鄭永春,博士,中國科學(xué)院國家天文臺研究員,中國科普作家協(xié)會副理事長,青年科學(xué)家社會責(zé)任聯(lián)盟副理事長。
2015年3月,宇航員斯科特·凱利飛往太空,在國際空間站生活了近1年。2016年3月1日,他返回地球,成為單次逗留太空時(shí)間最長的美國人。
凱利是一位資深宇航員,他在太空生活1年的主要目的,是為未來20年內(nèi)能將宇航員送到火星而進(jìn)行一次重要實(shí)驗(yàn)。凱利既是這次實(shí)驗(yàn)的操作者,也是科學(xué)家的主要研究對象,就像登陸火星實(shí)驗(yàn)的一只小白鼠。
宇航員是如何練成的?太空生活真的像書上寫的那么有趣嗎?作為一名宇航員,他們失去了什么,又得到了什么?
一本書激發(fā)的太空夢
在我們的印象里,宇航員都是乖孩子,但事實(shí)上并非如此。凱利在上小學(xué)和中學(xué)的時(shí)候,學(xué)習(xí)成績很不好。老師教的內(nèi)容,他絲毫不感興趣,上課總是開小差,很長時(shí)間都難以集中精力。在上大學(xué)之前,他一直都找不到人生的方向,所以大學(xué)入學(xué)考試也考得很差。一次偶然的機(jī)會,他在一家商店的展架上發(fā)現(xiàn)了一本書——《太空英雄》,一下子就著迷了。正是這本書,改變了他此后的人生。這本書描述的是一些年輕人冒險(xiǎn)征服太空的場景,寫得非常真實(shí)。即使在凱利真正成為宇航員之后,他仍然認(rèn)為那些場景描述得無比真實(shí)。那些身臨其境般的生動場景,激發(fā)了凱利內(nèi)心追求夢想的沖動,他立志要成為駕駛航天飛機(jī)的宇航員。
凱利在中小學(xué)階段一直沒有好好上學(xué),大學(xué)里有些課程很難,他實(shí)在無法學(xué)會。為了實(shí)現(xiàn)駕駛航天飛機(jī)的夢想,他咬緊牙關(guān),強(qiáng)迫自己每天必須在座位上坐夠足夠的時(shí)間,一遍又一遍地做題,最終實(shí)現(xiàn)了從“差生”到“學(xué)霸”的逆襲。
從凱利的例子我們可以看到,一本好書可以改變一個(gè)人的一生。所以,我們每個(gè)人,科學(xué)家也好,工程師也好,作為一位公眾人物也好,都要有這樣的社會責(zé)任感:要盡可能多地奉獻(xiàn)社會,做一些公益的事,用自己的言行影響周圍的人?;蛟S,通過你的一次公益演講,或一本科普書,就會有一些人的人生軌跡因此而改變。也正因如此,凱利在回到地球后,寫下了自己在太空中長達(dá)1年的生活經(jīng)歷,目的就是影響更多的人。雖然他并無寫作經(jīng)驗(yàn),但仍然希望通過自己的親身經(jīng)歷,鼓舞跟他一樣心懷夢想的孩子。
太空生活揭秘
美國和俄羅斯作為世界上航天技術(shù)最先進(jìn)的兩個(gè)國家,但兩國的發(fā)展道路和制度差異很大。以宇航員的補(bǔ)貼制度為例,俄羅斯宇航員在國際空間站飛行的每一天都會得到獎金,但他們的基本工資比美國宇航員低得多,這也使得俄羅斯宇航員對空間站上的一切問題,都回答“很好”“沒問題”,不然就可能會被扣工資。而美國宇航員在空間站上每天工作只能拿到5美元的津貼,但他們的基本工資要高得多。
國際空間站是人類在太空中最大的基礎(chǔ)設(shè)施,也是人類合作精神的重要象征。國際空間站雖然由16個(gè)國家合作建設(shè),分為很多個(gè)艙段,但最重要的還是美國和俄羅斯兩家。美國宇航員和俄羅斯宇航員事實(shí)上生活在不同的區(qū)域,工作和生活都分得清清楚楚,通過各種協(xié)議確定雙方的合作界面。如果宇航員之間要相互幫忙,兩國宇航局必須進(jìn)行談判,等價(jià)交換。但即便如此,兩國宇航員之間仍然可以有私下的友誼,他們每周五晚上都會進(jìn)行聚會,當(dāng)宇航員離開或新的宇航員到來,或遇到宇航員過生日,就會安排一次有儀式感的祝福和聚餐。當(dāng)飛船返回地球還有剩余空間的時(shí)候,他們有時(shí)會把自己一方多余的垃圾偷偷塞進(jìn)去,這種行為當(dāng)然沒有協(xié)議約束,卻行之有效。美國宇航員在空間站上的工作日程表排得滿滿當(dāng)當(dāng)?shù)?,而俄羅斯宇航員的時(shí)間卻很寬裕,但即使閑著,也不能相互幫忙。這種差異也反映了俄羅斯航天投入受限的窘境。
