三次飞行时,又重复了这项试验。这次还增加了中国的绿豆和一些植物种子,结果有96株硬松、燕麦和绿豆的苗发了芽。

这些试验表明,植物在空间可以成活,只是发育缓慢一些。最困难的是要解决植物生活的条件。前苏联专家制造了一种人工土壤,它是两种塑料混合物,外表像沙土,土壤中含有15种养分元素。植物在上面栽培后,只要浇水和光照就可以,生长周期只要1/3,产量可以提高10倍。美国的专家试制出一种“太空露晒舱”,1984年4月,用航天飞机把它投放到太空轨道上,这个“太空露晒舱”大约重10吨,共安排了86个试验项目,其中有植物试验,美国的派克种子公司在舱内放置了900万粒西红柿种子,计划等种子返回地面后,分发给400万四年级以上的中小学生,让他们播种,并观察西红柿的生长情况;再向公司汇报。派克公司期望能从这些种子中培养出巨型西红柿。

我们中国从1987年开始,也在进行太空育种的试验。在地面上精心挑选一些蔬菜、玉米、花卉品种的种子,“坐”卫星到太空去遨游十几天后回到地面,再经过筛选、育种、试种,种植方法以及田间管理和普通品种一样,可是结果却大不一样。

据媒体报道,在中国的航天育种基地,青椒长得硕大无比,每个重有八九两,一株西红柿可结几十个大西红柿,一根黄瓜长得有你的手臂长。到现在已经利用返式卫星成功地进行了8次搭载农作物种子的试验,试验品种达400多种,取得了不少成功的经验。

有人问,这些青椒、西红柿能不能吃?对人有没有害?专家回答说:引起种子变异的只是变色体遗传物质的序列发生变化,品种没有改变,青椒还是青椒,黄瓜还是黄瓜,能吃。太空种子在太空中也不会受到什么危害。返回后经检测很正常,因此对人也没有不良影响。

(二)太空制药

1975年,美国和前苏联在“联盟-阿波罗”飞船的对接飞行中用电泳法从5%的肾细胞中分离出了尿激素,分离效率比在地面上高5~10倍。

尿激素是溶解血栓或凝血块的一种特效药,在地面上制造这种药,工艺非常复杂,而且成本十分昂贵,如果在太空成批生产,那将十分划算。

除了尿激素,还有一些药用电泳法在太空提取试验过,如干扰素和一些在地面上无法提取的疫苗。