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发布时间:2020-06-10 09:22:19

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作者:(英)蒂姆·皮克

出版社:湖南科学技术出版社

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我问宇航员

我问宇航员试读:

问题清单

介绍

我有好几个问题,第一个非常简单:如何才能成为一名宇航员?环绕地球时,如果每天能见到16次日出,那么宇航员们何时庆祝新年?

当您在太空时,您怀念地面的天气吗?您最怀念什么天气?您在空间站里拥有的最奢侈的物品是什么?前往太空时,你是否所知越多,越不恐惧?

火箭发射

坐在300吨重的火箭顶上,您感觉如何?为什么飞船从哈萨克斯坦发射?

宇航员发射之前的检疫期有多久?这段时间能接待访客吗?发射这一天,您是怎么准备的?听说宇航员乘坐大巴到火箭之前,会向轮胎撒尿,是这样吗?联盟号飞船那么小,你们在里面应该很挤吧?联盟号的计算机运算能力怎么样?发射时,飞船的加速度是几倍的重力加速度?大气层和太空的分界线在哪里?火箭为什么需要这么高的速度?到达太空需要多长时间?进入轨道需要花多长时间?发射时,宇航员们会操纵飞船吗?还是由计算机自己控制飞船?如果发射过程中遇到问题,你们怎么处理?如果发射终止,你们会降落在哪里?需要多长时间才能到达国际空间站?你们如何与国际空间站对接?你在太空遇到的最危险的事情是什么?第一次进入太空,最让你吃惊的是什么?你第一次进入太空,会感觉不舒服吗?

当你打开连接舱时,国际空间站上哪位宇航员最先迎接你?

日常训练

我的大儿子梦想成为一名宇航员,他想知道,你为什么想当宇航员,你是什么时候打算成为宇航员,又是如何当上宇航员的?作为试飞员,你学到的技能是否对宇航员职业有帮助?参军成为飞行员,与当科学家相比,是不是更容易成为宇航员?

您觉得您被选中,是因为您和其他候选人相比有哪些优势?要成为宇航员,身体是不是需要非常健康?我视力不太好,请问我还能成为宇航员吗?最年轻的宇航员多大岁数?请问最老的宇航员进入太空时多少岁?准备太空飞行时,你们会接受心理训练吗?学员们要接受多长时间的训练,才能正式成为宇航员,执行任务?成为宇航员,对语言有什么要求?你在离心机里训练过吗?它让你感到恶心吗?在地球上如何进行失重训练?宇航员不在太空时,他们做什么?在任务训练期间你必须学习哪些科目?所有的宇航员都接受一样的训练吗?你接受训练时,遇到的最大困难是什么?你在训练时遇到的最好的事情是什么?您听过最好的建议是什么?宇航员们是不是都极为细心?

国际空间站上的工作和生活

您在国际空间站上每天过得怎么样?国际空间站到底是什么?能否介绍一下国际空间站的结构?载人航天有什么意义?当你们进入国际空间站时,你们做的第一件事是什么?请问在国际空间站上,你们怎么上厕所?国际空间站如何处理垃圾?国际空间站如何获得氧气和水?适应失重一般需要多长时间?在空间站飘浮着的感觉怎么样?为什么国际空间站使用格林尼治标准时间?您在国际空间站上每天能经历16次日出日落,请问在这样的特殊环境下,您每天的日常生活是怎样度过的?进入太空后,你的时间感是否受到了影响?在太空如何睡觉?宇航员们睡在哪里?宇航员们同时睡觉吗?你在太空时做的梦和在地面上的有什么区别?有没有梦到什么特别的东西?你在空间站所做的实验有哪些?你最喜欢哪个?太空实验有哪些成果?您在太空时,每天最喜欢的是哪个时间段?你有时间休假吗?你们怎么过周末?太空生活中,你遇到的最邋遢的事情是什么?你有哪些个人阅读材料?你会选择带什么书到太空阅读?国际空间站最让你吃惊的是什么?您在太空能喝茶吗?您在空间站时,看什么电影?请问您在太空如何洗衣服?在国际空间站上,您的心跳和地表上一样吗?您在太空怎么理发,怎么刮胡子?空间站里的空气怎么样?您最喜欢国际空间站的哪个按钮,它有什么作用?在太空,你最喜欢的消遣方式是什么?你在太空吃什么食物?在太空,食物的味道和在地面一样吗?你最喜欢的食物是什么?你在太空的第一餐感觉如何?食物吃进去之后会不会从胃里顶回来?宇航员在太空是不是没有什么胃口?如果宇航员生病,或者受伤,如何处理?如果空间站发生火灾,如何处理?空间站的网速怎么样?国际空间站的无线局域网网速怎么样?从国际空间站登录推特和脸书的体验如何?在太空你们一般怎么锻炼身体?在太空参加马拉松,是不是很困难?我的问题可能比较愚蠢:您跑太空马拉松时,汗液跑到哪里去了?是以液滴的形式飘在空中,还是留在身体表面,让你变得更热?你带了哪些东西进空间站?你在太空时,遇到的最好玩的事情是什么?宇航员戴什么手表?你在国际空间站上最称手的工具是什么?