大家都很想知道宇航員在太空中吃什么?,F(xiàn)在一些太空食品已經(jīng)出現(xiàn)在了超市的貨架上,滿足了普通人獵奇的需求。很多人仍然認(rèn)為,宇航員吃的東西都是像牙膏一樣的膏體或壓縮餅干。但事實(shí)上,宇航員的食物比我們想象的要豐富得多,有脫水雞蛋、餅干,甚至每天早上還能喝加了奶油和糖的脫水咖啡。當(dāng)新的宇航員到來時(shí),還有機(jī)會分享到他帶來的地方特產(chǎn),如知名品牌冰淇淋、哈薩克斯坦的奶制品等。由于每份食物都是小分量的獨(dú)立包裝,所以每頓飯都可以吃到不同的食物。而且,宇航員的食譜并不是設(shè)定好的,他可以自主決定今天吃什么。除了新鮮蔬菜和水果十分短缺之外,其他與地球上并沒有太大不同。為了解決這一問題,凱利在國際空間站上的一個(gè)重要工作就是栽培作物,為今后的太空生活提供新鮮蔬菜和水果。
具有犧牲精神的勇士
很多人都知道,培養(yǎng)一位飛行員非常不容易,培養(yǎng)一位戰(zhàn)斗機(jī)飛行員更不容易,而培養(yǎng)一位在航母上執(zhí)行任務(wù)的戰(zhàn)斗機(jī)飛行員,更是難上加難。在航母上起降飛機(jī),被形象地比喻為刀尖上的舞蹈,而凱利是從航母上的戰(zhàn)斗機(jī)飛行員中選拔出來的宇航員。所以,培養(yǎng)一位宇航員的難度可想而知。
凱利從一位海軍學(xué)院的學(xué)員起步,在海軍訓(xùn)練時(shí),一個(gè)房間住著20個(gè)人,床鋪都分為上中下3層,使他練就了在狹窄空間的生活和工作能力。這種能力對他后來在太空中狹窄空間的工作大有裨益。
凱利求學(xué)的階段正好是載人航天事業(yè)大發(fā)展的時(shí)期。那時(shí),美國宇航局開辦了一個(gè)國際宇航員培訓(xùn)班,學(xué)員來自日本、歐洲、加拿大等國家和地區(qū)。有意思的是,這些他曾經(jīng)的同班同學(xué),許多人后來都成為了他的宇航員同事,這為他們在太空中開展合作減少了很多溝通成本。
宇航員是具有犧牲精神的勇士。從某種意義上說,他們是代表整個(gè)人類出征太空,然后獲得在太空生活和工作的經(jīng)驗(yàn),這些經(jīng)驗(yàn)最終也將為人類在太空中更好地拓展我們的生存空間奠定基礎(chǔ)。凱利是單次太空中生活時(shí)間最長的美國人,在國際空間站上生活的1年中,他每周都要進(jìn)行各種生理和心理指標(biāo)測試,目的是研究飛往火星的漫長旅途對人體的影響。幸運(yùn)的是,他的雙胞胎哥哥也是一位宇航員,他們兩人的基因有很大程度的相似性,甚至脾氣性格也非常相近。通過他們之間的差異對比,我們就可以明白太空生活到底會對人類造成什么樣的影響。
想想凱利在太空生活時(shí)面臨的困境和作出的犧牲,我們就會對這些太空勇士有更清晰的印象。在前往國際空間站之前,凱利被診斷患有前列腺癌,在手術(shù)之后,他再次出征太空,本身就會有風(fēng)險(xiǎn)。幾次太空飛行,他都感覺到眼球在充血,這明顯傷害了他的視力。他甚至能感覺到,高能量的宇宙射線在穿透他的身體。還有,國際空間站上的二氧化碳吸收裝置的效果并不穩(wěn)定,當(dāng)有人鍛煉身體時(shí),或當(dāng)宇航員人數(shù)太多時(shí),空氣中的二氧化碳濃度就會超標(biāo),他們的心情、工作效率、身體狀況都會受到影響,對身體造成傷害。
作為一名宇航員,尤其難以忍受的是遠(yuǎn)離家人、獨(dú)自一人生活的孤獨(dú)和無助。他錯(cuò)過了與兩個(gè)女兒、女友、父母、祖母一起共處的很多重要時(shí)刻。當(dāng)他在太空飛行時(shí),有的親人永遠(yuǎn)地離開了這個(gè)世界。他跟女友由于不能長期在一起,造成感情的生疏。他雙胞胎哥哥的妻子,也就是作為國會議員的嫂子遭受槍擊,但他身在太空,無能為力。
在失重且輻射強(qiáng)烈的環(huán)境中生活這么長的時(shí)間,凱利的骨骼可能會變得很脆弱,動作技能和視力也會受損。通過與他的雙胞胎哥哥、同時(shí)也是宇航員的馬克·凱利進(jìn)行比較,科學(xué)家們將更清楚地了解了太空生活對身體和心理健康的影響。凱利的經(jīng)歷,讓我們看到了宇航員的生活細(xì)節(jié)和豐富的內(nèi)心感受。這不僅滿足了很多普通人的好奇心,甚至對專業(yè)人士也有參考價(jià)值,同時(shí)也為我們在空間站開展國際合作提供了很多啟示。從2003年楊利偉成功飛天以來,中國載人航天工程進(jìn)展順利。目前,中國空間站建設(shè)正在抓緊進(jìn)行,預(yù)計(jì)在2022年左右,中國人將建成自己的空間站。屆時(shí),中國空間站有可能成為太空中唯一的空間站,迎接世界各國宇航員的來訪。