本刊綜
神舟家族真不簡單,不管是“神一”還是“神九”飛船,都曾在太空中從容“行走”,并出色地完成了各種空間任務(wù)。
前段時間,神舟家族新成員——神舟十號飛船帶著聶海勝、張曉光叔叔和王亞平姐姐成功進入太空,并在太空中停留了15天。
這15天里,聶海勝、張曉光叔叔和王亞平姐姐忙得團團轉(zhuǎn),他們造訪我們的“太空家園”——天宮一號,做航天醫(yī)學(xué)實驗,給天宮一號換地板等。
而且,王亞平姐姐還給我們做了5個有趣的實驗。你們還記得嗎?當(dāng)看到水變胖成水球的那一刻,你們有沒有驚訝得大叫不已呢?嘿嘿,這些只在太空中才能做到哦。
進入太空后,地球人變成了太空人,一切都不一樣了。太空生活如此與眾不同,我們一起來了解一下吧。
吃喝玩樂,有趣也無奈
太空環(huán)境與地球環(huán)境截然不同,因此,航天員們不能按照地球上的生活方式在太空中生活,否則會鬧笑話。
那么,他們在太空中怎么吃飯、怎么睡覺,又怎么玩樂呢?你不知道吧,太空生活也是豐富多彩的,不過有時候有點囧哦。
在太空中吃飯真不是一件容易的事情。
如果你像在地球上一樣端著一碗米飯不停地吃,那飯會一粒粒地飄滿座艙,你張著嘴可能一粒飯都吃不到,而閉上嘴,飯粒可能飄進鼻孔把你嗆個半死。
有人以為航天員的食品都是做成牙膏狀的,只能擠著吃,肯定很乏味,其實那是早期食品,現(xiàn)在今非昔比了。
太空食品都被裝在密封袋里,航天員吃的時候打開一個袋子,吃不完的話,必須將袋口封好。而且,太空食品品種多樣,已經(jīng)從最初的十幾種發(fā)展到了一百多種。
航天員可以在太空中吃到香腸餡餅、辣味烤魚、土豆燒牛肉、豆豉肉湯、金槍魚沙拉等,甚至可以喝到他們愛喝的飲料。
不過,航天員吃飯并不能隨心所欲,他們必須按照地面營養(yǎng)師為他們配制好的食譜用餐,每天吃4頓飯,一周的食譜不重復(fù)。
太空食品均為脫水食品,航天員吃前可以把食物放入一個碗形的容器內(nèi),再用注射器將一定數(shù)量的水注入容器,然后再放進烤箱里加熱,不到半個小時,一頓飯就“做”好了。
太空餐桌是特制的,它具有磁性,能吸住刀、叉、勺、碗、盤等餐具,桌上裝有冷卻器和加熱器。吃飯時,航天員必須先把腳固定在地板上,把身體固定在座椅上,以免飄動。
面對擺在餐桌上的飯菜,千萬不能著急,一定得注意端碗、夾飯、張嘴、咀嚼一連串動作的協(xié)調(diào)。
端碗要輕柔,動作太猛,飯會從碗里飄出去;夾飯、夾菜要果斷,夾就要夾準(zhǔn)、夾穩(wěn),最好不要在碗里亂撥拉,以免飯菜飄走,使用叉子效果最好;飯菜夾住后,張嘴要快,閉嘴也要快,因為即使是放到嘴里的食物,不閉上嘴它也會“飛”走;咀嚼時節(jié)奏要放慢,細嚼慢咽利于消化,還可以減少體內(nèi)廢氣的產(chǎn)生和排泄,避免污染艙內(nèi)環(huán)境。
有些人最喜歡在吃飯時聊天,在太空吃飯則最忌諱邊吃邊說,否則會使嘴里嚼碎的食物碎末飛出去,飄在餐廳或生活艙內(nèi),航天員稍不注意吸進鼻腔就容易嗆到肺里。
在太空中喝水也得大費周章,不能像在地面上一樣使用水杯,需要將水從儲水箱灌到水袋里,再擠到嘴里。
在地面生活時,人體內(nèi)的抗重力肌會持續(xù)起到支撐作用,可到了失重環(huán)境下,失去了重力負(fù)荷,人體內(nèi)的抗重力肌就會慢慢萎縮,肌力也會逐漸喪失。
為了對抗失重環(huán)境對人體肌肉造成的不利影響,航天員在飛船上升、返回和交接時必須穿著航天服。
航天服是什么樣的呢?
