《太陽系三環(huán)到四環(huán)搬遷紀(jì)要——太空征途、虛空生活與古怪科學(xué)》:最接地氣的太空科普,講述險(xiǎn)象環(huán)生又啼笑皆非的宇航員生活。

今天在喜馬拉雅聽到這本書,打開了我新對(duì)宇航員認(rèn)識(shí)的新大門,覺得非常值得推薦。

太陽系一共有8個(gè)行星軌道環(huán)繞,地球在三環(huán),火星在四環(huán),移民火星是人類的太空夢(mèng)想。

那么從三環(huán)邁向四環(huán),太空航行是怎樣的一段征途呢?是雄壯威武,是驚險(xiǎn)刺激,還是妙趣橫生?

如果你對(duì)航天事業(yè)的認(rèn)識(shí)還停留在這些浪漫的想象,那么這本書會(huì)給你來個(gè)畫風(fēng)突變,一把卸下航天事業(yè)外表的光環(huán),讓你一睹背后的危險(xiǎn),幸苦,尷尬,抓狂,甚至難以啟齒的一面。

本書作者瑪麗·羅琦,是科普屆著名的幽默女王,她最擅長(zhǎng)用不太正經(jīng)的腔調(diào)介紹正兒八經(jīng)的科學(xué),只要是她寫的書,本本都登上紐約時(shí)報(bào)的暢銷書榜。在本書中羅琦親身探秘各國(guó)的太空機(jī)構(gòu)的模擬艙和實(shí)驗(yàn)室,她關(guān)注的既不是英雄事跡,也不是探險(xiǎn)故事,而是從女性視角去講述那些貌似雞毛蒜皮的小事。比如說:太空中不能洗澡怎么辦?臥床三個(gè)月身體會(huì)有什么變化?,嘔吐在頭盔里會(huì)怎樣?失重狀態(tài)下小便失禁如何解決?羅琦用感染力十足的語言和客觀冷靜的科學(xué)態(tài)度詳細(xì)講述了太空中的大生大死和吃喝拉撒,在讓人啼笑皆非的同時(shí),也給宇航員這一職業(yè)加上了全新的注解。

下面從心理,生理和生活三個(gè)方面,給您帶來一場(chǎng)真實(shí)又接地氣的太空旅程。

一、太空中的心理問題?

首先,什么樣的人能當(dāng)選宇航員呢?50多年來全世界的宇航員也就500多人,這職業(yè)可真是精英中的精英。我們自然會(huì)聯(lián)想到一個(gè)個(gè)膽大無畏,具有冒險(xiǎn)精神的英雄形象。但,真實(shí)情況是選拔宇航員的必備條件不是勇于冒險(xiǎn),而是要能容忍無聊。

作者親身經(jīng)歷了一場(chǎng)日本宇航局的選拔面試。10個(gè)應(yīng)試者每人拿到一疊彩紙,測(cè)試題目是折紙鶴,折1千支紙鶴,這就是這些國(guó)民英雄們要面對(duì)的任務(wù)。精神專家們會(huì)把每個(gè)選手的表現(xiàn)按時(shí)間順序記錄下來,并像法醫(yī)解剖死體一樣對(duì)紙鶴進(jìn)行分析:是不是折的越多,越馬虎?前10支和后10支有什么區(qū)別?等等。。。

除了折紙鶴,還有用樂高積木拼機(jī)器人、用彩色鉛筆作畫、做個(gè)人才藝展示等,這些成果全都要送給精神專家分析。作者說如果我和一個(gè)陌生人描述這些,估計(jì)他死都想不到這是宇航局,還以為是托兒所。你別小瞧這些看似過家家項(xiàng)目,它能考察宇航員的真實(shí)心理素質(zhì)。在太空中,小事能決定生死,越是簡(jiǎn)單的事情,越能考驗(yàn)一個(gè)人應(yīng)對(duì)無聊和負(fù)面情緒的意志力。要知道宇航局從不缺天才和英雄,幾乎所有的宇航員都是飛行員出生,對(duì)他們來說,各種驚險(xiǎn)刺激,死里逃生早就是家常便飯。

