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《 我问宇航员》|一本几乎能满足你对宇航员所有好奇的书。

[英] 蒂姆·皮克 品卷一族
2024-12-10

一本几乎能满足你对宇航员所有好奇的书。


您收听的内容是我们对知识的提炼与再加工,如果你想全面了解书中内容,可以购买此书原版。与本书相关部分书籍的音频链接在文章的尾部,如有兴趣,敬请点击收听。

核心书摘

《我问宇航员》是一部科普知识类著作,这本书全篇采用问答的形式,把人们感兴趣的问题归纳成一个个小问题,来展示宇航员的太空飞行生活。在这本书里,你会读到:真实的太空生活是什么样的?和地球生活有哪些差别?如果真有一个机会把你送上太空旅行,你应该做好哪些准备?所以说,这是一本能让你涨姿势、能满足你对宇航员所有好奇的书。


关于作者:

蒂姆·皮克,英国首位在国际空间站工作的航天员。他从2015年12月开始,在太空进行了为期6个月的科研活动,飞行时长26周零3天23小时11分50秒。他的太空摄影作品《你好,这是地球吗?》曾获得英国国家图书奖。

学什么:

1、什么样的人能成为宇航员?

2、在太空中,宇航员通常都在做什么?

3、宇航员是怎么从太空返回地球的?

一、成为宇航员的必要条件

做一名宇航员,遨游在浩瀚太空,是许多人的梦想。那要成为一名合格的宇航员,需要具备哪些条件呢?

一般来说,宇航员都是在优秀的空军飞行员中挑选的。

2008年,欧洲空间局选拔宇航员。主要的选拔标准有两个:第一,候选人必须是飞行时间超过1000小时的飞行员;第二,候选人要在相关专业取得过学位。

除此之外,要成为一名宇航员,还得通过层层测验,这些测验的领域涵盖了工程学、数学、生物学、英语和医学,通过了这些测试之后,候选人还要接受一系列的面试。

在面试中,不同国家的航天机构对宇航员的考核重点是不同的。有的国家重点对航天员进行压力测试和体力测试,而欧洲空间站的选拔过程中体力测试是非常少的,他们更重视心理分析和认知水平的测试,目的是确保宇航员们进入太空生活后心智能够保持稳定。

如果候选人在以上测试中表现优秀,就可以获得最终面试的机会。最后一关面试考察的是候选人的性格和品质,这其实就是要求,宇航员除了具备各项优秀的素质之外,还要值得合作伙伴信任和托付。

经过层层严格的筛选和测试后,就可以成为一名预备宇航员了,接下来要做的就是一系列严苛的训练。

在众多宇航员训练中,最有名也最可怕的就是失重训练,这个训练又叫“呕吐训练”。具体的做法就是模拟太空失重的效果,飞机先以45度角爬升到高空中,然后关闭发动机,让飞机以自由落体的状态向下俯冲,人为造成完全失重的状态。在这期间,机舱内有25秒的失重时间,宇航员们可以借此体验在太空中的感觉,比如抓握物体,控制身体等等。

除了失重感的训练,宇航员还会接受其他很多复杂的训练,比如:离心力训练、心理忍耐、求生训练、操作各种科学仪器的训练等等。预备宇航员们在这些训练中的表现,都会被细致观察和记录下来,并最终成为能否被送上太空的判断依据。 

二、空间站的工作和生活

宇航员经过层层筛查和考核,获得了进入空间站的资格。但是在进入空间站工作之前,还有一个程序要做,那就是分工,也就是把所有合格的宇航员划分为用户、操作员、专家等不同的身份。

做好了这些准备工作后,就可以乘坐宇宙飞船进入太空了。经过三次成功的火箭分离后,就要启动引擎和国际空间站汇合。一旦飞船和国际空间站对接成功,进入了空间站,宇航员们稍做调整后,就得马上进入工作状态。

宇航员在空间站中的一项重要工作,就是装备太空舱,现在已经装备好的太空舱,在失重状态下组装太空舱,是一个极其艰巨又复杂的工程,这就好像是把一艘航空母舰拆解后丢进大海中,然后再从海面上把它们拼接起来。

除了拼装空间站,宇航员在太空中的主要工作,就是各种科研项目。比如说,药理学研究表明,药物发挥作用的关键,就在于药物能准确地与致病蛋白质结合起来,而研制药物成功的关键在于制作出高质量的蛋白质晶体。科研人员发现,太空中生长的晶体比地面上生长的任何晶体都更大更完美。目前,在国际空间站研究并取得进展的成果,就包括治疗丙型肝炎和一些癌症的新药。

另外,空间站的独特环境还能让生物细胞发生大量变化,改变它们的生长速率和耐药性,所以在空间站里,宇航员们还做了很多疫苗研究,以加快疫苗的开发速度,更快地挽救病人的生命。 

那么,空间站的生活跟地球上究竟有什么不一样呢?