它的心臟部位有一個可以擰動的圓形裝置,用來調(diào)節(jié)衣服內(nèi)的壓力、溫度和濕度;右腹部處有一根細管,是航天員的通信工具;左腹部處有兩條管路,是給航天員供氧和排放二氧化碳的設(shè)備。
這次在天宮一號中,地面工作人員還給航天員準(zhǔn)備了保暖內(nèi)衣、運動襪、運動服和短褲等。當(dāng)飛船在正常軌道上飛行時,航天員就可以換上這些衣服工作或活動。
這些衣服設(shè)計比較特別,主要是考慮到太空工作的特殊需求。比如有的衣服裝有電纜口,有的口袋用于放置輻射測量儀等。
航天員坐在航天飛船中與飛船一起繞地球航行,日出日落由航天飛船繞地球一圈的時間而定,因此他們無法遵循“日出而作,日落而息”的生活習(xí)慣,只能按照24小時一天來安排工作,常常在一天內(nèi)看到多次日出日落,睡覺時也經(jīng)常黑白不分,睡著“糊涂覺”。
由于太空中沒有重力,他們分不清哪里是上哪里是下,睡覺找不到“躺”的感覺,睡姿千奇百態(tài),在任何地方都可以睡:飄在空中可以睡,靠在艙壁上可以睡,綁在床上也可以睡。
不過,大多數(shù)航天員不習(xí)慣飄浮著睡,因為醒來時會產(chǎn)生一種掉進萬丈深淵的感覺。而且,在飛船速度變化或振動時,飄著睡覺容易出事。
為了獲得安全感,他們一般會睡在固定在艙壁上的睡袋里,睡袋拉緊后能給人體施加一定的壓力,使人消除那種飄飄欲墜的恐慌感。
現(xiàn)在,在國際空間站,每個航天員都有一個獨立的私人睡眠站,類似于地面上的臥室。
睡眠站的一面墻體上豎立著一個大抽屜,將抽屜拉開,展示在面前的就是一個大型的墻體床。睡覺時,航天員會睡在固定在墻體床上的睡袋里;不睡覺時,他們會將大抽屜推進去,存放一些私人用品。
此外,睡眠站中還有臺燈、書桌和衣服抽屜。
值得注意的是,在太空中睡覺可不像在地面上,想踢被子就踢被子,也不能隨意將手或腳放在被子外面。在太空環(huán)境下,睡眠中的人四肢會不受軀干支配而四處飄動,因此,千萬不能把手或腳伸出去。
平時看似很簡單的刷牙、刮胡子、洗澡,在太空里都變成了有趣卻艱難的事情。
失重時刷牙,牙膏泡沫很容易飄起來,飛得滿座艙都是,所以航天員會用手指蘸上牙膏在牙齒上來回蹭幾下,然后再用濕毛巾把牙齒擦干凈。
最初美國人通過咀嚼一種特殊的膠姆糖來代替刷牙,蘇聯(lián)的航天員用手裹著毛巾在口腔內(nèi)按摩擦洗代替刷牙。這兩種方法很簡單,但口腔中的細菌不易被清除。
有一次,蘇聯(lián)的醫(yī)療人員在給返回地面的航天員檢查身體時,發(fā)現(xiàn)航天員口腔內(nèi)有許多致病的細菌。這引起了航天醫(yī)學(xué)專家的高度警惕,于是他們提醒航天員在太空中刷牙要徹底。
后來人們發(fā)明了密封式吸水法,航天員便可以在太空中比較徹底地清潔牙齒和口腔了。
在太空刮胡子也不是一件樂事,因為刮下來的胡渣會懸浮在半空中,胡渣一旦不慎落在飛船內(nèi)則很難清理。
現(xiàn)在,航天員使用一種密封式刮胡刀,它可以通過一條密封管同吸塵器連接,吸塵器能把胡渣吸進廢物處理箱中。
你知道在太空中如何洗頭發(fā)嗎?
