书城科普读物天上的街市——空间站
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第17章 奇异的旅程(1)

看不见的超重

许多人都想到空间站上玩玩!那一定是一次奇妙的旅程。空间站上有好吃的东西吗?在哪里睡觉?新鲜空气从哪里来?如果空间站里发生危险,能逃生吗?

你如果想到空中楼阁——空间站去,可以乘坐俄罗斯的载人飞船,但上升时的超重和返回时的失重,非常难受。坐航天飞机当然是个好主意,飞行平稳,但安全性差一点。因为航天飞机太昂贵,风险又高,还是乘坐飞船更经济实惠。

万事开头难。对于第一次上天的太空人来说,那是一段激动紧张的日子。空间站上的宇航员常称自己是太空人,因为他们在太空生活的时间最长。

2006年7月,美国女宇航员、海军上尉莉莎·诺瓦克,乘坐“发现”号航天飞机前往国际空间站。她说:“航天飞机像一只猎鹰冲进太空。我就像一只猎鹰的蛋,在里面一点感觉也没有。突然,我生出来了,在太空。”诺瓦克是个很幽默的人。当记者问起一位男宇航员是不是她的情人时,她非常干脆地说:“比朋友近一点,比情人远一点。”她创造的这个句型精确简练,后来被人们广泛使用。

飞船发射的那天是太空人一生中最重要的日子,也是最难捱的日子。当宇航员坐在十几层楼高的火箭顶部的时候,外面大风呼啸着。一部分前往国际空间站的宇航员,是从哈萨克斯坦的拜科努尔航天中心开始太空之旅的。“不过,当时我没时间想这么多。我只是盼望倒计时快些结束,身下的几百吨燃料早早释放能量,而且,不让逃逸火箭有工作的机会。”一位宇航员说。

随着隆隆闷响,火箭上下震了几下,开始上升。“我们都感到喘不过气来,像有块巨石压在身上,耳朵里全是咚咚的心跳声”,地球仿佛要将飞船奋力拉回到自己身边。宇航员的心跳骤然加速,倒不是因为害怕。这是加速度的作用——超重。超重看不见,摸不着,只有自己知道。这时,数倍于体重的重量压在宇航员身上,椅子的晃动相当于3级地震,换了谁心脏都会多跳两下。

生命中不能承受的轻

超重和“地震”要持续十多分钟,然后就是另外一种极端体验——失重。失重是因为太空中几乎没有重量,处于微重力或零重量。没有震动、没有声音,甚至没有重量。那是生命中不能承受的轻。宇航员似乎进入了一个空灵、虚幻、缥缈的境界,一切都像慢动作。

“只是一震,背后传来的压力就消失了。你还在惯性作用下向前冲,却被安全带重重地拉回太空椅。扬声器里传来‘第二级火箭脱落’的指令。你没时间琢磨失重是怎么回事,就开始机械地按照操作规程,扳动各种开关、汇报情况。”

宇宙飞船像断了线的风筝,越飘越高,飘向预定轨道。当解开安全带,人一下子浮起来。“胃里的食物在向上涌,头也因为充血而晕沉沉的。四肢无助地散在躯干周围,要不是看上一眼,你都不知道它们正处于什么姿势。”意大利宇航员拉贝尼以拉丁人特有的夸张肢体语言表演着“失重感”宇航员在地面都经过严格的失重训练。每当问起宇航员比地面训练时的失重有什么差别时,大部分宇航员会说:比地球上的感觉真一点,比梦里的感觉假一点。

飘浮在太空

为什么空间站在太空中不掉下来?这是因为空间站在太空中几乎没有地球引力处于失重状态,重量几乎等于零,所以能飘浮在太空。

空间站在太空飞行靠的是惯性和反作用力。空间站在350千米到500千米高的空间围绕地球的轨道运行,是一个圆形的轨道。空间站的飞行速度,按第一宇宙速度7.9千米/秒,也就是说28000千米/时。空间站飞行得十分平稳。空间站和地球的最远距离有多远?不超过500千米。

空间站在太空运行不但不会落下来,还能根据需要调整方向、速度和高度。宇航员安全地在空间站上工作,进行各种科学实验,还可以出舱,到空间站外面进行太空行走。

当然,空间站还是会有点往下掉。在这个高度,地球的空气极稀薄,但是仍然有一定的地球引力和空气阻力,使空间站减慢下降,失去最初的高度。另外,太阳光会产生一定的压力,使空间站速度减慢,慢慢失去高度,最多大约每天150米。因此,空间站必须定期地进行调整,维持适当的高度。空间站一般用自身的火箭发动机点火,产生动力来提高空间站的高度和速度;也可用航天飞机和宇宙飞船来提升高度。

空间站的外面——太空非常寂静,但空间站里却很吵。风扇和水泵等设备的噪声很大,有时需要戴耳机。在空间站看星星,不像在地球上看见的那样闪烁。因为没有大气层,没有污染,所以显得更清晰、不闪烁。

快乐国际大家庭

空间站好像是一个宾馆,接待来自各个国家的宇航员。空间站的宇航员分为两类,一类是专业宇航员,负责空间站的飞行任务;另一类是科学任务专家,从事各种专业的科学实验。所以,空间站的宇航员个个都是某一专业的或几个专业的科学家。他们不一定是最聪明的科学家,但一定是最专业的科学家。宇航员都必须具备基本的医学知识,因为很少为宇航员配备专业医生。空间站里没有医院,却有一个应有尽有的药箱。