第一个就是失重感。刚进入太空站时,人的空间感会失调,腿和身体总是不受控制地撞倒其他东西,大约一周后,才会逐渐掌握失重下的运动技巧,开始慢慢适应里面的生活。

另外,在太空中,白天的天空也是全黑的,而且比我们能想象的最黑的东西还要黑。在太空行走时,会感觉太空就像黑色的深渊一样,从内心产生一种不由自主地跳向深渊的冲动。

除了失重和黑暗,宇航员们在太空的吃喝拉撒睡等生活小事方面,也都与地球生活有着很大的不同。

我们先来说说宇航员的穿着。

水在太空中是最宝贵的资源之一,所以宇航员们是不能洗衣服的,他们要在太空中把衣服连续穿上几天,然后直接扔掉,换上新衣服。宇航员所穿的衣服都是特制的,其中都加入了抗菌纤维,而且按规定,宇航员每三天要换一次内衣,每周换一次T恤和袜子,每月换一次裤子。所以,通常来说,宇航员的衣服是不会产生细菌和异味的。

接着,我们再来说说吃。

太空中的食物是不是很单调、很难吃呢?其实不然。在空间站,宇航员们吃的和在地球上吃的差不多,在太空菜单上有经过精心搭配的100多种食物,这些食物用铝箔袋、塑料袋或金属罐包装起来。

蔬菜包和汤包加点热水就会变成一碗美味的汤,肉和甜点可以在加热器中加热,味道也不错,只是太空中的食品盐分含量比较少,这是因为在微重力环境下,皮肤的钠排放会减少,所以不需要摄入过多的食盐。

像薯片这种易碎、易飞溅的休闲食品,在空间站是绝对禁止食用的,因为在失重情况下,食物碎屑会喷溅到整个太空舱,飘到宇航员眼睛里,飘到仪表盘的空隙中,造成各种麻烦。所以在太空中,盐和胡椒都会被调制成膏状,然后可以涂抹在食物表面。

说完吃的,我们再来说一说喝的。

在国际空间站中,饮用水从哪里来呢?作者皮克告诉我们,空间站中的水要循环利用,饮用水是从宇航员的尿液、汗水和呼出的水汽中回收来的,这听上去有点难以接受,但其实这种循环水比我们在地面上的饮用水要干净得多。

目前水在空间站的循环利用程度高达80%以上,而未来太空探索时,会要求水资源要百分之百循环使用。

除了吃喝,可能还会有人关心宇航员是如何在太空上厕所的。

为保障个人隐私,太空站的厕所与其他区域是隔开的,而且厕所只有电话亭那么大。宇航员上厕所时,首先要借助设备把自己的脚固定起来,以确保自己身体的稳定,因为在失重的情况下,稍不小心人就会飘浮在空中。

上厕所时,宇航员习惯把小便叫1号,大便叫2号。

1号时,宇航员尿到小便漏斗里,这是一个带开关的锥形容器,它实质上是一个空气泵。使用时,要先打开空气泵开关,打开后,它能产生负压,让空气和尿液向里流动。对新手来说,需要找到合适的距离,才能做到滴尿不漏,否则尿液飘散到空间站里,就需要专门的清洗。

2号时,宇航员们会使用一个很小的坐式马桶,其下方有一个固体废弃物容器。这个容器有一个小的圆形开口,下面连接着橡胶袋。袋子上有几百个微型小孔,空气可以自由进出,固体废物则留在袋子里。

和小便漏斗类似,马桶也有空气泵,打开开关以后,排泄物就会被气流吸进马桶。而且这种橡胶袋有自密封功能,在2号完成以后,宇航员会把橡胶袋放入固体废弃物容器中,并换上新袋子。