太空行走

您在国际空间站上印象最深刻的经历是什么?历史上第一次太空行走是在什么时间?你最喜欢太空行走的哪一部分?你在太空行走时觉得紧张吗?作为第一个太空行走的英国宇航员,你有什么感受?听说宇航员在太空会得减压病,这是怎么回事,您如何应对?请问国际空间站上,每人有一套宇航服吗?还是大家共用一套宇航服?请问在国际空间站,如何规划太空行走路线?太空行走时,你怎么上厕所?潜水时,有一种害怕浮出水面的综合征,潜水员不想潜上来,请问您在太空行走时有类似感觉吗?宇航员为什么在水里进行太空行走训练?作为一名宇航员,你在什么情况下感觉到身体达到极限,感觉快撑不住了?我爷爷说,锦纶搭扣是为宇航员在宇航服里挠鼻子而发明的,这是真的吗?我不知道该不该相信他。如果这是真的,你的头盔里有锦纶搭扣吗?在你的太空行走中,有没有什么事情让你惊讶,吸引了你的注意力?如果你从空间站上掉下来,会怎么样?太空行走时,你有没有把什么东西落在外面?您在太空行走时吃东西吗?太空行走时,周围温度那么低,您如何保持体温?在太空你怎么保持凉爽?在黑暗的太空里工作,是不是很辛苦?在太空行走时,如果被微型陨石击中,会发生什么事情?在你的宇航员生涯中,哪位宇航员曾激励过你?

地球和太空

从太空往下看,白天的地球或夜晚的地球上,哪个更美?从太空能看到大气层吗?是什么样子的?你从太空中有没有看到一些特别美的景点,让你产生去实地旅行的念头?从太空可以看到地面上的飞机或者轮船吗?您拍摄的极光照片和肉眼看到的一样吗?还是照片经过处理,增强了极光颜色?从空间站能看到恒星和行星吗?与在地面看有什么区别?为什么在有些照片里太空是全黑的,看不到任何星星?身处太空,从太空俯视地球,这种经历是否改变了你的世界观,改变了你对地球和生命的看法?太空闻起来是什么味道?太空吵吗?在太空有重力吗?为什么宇航员在空间站上会失重?在空间站你如何测量自己的体重?国际空间站被陨石或者太空垃圾撞击的风险大吗?如果空间站被太空垃圾击中,会发生什么事情?太空垃圾能造成多大的麻烦?您在飞行中环绕地球多少次?您在太空中飞了多远?从太空能看到中国的长城吗?国际空间站有没有与外星人进行第一次接触的标准预案?

重返地球

您从国际空间站返回地球,花了多少时间?从太空返回地面前,您要先进行针对性训练吗?为什么飞船在升空阶段不需要隔热层,而再入大气层时需要?你要吃药来减弱飞船返回地面造成的恶心吗?你是如何回地球的,再入大气层时飞船速度有多快?再入大气层花了多少时间?加速度是重力加速度的几倍?再入大气层时,联盟号返回舱内部温度多高?如何控制舱内温度?你更喜欢飞船上升阶段还是返回地面阶段?返回地面过程充满困难,您有没有受伤?如果再入大气层时出了问题,飞船偏离航线,会怎么样?从太空回到地球后,重新用鼻子闻到地球的味道,您感觉如何?你们落地后有哪些经历?回到地面后,您何时喝下第一杯茶?您何时再次见到家人?您回地球后,马上开始进食吗?经历过长期的失重之后,重新在地面行走,是什么感觉?回地面后,您第一次淋浴感觉如何?您有没有从太空带纪念品回来?回地球后,你或其他你认识的宇航员会不会习惯性地把东西放在空中,等着它飘在那里不动?太空飞行对健康有哪些长期影响?

