如何在太空生活:我们从国际空间站学到了什么

新浪科技 2020/11/11 9:46:24 责编:懒猫

北京时间 11 月 11 日消息,11 月 2 日是第一批宇航员登上国际空间站(ISS) 20 周年的纪念日。从那时起,这座近地轨道上运行的人造设施就一直有人类居住。

在太空环境下连续运行 20 年,使国际空间站成为了解地球以外人类如何生活的理想 “自然实验室”。这是一项由 25 个空间机构和组织之间的合作成果,截至目前,国际空间站已经接待了 241 名宇航员和来自 19 个国家的少数游客,这些人在所有去过太空的人当中约占 43%。

人类的雄心壮志并不止于空间站,在不久的将来,我们或许能见证月球和火星任务的实施。而在此之前,了解人类需要做哪些准备,才能在遥远、危险和封闭的环境中正常生活是很重要的。在太空深处,没有回家的捷径。

轨道居住地简史

▲ 小说作品中最早出现的虚构空间站——砖月。

在美国作家爱德华 · 埃弗雷特 · 希尔(Edward Everett Hale)于 1869 年发表的小说《砖月》(Brick Moon)中,第一次出现了虚构的空间站。在这个直径 60 米、由砖砌成的砖月内部,具有 13 个球形的生活舱。

1929 年,赫尔曼 · 诺登(Hermann Noordung)提出了环状空间站的理论,这种空间站可以通过旋转来创造 “人工”重力。20 世纪 50 年代,火箭科学家韦恩赫尔 · 冯 · 布劳恩(Wernher von Braun)支持了旋轮空间站的想法,1968 年的经典电影《2001 太空漫游》中所出现的空间站便是这样的设计。

不过,真正的空间站不是球体,也不是旋转的圆轮,而是圆柱体。第一个空间站是苏联在 1971 年的 “礼炮 1 号”(Salyut 1),接下来的十年中,“礼炮号”计划又陆续建立了 6 个空间站。1973 年,美国发射了第一个空间站 “天空实验室”(Skylab)。所有这些空间站都是管状结构。

▲ 完全组装好的国际空间站。

苏联在 1986 年发射的和平号(Mir)空间站是第一个以核心模块建造的空间站,后来又添加了许多功能模块。1998 年,当国际空间站的第一个模块发射时,和平号空间站还在轨道上。2001 年,和平号在废弃后,受控坠落大气层并解体。存留下来的部分可能沉到了 5000 米深的太平洋海底。

国际空间站现在由 16 个模块组成:4 个俄罗斯模块、9 个美国模块、2 个日本模块和 1 个欧洲模块。它的内部面积相当于一栋五间卧室的房子,有 6 名常规机组人员,每次工作 6 个月。

适应太空生活

苏联的尤里 · 加加林(Yuri Gagarin)在 1961 年进行了环绕地球的飞行,证明人类可以在太空中生存。当然,长时间生活在太空中是另一回事。

目前的空间站不会旋转,也不能提供重力。在空间站里没有高低之分。如果你放开一个物体,它就会飘走。宇航员们每天的活动,如饮水或洗漱等,都需要事先计划。

空间站内安装了许多充当 “重力”点的工具,以扶手、带子、夹子和尼龙搭扣的形式来保护人和物体,使其固定而不飘走。

为了帮助宇航员确定方位,在俄罗斯模块中,面向地球的表面(“向下”)设计成了橄榄绿色,而背向地球的墙壁和表面(“向上”)则是米色的。颜色在其他方面也很重要。例如,美国的 “天空实验室”就十分缺乏色彩,以至于宇航员们经常盯着用于校准摄像机的彩色卡片,以打破单调的氛围。

在电影中,空间站通常是整洁干净的,但现实却并非如此。国际空间站也会有臭味,嘈杂、脏乱,充斥着脱落的皮肤细胞和碎屑。这就像一个可怕的合租房,只不过你不能离开,必须一直工作;而且没有人能睡个好觉。

▲ 2016 年,宇航员里克 · 马斯特拉基奥从穹顶舱俯瞰地球。

不过,空间站生活也有一些好处。穹顶舱是欧洲空间局建造的国际空间站观察台组件。在那里,你会看到可能是人类所能看到的最美好的景象:空间站经过地球时的 180 度全景图。

“迷你世界中的迷你社会”

宇航员们用各种各样的物品来表示他们在这个 “迷你世界”——1972 年的一份报告中以此来形容国际空间站——中的身份。未被使用的墙壁空间就像我们家里的冰箱门一样,被个人和团体意义上的物品所覆盖。

在俄罗斯部分的星辰号(Zvezda)服务舱,东正教的圣像和康斯坦丁 · 齐奥尔科夫斯基和加加林等太空英雄的照片营造出一种历史的归属感,以及与故乡的联系。

食物在人际关系中扮演着重要的角色。分享食物、庆祝节日和生日的仪式有助于在不同国家和文化背景的宇航员之间建立友情。

不过,太空生活也不是一帆风顺的。2009 年,厕所曾一度成为国际冲突的根源之一,当时的决定意味着俄罗斯机组人员被禁止使用美国的厕所和运动设备。

在这个 “迷你社会”中,技术不仅仅与功能有关,还在社会凝聚力方面发挥着作用。

未来的太空生活

国际空间站的运营成本非常昂贵。仅美国国家航空航天局一年的花费就高达 30 亿到 40 亿美元,而在许多人看来,这并不值得。如果没有更多的商业投资,国际空间站可能会在 2028 年脱离近地轨道,坠入大气层并在海底与和平号空间站会合。

空间站的下一个发展阶段很可能发生在绕月球的轨道上。“月球门户”(Lunar Gateway)项目是由美国国家航空航天局领导的一组太空机构计划,其规模将小于国际空间站。机组人员每次将在空间站上生活一个月。

“月球门户”的模块以国际空间站的设计为基础,将在未来十年发射到月球轨道。在初步设计中,“月球门户”有 4 个可扩展的乘员舱,在给予宇航员更多空间的同时,他们睡觉、锻炼、上厕所和吃饭的地方之间距离更近。

国际空间站的工作人员很喜欢即兴的视觉表现,在未来的太空居住地中,希望宇航员们也能经常向我们展示类似的太空生活场景。

在一些国家的流行文化中,国际空间站已经变成了圣诞老人的雪橇。近年来,越来越多的父母会在平安夜时带孩子到户外,观看从头顶飞过的国际空间站。

国际空间站塑造了 20 世纪和 21 世纪的太空文化,象征着冷战后的国际合作。对于如何在太空生活,国际空间站还有很多东西要教给我们。

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关键词:太空空间站

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