飛入太空這樣激動(dòng)人心的事既然會(huì)無聊嗎?你別不信,就拿和平號(hào)空間站來說,它的生活區(qū)域只有一輛長(zhǎng)途大巴那么大,在這樣禁閉狹小的空間里,你無處可逃,窗外荒涼一片,毫無景色可言。一旦宇航員看不到地球,那就再?zèng)]什么好看的啦。外面永遠(yuǎn)是漆黑一片,在這樣的環(huán)境里,人困得越長(zhǎng),越容易焦慮。越焦慮越容易憤怒。但是這里沒有門可以摔,沒有路可以飆車。宇航員可以發(fā)泄的對(duì)象只有三個(gè),控制中心,隊(duì)友和自己。大多說人會(huì)發(fā)泄給控制中心,這幾乎成為一個(gè)悠久的歷史傳統(tǒng)。比如在一次模擬飛行中,有兩只多國(guó)宇航小組被隔離三個(gè)月,結(jié)果有女宇航員遭人舌吻,有大打出手血濺圍墻的,還有直接提出辭職的,所有人都把情緒宣泄給了隊(duì)員,實(shí)驗(yàn)幾乎不法繼續(xù)。還有些宇航員選擇默默自己消化情緒,導(dǎo)致的結(jié)果就是抑郁。和平號(hào)空間站的宇航員拉威金在太空中整整呆了六個(gè)月,他坦言有時(shí)候都想上吊自殺,只是苦于沒有重力無法完成。

目前人類在太空中單次停留最久時(shí)間是340天,想想我們的三環(huán)到四環(huán)的火星計(jì)劃,一次飛行任務(wù)往返需要整整500天。現(xiàn)在你明白為什么要考驗(yàn)宇航員折紙鶴的功夫了吧。隨著太空任務(wù)的時(shí)間不斷拉長(zhǎng),宇航局不再需要雄壯、好強(qiáng)、膽大包天的宇航員,而是需要平和、情緒穩(wěn)定、有幽默感的人。

二、太空中的生理困難

(一)惡心嘔吐

在失重狀態(tài)下,負(fù)責(zé)平衡功能的內(nèi)耳石始終漂浮在內(nèi)耳中間,告訴大腦身體在晃動(dòng),而眼睛卻告訴大腦你沒有動(dòng),這就產(chǎn)生了“感官?zèng)_突”,導(dǎo)致惡心嘔吐。比如,你坐在船艙里,跟著大海起起伏伏,由于你是跟房間一起在動(dòng),眼睛會(huì)告訴大腦你坐在房間里沒有動(dòng),但是內(nèi)耳中負(fù)責(zé)平衡的前庭系統(tǒng)可不是這么說的,內(nèi)耳石感覺到了浮動(dòng),當(dāng)船下沉?xí)r,內(nèi)耳石就浮起,當(dāng)船上升時(shí),內(nèi)耳石就下沉。眼睛和內(nèi)耳石給出了不同的信號(hào),大腦就糊涂了,進(jìn)而產(chǎn)生惡心的感覺。如果你呆在甲板上就好些,因?yàn)檠劬δ芤缘仄骄€為參照物能感覺到浮動(dòng)。

在正常情況下人站立不動(dòng),內(nèi)耳石位于底部。在失重狀態(tài)下,無論你什么姿勢(shì),內(nèi)耳石都漂浮在中間,如果你突然轉(zhuǎn)個(gè)頭,內(nèi)耳石就會(huì)在耳道壁上彈來彈去,它帶來的感官?zèng)_突會(huì)讓你一直覺得惡心。而且你沒有像地平線這樣的參照物,太空里不分上下左右,在沒有任何征兆下,上方會(huì)變成下方。有宇航員表示有時(shí)候只是看到身邊隊(duì)員頭朝下漂浮,都會(huì)突然想嘔吐,在太空中誰也不要為嘔吐感到尷尬。

如果不小心吐到了頭盔里,懸浮的嘔吐物很有可能飄進(jìn)鼻子和嘴里,讓人窒息而死。歷史上確實(shí)有由于吸入自己嘔吐物窒息而死的宇航員。所以,頭盔的設(shè)計(jì)都有引導(dǎo)空氣向下流動(dòng)的氣路,把嘔吐物從頭盔里吹下去,進(jìn)入宇航服。雖然有點(diǎn)惡心,但是能夠救命。


圖片來自網(wǎng)絡(luò)

(二)身體退化

嘔吐只能算是失重狀態(tài)下的一點(diǎn)小麻煩,更大的麻煩是失重會(huì)帶來身體機(jī)能的退化。人體有個(gè)基本原則叫“用盡廢退”,我們平時(shí)腿部肌肉靜脈在站立時(shí)是保持收緊的,以防止血液聚集在腳部。而到了失重狀態(tài)下,這種功能就會(huì)懶得工作了,反正血液都會(huì)在上半身聚集,這時(shí)身體就會(huì)把這種狀態(tài)誤讀為血液過量,就會(huì)發(fā)出指令切斷造血。宇航員在太空中要比平時(shí)少用10%~15%的血液。當(dāng)他回到地球,血液量低加上靜脈偷懶,就會(huì)導(dǎo)致頭昏眼花,這叫做“直立性低血壓”。所以常常會(huì)有宇航員在完成任務(wù)后的記者會(huì)上暈倒。