由于在太空不可能有很多水供航天員沖洗頭發(fā),所以航天員的洗發(fā)液都是特制的,96%的成分是從植物中提取的,而且可以免沖。
洗發(fā)液在失重狀態(tài)下變成十分細小的顆粒,很容易帶走頭發(fā)上的污垢。洗完頭發(fā)后,航天員只要用餐巾紙或毛巾在頭上一擦,洗發(fā)液就被清除得一干二凈。
在太空中洗澡就更麻煩了,航天員在太空中洗一次澡要花費不少時間,準(zhǔn)備工作就要幾個小時,而且水會在空中飄浮,少量的水會嗆傷人,甚至溺死人,可長時間生活在太空中的航天員必須洗澡。
美國的天空實驗室和俄羅斯的和平號空間站都有洗澡間。早期的洗澡間是一個由不透水的強力尼龍布制成的圓柱型淋浴罩,上連天棚下接地板,頂部有水箱、噴頭和加熱器。
洗澡前,航天員要戴好呼吸器、耳塞和護目鏡,然后鉆進淋浴罩,待密封后,呼吸器與外界相連,就可打開噴頭洗澡了。
由于沒有重力,水不會自動從噴頭中流下來,因此,需要給水箱中的水加壓,使水通過噴頭噴出來。洗完澡的水會被凈化吸附裝置收集到廢水箱中,經(jīng)凈化后再重復(fù)使用。
后來,科學(xué)家對太空洗澡間進行了改進。美國科學(xué)家在浴罩內(nèi)施加0.8個大氣壓,在罩下裝上抽風(fēng)機。航天員洗澡時打開噴頭和抽風(fēng)機,上面灑水,下面抽水,這樣便如同在地球上洗澡一般。
誰說在太空中的生活單調(diào)無味,其實航天員也有很多娛樂活動。拍照、看電影、聽音樂、玩游戲、看電子書、與家人視頻通話等,他們常常玩得不亦樂乎。
美國國際空間站曾舉辦過一場小型音樂會,音樂會上沒有歌迷,航天員自演自唱、自得其樂。音樂會上的樂器包括電子琴、長笛、吉他、薩克斯管和一種澳大利亞土著部落的傳統(tǒng)樂器,都是他們從地面帶來的。
2012年6月26日晚上,劉洋在天宮一號值守第二個大夜班。在忙完飛行器的照料管理工作、與地面通話結(jié)束后,她固定好自己的雙腳,簡單熱身后,凝神靜氣地練起了太極拳,那柔和自然的動作如行云流水,非常美。在航天飛船上,她還編織了中國結(jié)。
在太空中上廁所特別麻煩,不僅不能讓排泄物飄出來,連氣味都不能散發(fā)。因此航天員上廁所,必須坐在精心設(shè)計的馬桶上。
可人浮在半空中,怎么坐上去呢?
航天員得將自己固定好,首先固定好鞋,然后固定好下身,雙手握住馬桶兩邊的扶手,最要緊的是屁股必須與馬桶邊緣貼緊,使馬桶完全密封。
上完廁所后,不用水沖大便,而是用一個特別的抽氣機將糞便吸進大便袋里。每上一次廁所,就更換一個袋子,這些袋子中的大便經(jīng)壓縮處理,會暫時存放在馬桶內(nèi),最后被帶回地面。
如果是小便,也會用抽氣機將其吸到一個特制漏斗里,經(jīng)過橡皮管灌進地板下的污水池。
處于失重狀態(tài)下的人不能正常行走。航天員們要想向前走,必須用雙手推拉艙壁上的扶手來幫助身體移動。
有趣的是,他們可以一秒鐘變孫悟空,只要雙腳離開地面,稍一用力,便可以完成前滾翻、后滾翻的動作,甚至翻好幾個筋斗。哈哈,有點意思吧?
