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第21章 挣脱地球引力——人类探索之路(3)

首次无安全索太空行走

首次无安全索太空行走是美国宇航员麦克坎德莱斯完成的。1984年2月7日,美国“挑战者号”航天飞机宇航员麦坎德列斯和斯图尔特不系安全索离开航天飞机实现在太空行走,成为人类探索太空奥秘的第一批“人体地球卫星”。美国宇航局测试“载人机动装置”。通过载人机动装置,宇航员得以在空中自由地飞翔。

首位太空行走的宇航员

美国宇航员爱德华·怀特是首位太空行走的宇航员。在怀特的太空行走任务中,他带有一个特别的太空手套。该手套飘浮于太空舱外,用于收集某些有趣的太空碎片。怀特认为他一生中最悲哀的时刻就是被命令返回太空舱的那一刻。1967年,他被指定为阿波罗飞船首次飞行的宇航员。但在1967年1月27日的一次地面飞船封闭训练时,阿罗波飞船内部起火,怀特不幸牺牲,年仅36岁。

首位太空行走的女宇航员

宇航员凯瑟琳·莎丽文是首位太空行走的美国女性。1984年10月,凯瑟琳·莎丽文将音乐磁带和随身听带入了太空。当被记者问起在太空飞行时听的什么音乐时,莎丽文回答:“经典音乐和打击乐。当你在太空舱中以飘浮状态准备入睡时,不要指望任何抒情歌曲能够有效果。”

伟大的太空“芭蕾舞”

美国宇航员马斯格雷夫,是所有太空行走的宇航员中最具个性的一位。为了能够圆满完成太空任务,他愿意像蝙蝠一样倒挂睡觉。他兴趣广泛,拥有六个学位,如医学、数学以及文学等。作为历史上最优秀的宇航员之一,马斯格雷夫于1993年完成了“哈勃”首次维修任务和三次太空行走。他将这种太空行走形象地比喻为“太空芭蕾”。事实上,“哈勃”维修任务中的太空行走也最能体现太空动作的奇妙之处。

太空之旅——动物首开飞天先河

几十年来,人类向太空进行着艰辛的探索,这不仅离不开科学家的努力,同时也有动物们的功劳。

“英雄”的动物们

在载人航天器正式载人飞行前,往往都要用猴子、白鼠等动物先作飞行试验,以获得有关的试验数据,分析飞行过程和环境对人的影响;或以动物作为实验对象在太空开展实验研究,然后才开始尝试载人飞行。动物不愧为人类探索太空的开路先锋。

苏联和美国在太空竞赛中都分别突破了航天器发射、回收、生命保障等各个相关环节的技术,都急于率先把人送入太空。但两国在把人送入太空之前,都分别用动物试验了载人飞船的性能。

1946年12月,布劳恩和一些美国科学家就开始用“Ⅴ-2”火箭进行生物实验,他们将孢子装在“Ⅴ-2”火箭上,发射到了187千米的高空。但由于当时没有掌握回收技术,试验并不成功。

世界上最早用生物作升空试验的是二战后的“Y-2”火箭。

果蝇,猴子和小狗

1947年,在掌握了回收技术之后,他们又用果蝇进行试验。他们将果蝇装在增压的容器里,然后用“Y-2”火箭发射到170千米的高空。当火箭降落到离地面30多千米高度时,容器弹离火箭,同时释放出一个小型降落伞,将装有果蝇的容器缓缓降落到地面。果蝇安然无恙,实验获得成功。

为了探索空间飞行对高等动物的影响,1948年至1949年,布劳恩等科学家又用“V-2”火箭先后4次将猴子发射到60多米的高空。在返回时4只猴子均被活活摔死,它们成了人类飞向太空之前的首批献身者。