同樣的,骨骼也會(huì)出現(xiàn)類似的反應(yīng),而且傷害更加嚴(yán)重。當(dāng)你開始跑步或者體重增加,身體會(huì)強(qiáng)化骨骼和肌肉來提供足夠的支撐。相應(yīng)的,如果你不跑步了或者體重減輕,骨架就會(huì)縮水。類似的,在太空中,身體感受不到震動(dòng)和壓力就會(huì)感覺自己不需要那么多的骨質(zhì),于是發(fā)生了骨質(zhì)流失。在太空站工作了半年后來回的宇航員,都比離開時(shí)減少了15%~20%的骨質(zhì),而一次長(zhǎng)達(dá)兩年的火星任務(wù),基本可以對(duì)一個(gè)人的骨骼造成癱瘓級(jí)的損傷,下半身最終會(huì)失去1/3甚至1/2的骨量。當(dāng)一個(gè)從火星飛回地球的宇航員,邁出艙門的那刻,可能當(dāng)場(chǎng)骨折。

(三)加重力危險(xiǎn)

我們說了半天在天上有多不易,殊不知下來更難。從人類開展載人航天以來,已有22名宇航員獻(xiàn)出了生命。其中多達(dá)11人就是在返回著陸時(shí)犧牲的。

在返航時(shí),大氣層的阻礙會(huì)讓飛行器急劇降速,使宇航員承受4倍以上的重力。這種狀態(tài)可以持續(xù)一分鐘之久,時(shí)間越長(zhǎng),血液就會(huì)越往腿部聚集,導(dǎo)致大腦缺氧,甚至死亡。所以宇航員都選擇躺姿,這樣能緩解腦部缺血。但是,血液集中在背部會(huì)讓胸骨下方感到疼痛,呼吸困難。

在聯(lián)盟號(hào)的一次返航過程中,宇航員還經(jīng)歷了高達(dá)8倍重力的狀態(tài),幾乎要掙扎著才能完成呼吸。想象下一個(gè)100斤體重的人,突然重達(dá)800斤,全身唯一能都動(dòng)的就是手腕和手指,也就是說宇航員很有可能單純因?yàn)闊o法移動(dòng)手臂來操作控制臺(tái)而身亡。

(四)著陸撞擊

即使你平安度過了穿越大氣層的這一分鐘,危險(xiǎn)也沒有結(jié)束。每次著陸基本都是迫降,因?yàn)樘张摵惋w機(jī)不同,它既沒有機(jī)翼也沒有起落降,只有降落傘幫助減速,可以這么說著陸的感覺就是經(jīng)歷車禍。宇航員將承受來自縱向和橫向的沖撞,也就是前后晃動(dòng)和左右晃動(dòng)。其中,左右晃動(dòng)最為致命。

為什么?因?yàn)檐|干的前胸和后背的距離比較窄,左右距離比較寬,在前后甩動(dòng)中,心臟依然會(huì)被夾在自己的位置上,但是在左右甩動(dòng)中,心臟有更大的移動(dòng)空間,很容易會(huì)把自己甩出去,脫離主動(dòng)脈。除此之外,不同組織在震動(dòng)中的互相碰撞也很致命。因?yàn)槿梭w各組織的質(zhì)量不同,所以加速度也有慢有快。骨頭加速就比肉快,在撞擊中,宇航員的骨架先動(dòng),直到被安全帶擋住才停下來,然后開始向后反彈,大概在骨架運(yùn)動(dòng)一秒之后,內(nèi)臟器官才會(huì)運(yùn)動(dòng),這就意味著,內(nèi)臟在向前走的過程中會(huì)碰到向后移動(dòng)的骨架,沖撞后再反彈,嚴(yán)重的話,各種組織器官會(huì)把自己搖散。

那如何來保障宇航員的安全呢?這就要向參與研究的志愿者們致敬了。1965年來自美國(guó)霍羅曼空軍基地的79名飛行員,經(jīng)歷了288次模擬降落,最高沖擊力一度達(dá)到了36倍的重力。他們有的心臟瓣膜撕裂,有的眼珠差點(diǎn)脫離,各種傷痛不計(jì)其數(shù)。但是,很多人毫無悔恨,甚至感到驕傲。有人在接受采訪時(shí)說:只要能保護(hù)我們阿波羅號(hào)宇航員在著陸時(shí)不受到傷害,不介意有幾天腰疼得睡不了覺。