他們行走的姿態(tài)千奇百怪,想怎么走就怎么走,有時可以打打坐,擺一些可愛或搞笑的POSE。不過,大多數(shù)航天員都喜歡飛起來走路,既安全又瀟灑。
也因為失重,航天員全身的體液向上半身和頭部轉(zhuǎn)移,會出現(xiàn)臉虛胖、鼻腔和鼻竇充血、鼻子不通氣等癥狀,還可能導(dǎo)致貧血。而且由于四肢感覺不到重量,人會產(chǎn)生定向錯覺,經(jīng)常感覺到身體和載人航天器上下倒置。
因此航天員需要進行必要的失重訓(xùn)練,才能適應(yīng)太空中的失重感。一般的空間站都設(shè)有專門用于體育鍛煉的“小型體育場”,里面有一些特殊的航天體育器具供航天員使用,其中包括自行車供量計、微型跑道、彈簧拉力器與負(fù)壓筒等。
2012年,劉洋就曾在太空中騎“自行車”進行鍛煉。這種太空自行車與我們平時使用的自行車不同,使用前要先組裝,使用時要用束縛帶將自己固定在車座上,并扶住艙壁。
太空實驗,個性十足
王亞平姐姐在太空中做的那5個實驗太有意思了,讓我們深刻地感受到了科學(xué)的魅力。除了這些實驗,在太空中還能做哪些有趣的實驗?zāi)兀?/p>
其實,我們可以做的太空實驗可多了,而且很多航天員都曾經(jīng)做過各種千奇百怪的實驗,我們不妨來看看吧。
沙門氏菌毒性增大
沙門氏菌是一種能夠引起人和動物食物中毒的細菌,它于2006年和2008年被帶上太空。
令人驚訝的是,這種細菌在太空中更顯毒辣本色,比在地球上的毒性增強了3到7倍。
在太空中放置12天后,沙門氏菌被注入老鼠體內(nèi),只有10%的老鼠活了下來,而在地球上進行類似實驗,有40%的老鼠幸存。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在太空中,沙門氏菌的DNA中有167個基因和73個蛋白質(zhì)發(fā)生了變化。也正是這個原因,美國一家生物公司專門開發(fā)出了一種沙門氏菌疫苗。
已經(jīng)退休的宇航員香農(nóng)·盧西德曾經(jīng)在俄羅斯衛(wèi)星Mir上進行了一項流體物理實驗:她搖晃一個裝有液體的容器,使里面的液體在一個特定位置產(chǎn)生氣泡。
根據(jù)電腦模型的計算,這些液體不可能產(chǎn)生氣泡。但那時Mir衛(wèi)星上的地球通訊暫時中斷了,香農(nóng)并不知道電腦的預(yù)測。
她不停地?fù)u晃,堅持了一個小時,最后,奇跡出現(xiàn)了——氣泡形成了。
1992年“亞特蘭蒂斯”號航天飛機和1996年“哥倫比亞”號航天飛機升空時,都曾做過一個大膽的實驗——部署一顆衛(wèi)星,上面連著一根21千米長的太空繩,然后拉動繩子,讓其拖著衛(wèi)星在太空中移動,目的在于展示衛(wèi)星在劃過地球磁場時能夠產(chǎn)生電流。
在1992年的那次實驗中,太空繩伸出了256米,在1996年,19.7米長的繩子被拉了出去,不料繩子卻突然斷裂。
俄羅斯航天員和美國航天員都在失重條件下做過燃燒實驗。
他們點燃了蠟燭,結(jié)果蠟燭持續(xù)燃燒起來,不過燃燒速度比在地面上緩慢得多,尤其不同的是,火焰不是往上躥,而是變成了一個圓球。火球外圍呈淡藍色,溫度也比在地球上低很多。
“火星500”是一個模擬火星載人飛行的實驗,航天器艙內(nèi)環(huán)境完全模擬火星的生活環(huán)境。
6名志愿者在艙內(nèi)度過了520天(前250天模擬飛往火星、中間30天登陸火星、最后240天返回地球),于2011年11月4日成功返回地球。
他們所有的生活和工作都在實體模型航天器中進行,不能和外界直接交流,也不能從外界獲取消耗品。