1951年4月18日,美国空军发射了装有猴子的“空蜂号”探空火箭,在回收时,猴子因受撞击而死亡。同年9月20日,又将一只猴子和11只老鼠送入高空,这次动物们活着返回了地面。1952年5月21日,再次发射装有两只猴子和两只老鼠的“空蜂号”探空火箭,动物们均成功生还。在火箭飞行过程中,自动摄像机录下了动物的活动情况,获得了许多重要资料。

苏联著名的火箭总设计师科罗廖夫知道在载人飞行之前,必须保证飞行的绝对安全,因此想到了用动物代替人进行验证飞行的方法。或许是由于巴甫洛夫对狗的生理进行过出色的研究,因此便选择了狗作为太空“试飞员”。苏联从1949年到1958年,共发射生物火箭31次,先后将42只小狗带上高空飞行。这些动物飞行实验的成功,为研究动物如何适应火箭飞行及高空环境提供了基本的科学依据。但1951年之前的动物飞行试验,都未能达到地球近地轨道高度。

留在太空轨道的第一个地球生命

1957年11月3日,苏联发射第二颗人造地球卫星“伴侣2号”时,把一只名叫“莱伊卡”的小狗载入地球轨道飞行,让人们首次了解在火箭发射及太空飞行过程中,动物的适应能力和生理变化情况。遗憾的是由于当时卫星尚无法回收,就注定“莱伊卡”是有去无回。“莱伊卡”在太空运行一周后死去。虽然小狗“莱伊卡”没能回到地面,但它却是飞上近地轨道的第一个地球生命,对人类的太空飞行具有重要意义。

在加加林乘“东方号”飞船上天之前,还曾多次进行过用小狗代替航天员的试飞。就在“东方号”正式发射前一个月,苏联还两次把小狗放进飞船座舱同宇航员的模型一起发射上天进行试验飞行和模拟返回程序,均获得了圆满成功,实验证明动物完全能够适应太空的生活环境。此后,才轮到了加加林正式升空。

40只去了太空的猩猩

20世纪50年代末、60年代初的美国,当著名的“水星七杰”为飞天而苦练本领时,在美国空军的一所航天航空医学实验所中,也有一个性质与目的相似的训练计划正在进行,所不同的是这一群受训者并非是从美国三军试飞员中选出来的太空人,而是从非洲丛林中捕捉到的40只黑猩猩。

如果按照达尔文进化论的观点,猩猩是人类的祖先,美国人又用它充当了征服太空的开路先锋。第一只被选中担任太空飞行试验的猩猩叫哈姆。它乘“水星号”飞船进入距地面156千米的太空,在经历了一番不平凡的太空飞行之后,安全降落在预定的大西洋洋面,直升机将其从水面上拉起送往一艘登陆艇上。当救护人员打开舱门迎接哈姆出舱时,它显得非常兴奋,似乎为成为第一位进入太空的猩猩而无比自豪。

据统计,苏联在加加林上天之前一共发射了5艘无人飞船,美国在进行第一次载人飞行之前共进行了8艘无人飞船试验。苏联和美国在成功实现载人飞行后,仍持续不断地用动物进行太空飞行试验,以研究如何保证太空生命安全等一系列问题。

这期间,最壮观、最引人注目的是1998年4月17日,“哥伦比亚号”航天飞机载着庞大的动物军团升空,开展耗资9900万美元的神经专项实验。航天飞机上载有7名航天员,需进行26项神经试验,其中11项以航天员本身为实验对象,另外15项以多个动物作为研究对象。这些动物包括18只怀孕的田鼠、152只出生不久的白鼠、135只蜗牛、229条箭鱼、1500只蟋蟀。这样一群动物大军跟“哥伦比亚号”升空,使寂寞的航天飞行旅程充满了生机与乐趣。