以上就是太空中的心理和生理問題。恐怕你已經(jīng)失去對(duì)宇航員這個(gè)職業(yè)的憧憬。別急,下面還有令人更抓狂的。太空中除了要面對(duì)重重險(xiǎn)境,還要解決吃喝拉撒。下面我就為你們介紹宇航員生活中的那些尷尬事,如果你正在吃飯,建議你跳過這段,因?yàn)樘罩械纳顚?shí)在不怎么優(yōu)雅。


圖片來之網(wǎng)絡(luò)

三、太空中的尷尬生活?

(一)吃飯

在太空中進(jìn)食存在著危險(xiǎn)。食物碎片有可能飄起來進(jìn)入鼻腔,或者咽下去的食物會(huì)沿著食道飄回到嘴邊,會(huì)導(dǎo)致惡心嘔吐,所以,太空食品有一系列嚴(yán)格的規(guī)定。

首先食物不能易碎,像餅干三明治這些絕對(duì)禁止。因?yàn)槭澄锼樾疾粌H是衛(wèi)生問題,在失重狀態(tài)下,一顆碎屑不會(huì)掉在地上等你來打掃,它可以漂浮在任何地方帶來安全隱患;

第二,食物必須輕巧,NASA發(fā)射到太空中的重量每增加一斤,燃料上的開銷就要增加幾千美元。太空食品也都以熱量密集為先決條件。盡量帶最有營(yíng)養(yǎng)能量最多體積最小的食物;

第三,啤酒和碳酸飲料就不要想了,因?yàn)闆]有重力碳酸氣泡不會(huì)升到表面來,你喝到的就是一堆泡沫,即使你介意喝了下午,胃里的氣泡也不會(huì)升上來,打嗝就成了問題往往一打嗝就會(huì)有液體跟著反出來,打嗝不行,放屁也不好;

第四點(diǎn),食物還要考慮不產(chǎn)生任何腸胃氣體,像豆子,卷心菜,花椰菜這些就不行,畢竟在不能開船的太空艙里放屁是很影響士氣的;

第五,食物要能做到低殘余,也就是高效吸收,減少排泄。動(dòng)物蛋白和脂肪是地球上高消化的食物,人們對(duì)于優(yōu)質(zhì)牛肉,雞肉,魚肉的消化率幾乎是90%,其中被消化的最好的是雞蛋,這些都是太空食品中重點(diǎn)要考慮的食物。至于新鮮水果和蔬菜那是不允許你多吃的,因?yàn)檫@些清腸排毒的東西會(huì)導(dǎo)致人頻繁的上廁所。在太空中如廁可是非常麻煩的。

以上只是一些最基本的要求,在太空中吃飯完全沒有樂趣可言,更多的是折磨,有的航天機(jī)構(gòu)把所有食物都做成牙膏的樣子,一律擠著吃;還有的開發(fā)了液體食物,類似奶昔,一天三頓都用喝的,以此減少上大號(hào)的次數(shù)。這些讓吃飯變得更省事的方法后來一律被證明是不成功的,因?yàn)槭澄锏钠废啵瑲馕?,口感都是吃的一部分,跳過了視覺,味覺,嗅覺這些感官系統(tǒng),會(huì)讓人產(chǎn)生緊張不安的感覺,使人對(duì)食物產(chǎn)生厭惡感。

光是吃的差點(diǎn)還不是最要命的,NASA還對(duì)食物的循環(huán)利用達(dá)到了極端的地步,比如將尿液凈化成飲用水、把臟衣服水解變成食物等,更讓太空進(jìn)食成為了一項(xiàng)對(duì)宇航員的折磨。

(二)如廁

如果你聽說有人在廁所里安裝攝像頭,那你一定覺得流氓變態(tài)。但是,這就是太空廁所的設(shè)計(jì),需要借助攝像頭來確定自己的屁股對(duì)準(zhǔn)了馬桶中心點(diǎn),由于失重狀態(tài),光靠感覺是無法準(zhǔn)確估量自己的姿勢(shì)是否正確,如果坐歪了,就會(huì)弄臟馬桶邊緣,并且堵住環(huán)繞在邊緣上的氣孔,太空馬桶不是沖水,而是像吸塵器一樣用氣流帶走廢物。萬一跑偏了堵住了氣孔,那么接下來的清理工作可就艱巨了。