为了适应空间站的特殊环境和太空的恶劣环境,宇航员必须“身体倍儿棒,吃嘛嘛香”。最重要的是,从运载火箭发射的那一刹那,到突破地球引力进入太空,要忍受极端的痛苦和恐惧。震耳欲聋的轰鸣、强烈的振动、撕人心肺的怪叫声、突破地球引力时的重压、进入太空时的失重、太空的空间颠倒和时差错觉,等等,都考验着宇航员的生理和心理素质。

宇航员刚进入空间站,环境急速变化。宇航员身上的血液往上冲,血压剧增。宇航员刚到太空时会很不舒服,这种情况需经3天才能缓解。宇航员要重新学习生活,要跟婴儿一样从呼吸、说话、喝水、吃饭、方便和走路学起。一切都要从头开始。

作为试验品的动物,如小狗、小猫、小猴、青蛙、昆虫等也都要经过挑选和训练。小狗、小猫、小猴除了训练有素以外,必须“精通”英语,能听懂用英语发出的各项指令。很难相信那些懂俄语的太空狗,能按照英语的指令到卫生间小便。所有空间站的宇航员或者动物,都通用英语,和睦相处,风雨同舟,生死与共。将来在中国的空间站上,普通话一定是通用语。

金钱在太空毫无价值。当7名或10名宇航员在狭窄的太空舱里共同生活时,这个太空小社会内部的私有制就会开始运行。偷藏了更多的巧克力、墨西哥玉米饼或者咖啡的人,将具备跟别人讨价还价的权利。这些零食在太空比钱更珍贵,特别是当某位宇航员“弹尽粮绝”的时候。在太空中,每位宇航员的食物都带有不同的颜色标识。据美国国家航空航天局内部人士透露,在太空飞行任务快结束时,如果哪位宇航员的某种食物,例如意大利肉酱通心粉吃完了,他可能会偷偷换掉颜色标识,把同伴的通心粉吃掉。同伴发现后会幽默地问:哪只小狗把我的通心粉吃了?

不花钱的森林氧吧

空间站尽量仿真地球的环境。方法是将空气过滤、补给和再循环。空间站的空气中含有78%的氮,21%的氧,1%的氢气等气体,空气压力为101千帕。空间站完全仿真地球环境,但新鲜空气从哪里来呢?

水是由2个氢原子和1个氧原子组成的。氧气发生器能将水进行分解,制造出氢和氧,提取出氧气供给空间站。氧气发生器,能将从地球上带去的像雪糕一样的固体氧加温后产生氧气。空间站还有一种氧蜡烛,燃烧后也能产生氧气。

空间站的氮气来自地球,由航天飞机或宇宙飞船运来,储存在专门的一个容器里。空气的比例非常重要。一个空气控制泵能正确地、按百分比混合氧和氮气;补给空气和空气再循环;检测空气的压力、温度和湿度,避免空气压力太大或太小。空气压力太大,宇航员的肺会被撑破;空气压力太小,宇航员不能呼吸,严重的要休克甚至死亡。

空间站中宇航员呼出的二氧化碳,都是有害气体。在空间站里,有专门用特殊材料制造的二氧化碳吸收“毯子”,会吸收二氧化碳然后释放到外太空。另外,一种二氧化碳罐能用氢氧化锂产生化学反应,除去二氧化碳。空间站宇航员呼出的其他废气、气味,用杂质滤波器将空气过滤干净。

空间站的空调系统在空间站的各处控制空气的温度、湿度和空气流通。

空间站里的空气非常清新、滋润,就好像天天在森林氧吧里。那是地球人享受不到的。但与地球上的空气相比,还是地球的空气好,味道是甜的。

神奇的太空水

在空间站里除了空气之外,水是最重要、最珍贵的生活必需品。航天飞机穿梭往返,为空间站运来来自地球的水。

空间站里的水,还有一个来源。空间站上有一个水源收集、清洁、再循环系统。这些洁净水将会作为饮用和冷却系统的水源。这个系统不是百分之百有效率,宇航员不可能痛痛快快地洗澡,一般都用海绵沐浴,节约用水。工作时间长的,当然有优待,1~2个月洗一次澡。美国“天空实验室”的第一任指挥官皮特·康拉德,在“天空实验室”的一个布袋子里淋浴。他开怀大笑:“我当然应该高兴。我感觉是在天堂里洗澡。幸福极了,但总好像少点什么。哦,好像少了几个仙女伺候……天哪,我的浴巾飘走了。”

水处理系统有各种不同的凝结器、滤波器和水净化器,可以将淋浴、小便、暖气和冷却系统的废水,宇航员和试验动物呼出的湿气、汗气等各种不同来源的水分集中起来,处理成洁净水源。

你也许会问:这些水干净吗?能喝吗?宇航员长期生活在空间站里,常常在某个人生日的时候,以水代酒祝贺生日快乐。宇航员说:空间站的水是真正的、最好的太空水,味道好极了。

永远是春天

太空是极端寒冷和燥热的恶劣环境。空间站围绕地球运行,温度会根据太阳的照射和不照射而大幅度地变化。空间站运行至太阳辐射到的方向,空间站的温度极高;空间站运行到太阳辐射不到的方向,空间站的温度极低。因此,温度控制必须有两个主要的功能:合理分配温度和尽量减少热量散失。