中国从20世纪60年代中期开始研制生物火箭,并成功进行了首批火箭生物试验。1964年7月至1965年6月,先期发射了3枚T-7A(51)生物火箭,所载的4只大白鼠和4只小白鼠安全升空并全部活着返回地面。1966年7月,又先后发射了两枚T-7A(52)生物火箭,分别将两只小狗送上太空,并顺利回收。两只勇敢的小狗经受住了火箭飞行振动、噪声、超重、失重和着陆冲击等考验,获得了许多实验数据,为我国的载人航天飞行打下了良好的基础。

逃离地球引力——去太空“生活”

1999年11月20日,我国第一艘载人试验飞船“神舟号”首飞成功,并顺利返回地面,开创了我国载人航天的新纪元。

逃离地球的引力并不容易

载人航天是一项异常庞大复杂并带有很大探险性的活动。美、苏实施各自的载人航天工程以来,在地面试验、训练、发射、在轨运行、返回地面的时候,都曾发生过重大灾难性事故,为此付出了15名航天员的生命和其他政治、经济上的巨大代价。与载人飞船试验训练有关而死亡的航天员8名,其中地面模拟训练死亡1人,地面试验死亡3人,返回死亡4人。就飞行安全性来说,1961~1998年年底,共有268名航天员起航,安全返回地面的264名,安全生还率达到98.9%。

为了将人类送上太空,实现世世代代的夙愿,无数科学家、工程技术专家以自己的智慧和辛勤的劳动,建造了载人飞船、航天飞机、空间站。直接参加飞行活动的航天员,更是以其高度的智慧、敢于探险的胆识、熟练的驾驶技术,开拓了人类从未进行过的伟大事业。他们在航天活动中的事迹,永远值得后人称颂。载人飞船的航天活动,自1961年4月12日加加林上天开始,至1998年年底,短短的37年中,进行了共6种型号119次载人飞船飞行任务。其中114次飞行任务取得成功,成功率达到95%。

合格的宇航员

想要成为宇航员,一定要有强健的体魄,良好的教育水平,以及分析和解决问题的能力。早期的宇航员都是从空军的飞行员或试验飞行员中挑选出来的。随着飞船的设计逐步改进,对宇航员体格的要求亦相应地降低。现时,宇航员可分为驾驶员、任务专家和载荷专家;驾驶员的任务是驾驶飞船,而任务专家和载荷专家则负责一连串的研究和试验。

宇航员们的太空生活

太空环境与地球环境大不相同,那里没有空气,没有重力,并且充满了危险的太空辐射。当然,在封闭的空间站或航天飞机舱内,有足够的空气供你呼吸,良好的航天屏蔽材料可以有效地挡住太空辐射,只是“失重”会给生活带来一些麻烦。

宇航员饮食时,就得像婴儿吃奶一样用口吮吸,用手挤压。太空餐桌是特制的。它具有磁性,能吸住刀、叉、勺、碗、盘等餐具,桌上装有水冷却器和加热器。吃饭时,宇航员必须先把脚固定在地板上,把身体固定在座椅上,以免飘动。

宇航员在太空中睡觉是一场“糊涂觉”,其表现一是黑白不分,二是睡姿奇异。

在太空中洗漱是嚼一种类似口香糖的胶质物,让牙齿上的污垢黏在胶物上,以达到清洁牙齿的目的。洗脸也不用清水和毛巾,只是用浸湿了的手纸擦脸,洗头时就把这种湿纸贴在梳子上梳头。在太空中洗澡非常麻烦。宇航员要把脚套在一个固定的环里,不然飘浮的身体被水一冲会不停地翻跟头。失重状态下的水全是一粒粒的小水珠,很容易呛伤人,甚至呛死人,所以洗澡时,宇航员还要戴上呼吸罩和护目罩。

太空中的洗手间也是真空的。上洗手间必须两脚先放进固定的脚套里,腰间用座带绑好,用手扶着手柄。

想成为宇航员,入选条件除飞行时间超过1000小时、基本身体素质良好外,还必须通过航天城特有设施的“技术考验”,包括:每分钟转速24圈的转椅;前后甩动幅度15米的电动秋千。