在失重狀態(tài)下排泄可不是開玩笑,哪怕簡(jiǎn)單的小便行為也會(huì)變成需要插輸尿管。在地球上重力會(huì)使尿液聚集在膀胱底部,隨著膀胱漸滿,就會(huì)給出大腦膀胱逐漸加強(qiáng)的內(nèi)急信號(hào)。在太空中內(nèi)急的感覺跟地球不一樣,尿液附著在膀胱壁各處,只有當(dāng)膀胱幾近全滿時(shí)才會(huì)發(fā)出內(nèi)急信號(hào),而此時(shí)的膀胱可能滿到快要爆炸了,所以宇航員不管有沒有感覺,都得定時(shí)去一下洗手間。

為了讓宇航員順利如廁,太空洗手間的設(shè)計(jì)真是難倒了無數(shù)工程師。一個(gè)成功的“零重力馬桶”包含了工程學(xué)、材料學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)和禮儀規(guī)范,還要考慮男女生理有別,這也是NASA不愿意招收女性宇航員的原因之一。但是,人們始終也沒設(shè)計(jì)出一個(gè)完美的廁所,為了省點(diǎn)麻煩,有些宇航員會(huì)用藥物來減少自己如廁的次數(shù)。

(三)洗澡

人可以忍受多長(zhǎng)時(shí)間不洗澡呢?其實(shí)在古代,人本來就不怎么洗澡,女王伊麗莎白一世是文藝復(fù)新時(shí)代的潔癖代表,她的名言在今天聽起來有點(diǎn)好笑:“我每個(gè)月都得洗一次澡,不管是否需要”。而許多人是一年一洗的。但,他們并沒有因?yàn)椴幌丛璺恋K健康,有兩點(diǎn)原因。

第一點(diǎn),皮膚上的細(xì)菌并不會(huì)因?yàn)闀r(shí)間而無限增加。反而會(huì)在一兩周的時(shí)間達(dá)到一個(gè)平衡值,此時(shí)的細(xì)菌數(shù)量大約是剛洗完澡時(shí)的3倍,之后細(xì)菌數(shù)量會(huì)保持穩(wěn)定,甚至下降。這是因?yàn)楹挂汉刑烊坏臍⒕煞?,而皮脂?huì)形成皮膚保護(hù)層,阻擋外物入侵。

第二雖然文藝復(fù)新時(shí)期的人不洗澡,但是會(huì)勤換衣服,這才是保持衛(wèi)生的關(guān)鍵。因?yàn)橐路?duì)油脂和汗水的吸收能力驚人,一個(gè)人身上有86%到93%的臟東西都被衣服吸收了,特別是含棉的衣服。

因此,在一個(gè)腿都伸不直的坐艙內(nèi),宇航員不能洗澡雖然對(duì)健康沒有大礙。但是,最要命的是不能換衣服。在一次模擬實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)對(duì)象穿著宇航服不分晝夜的過了四個(gè)星期,最后他們的衣服都黏在身上,甚至開始分解。

在幾周的短期任務(wù)中,也許還能湊合。但是,在空間站一呆就是數(shù)月的宇航員就必須認(rèn)真考慮洗澡的問題了。在失重狀態(tài)下,水從淋浴頭落下來幾厘米就會(huì)集聚成一團(tuán)飛走,根本不會(huì)流向身體。光有水是洗不了澡的??臻g站曾嘗試以氣流將水沖到身上的辦法解決洗澡問題,但并不完全成功,還是會(huì)形成水團(tuán),水團(tuán)會(huì)貼在嘴邊和鼻子中,為防止宇航員被嗆死,洗澡時(shí)還需要佩戴潛水設(shè)備。如今太空中已經(jīng)沒有淋浴設(shè)備了,大家還是老老實(shí)實(shí)用濕毛巾擦身吧。



圖片來自網(wǎng)絡(luò)

以上就是本書的主要內(nèi)容,相信你已經(jīng)對(duì)宇航員有了完全不一樣的認(rèn)識(shí)。在鮮花榮耀,萬人敬仰的背后,他們從大到挑戰(zhàn)生命極限,小到應(yīng)對(duì)吃飯喝水,一舉一動(dòng)都在承受著巨大的考驗(yàn)。在NASA的歷史記錄里面,甚至有宇航員帶著自殺藥片執(zhí)行任務(wù)。

有多少榮耀就有多少艱辛。人類不屬于太空,但是進(jìn)軍太空確是人類對(duì)生命的另一種可能的探索。

宇航員這個(gè)群體書寫了人類太空活動(dòng)的傳奇,只要探索不止,這些傳奇就會(huì)永遠(yuǎn)繼續(xù)。

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