说完了宇航员如何上厕所,我们再来说说宇航员是怎么睡觉的。

在空间站中,宇航员们一般是按照格林尼治时间一起睡觉,并不需要晚上值班。宇航员的卧室和飞机上的厕所差不多大,在这个小小的卧室里,宇航员的睡眠质量普遍较差,这主要是因为空间站的睡眠环境真的很糟糕。

首先,空间站特别吵,即使是卧室里,也有不小的噪音。为了防止二氧化碳浓度过高,排气扇必须一直运转,这就难免会产生噪音。

进入太空以后,宇航员们的时间感会议变得很混乱。空间站每天绕地球飞行16圈,所以国际空间站的宇航员每天能看见16次日出和日落,光照条件的频繁变化,让宇航员难以建立起良好的昼夜节律。

另外,太阳发出的大量紫外线,还会阻止身体产生让人感到困倦的褪黑素,强烈的紫外线会让疲惫的人睡意全无。

除了紫外线,干扰睡眠的还有失重。宇航员每天都要在失重环境下漂浮和工作,再让他们在同样的状态下进入睡眠,他们很难体验到那种身体放松的感觉,因此一场安稳的睡眠对宇航员来说是很奢侈的事情。

三、欢迎回到地球家园

在完成了空间站的任务后,宇航员就要返回地球了。

因为返回舱下降的速度高达800千米每小时,减速主要靠的就是空气阻力,而且在距离地面11000米的时候,重达3吨的返回舱,还在高速下坠,速度只略低于空气中的音速。

这时候,返回舱会打开两个引导降落伞,从这一刻起,降落过程就充满危险。这两个降落伞打开后,会抛出刹车降落伞,这时的返回舱会剧烈旋转,同时还在不规则地摇摆和晃动,这个过程大约会持续20秒,最后安全着陆。

至于待在返回舱里的感受,按照作者的话说:“就像被装在一个着火的桶里,然后从尼亚加拉大瀑布顶端滚下来。”

回到陆地之后,也不是万事大吉。在着陆后最初的48小时,宇航员们会有直立不耐症,也就是说,他们会摇摇晃晃地走路,样子就像是喝醉了酒。

宇航员虽然是一个看上去非常牛的工作,但太空飞行还会给人的身体带来一系列伤害,迫使很多宇航员提前结束职业生涯。大部分宇航员在回到地面以后,需要半年甚至更长的时间来恢复健康。

宇航员在太空中,身体就像进了时间加速器中,会进入快速衰老的状态。在空间站中,宇航员的肌肉和骨骼会大量流失,身体受到大量太空辐射,患癌症的概率也比普通人大大增加。

不仅如此,作者皮克说,自己在太空中待了6个月,他的动脉硬化程度相当于在地面的10到20年,受到的辐射相当于地面的 60年,大约等于每天拍摄8次X光片。一半以上宇航员的背部或颈部出现过问题,回归地球的第一年,宇航员患腰椎间盘突出症的概率比正常人高4倍。

总之,太空飞行对宇航员的健康有很严重的影响。所以,我们把所有参与太空试验和研究的工作人员称作“航天英雄”是实至名归的,因为他们每一次对星辰大海的探索都是冒着巨大风险的,同时也是以牺牲自己的健康为代价的,他们是真正的英雄。

结语

以上就是《我问宇航员》这本书的主要内容。

在本书的结尾,作者皮克告诉我们,随着航天技术的不断发展,以及研究技术应用的越来越广,为满足日益增长的太空遨游需求,由美国、俄国、加拿大、日本和欧洲航天局合作运行国际空间站的运行时间已经从原定的2020年延长到了2024年。

除了各国航天机构外,还有很多私营企业和个人参与到宇宙探索的活动中来,就像我们开头提到的SpaceX公司一样。 

现在,SpaceX已经开发出一款使用甲烷燃料的猛禽火箭发动机,正在进行测试。这台强大的发动机的推力是目前猎鹰9号火箭的3倍以上。

这就意味着,未来几年太空飞行会相当热闹。商业太空飞行不仅让我们获得了更多、更经济的太空旅行方法,还产生了富有活力的太空企业,也让更多普通人有了飞向太空的机会,人类向星晨大海探索和前进的脚步走得更快了。

【编辑:王岳】

此为本书书稿的删减版,更多详细内容请听完整音频。


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