展望未来

如果您的下一个任务不去国际空间站,您要接受不同的训练吗?“活着,如同明日将死;求知,宛如生命永恒。”——圣雄甘地“重要的是,永远不要停止疑问。好奇心自有其存在的理由。”——阿尔伯特·爱因斯坦介绍

问:我有好几个问题,第一个非常简单:如何才能成为一名宇航员?(提问者:亚历山大·蒂明斯,9岁,来自奇切斯特自由小学)

答:亚历山大,你选了一个很有前景的职业。

太空探索总会带来丰硕的成果,20世纪60年代的阿波罗计划,曾让人类前进了一大步。今天,我们正处于太空探索新黄金时代的起点,未来几十年内,我们有望殖民月球,登陆火星,深入太阳系内部,探索我们以前从未涉足之地。为实现这些梦想,人类已经努力了很久。现在,它们已经触手可及,我们每个人都能加入这项非凡的太空之旅。

你会发现,本书几乎是为了回答你这个问题而写的。虽然并不存在一条通往宇航员生涯的必经之路,但是,本书将会给你一些启示。2015年12月15日进入国际空间站时,我已经43岁了。这一天,终于能追随那些我一生中都极为敬重的前辈,成为一名宇航员,我倍感荣幸。很难相信,我能如此幸运,加入这些太空先行者的行列。

自从1961年4月12日尤里·加加林首次进入太空以来,在我之前,已有来自37个国家的545名宇航员成功抵达绕地轨道。虽然这个群体规模不大,但是大家背景互不相同,来自五湖四海,职业生涯迥异,有中学教师,有工程师,有科学家和医生。我们唯一的共同之处,就是热爱探险,对太空飞行充满激情。

当然了,要成为一名宇航员,你必须满足某些基本要求,并通过训练掌握很多重要技能;等你读完本书,你就会了解今天的宇航员需要些什么。其中有一些可能会出乎你的意料,比如,宇航员必须具备很好的语言能力。此外,我们也很看重候选者先前的职业经历。请选择一个能让你充满激情的职业,在这个领域竭尽全力做到最好。在学校所学的东西终究是有限的,你需要充满激情和斗志。更重要的是,你必须坚韧不拔,能够持续奋进。

我出生于英格兰南海岸奇切斯特城外的一个小村庄,中学毕业后参军。作为一名试飞员,我在军队服役了近18年,这样的职业经历,让我在时机成熟时,成为一名宇航员。返回地球不久之后的一次新闻发布会上,有人问我,有没有什么话想对母校的学生们说。我当时是这样回答的:“我在家乡的韦斯特伯恩学校念书,18岁离开学校时,我的平均成绩是A-,成绩并不出彩。但是,正如你们所了解的,我刚刚作为宇航员在太空生活了六个月。我想对你们说,即使中小学时成绩平平,也并不意味着今后就注定平庸。只要全力以赴,你终将梦想成真。”

毫无疑问,成为宇航员并不容易;事实上,这是我这辈子所做成的最艰难的一件事情。不过,成为宇航员这个追求是极有意义的,我经历了太多值得终生回味的事情。

为什么我要写这本书?书中都回答了哪些问题呢?从太空站返回地面后,有成千上万人向我提问,想了解我的太空之旅,想知道如何成为宇航员。我一直很吃惊,竟然有这么多人对太空有如此浓厚的兴趣,我也乐于回答这些好玩的问题,从“太空闻起来是什么味道?”,到“在太空有重力吗?”,以及“太空生活中,你遇到的最邋遢的事情是什么?”。有些问题在我看来非常新颖。比如,有人问到,与外星人第一次接触时,是否存在标准流程。也有一些更专业的问题,比如,“在太空行走时,如果被微型陨石击中,会发生什么事情?”。当然,也有一些好玩的问题,比如,“您在太空能喝茶吗?”(对这个问题,我可以很高兴地回答:能!),以及“请问在国际空间站上,你们怎么上厕所?”,这是我被问得最多的几个问题,小朋友们尤其关心。

我将尽我所能,详细回答大家向我提的问题,借此机会来记录我的职业生涯,记录那些对太空的探索,普及天文知识,并通过描述本人的经历让读者体验成为宇航员是什么感觉,与读者分享这个过程中的酸甜苦辣。我希望,书中的科学内容与太空站里的日常生活都能足够细致、有趣,能为下一代太空探险者提供有用的信息。也许,此刻正在阅读这本书的你,在不久的未来,会成为有史以来第一个在火星上行走的宇航员。

我们的“向宇航员提问”项目在社交媒体上向大家开放,在推特和脸书上搜索“askanastronaut”,你能找到很多人提的问题,有很多已收入本书,有些问题上标注有提问者的名字。很多人问到了一些相似的问题,我把这类问题做了汇总。感谢“向宇航员提问”项目的所有参与者,正是你们的好奇心和求知欲,促使你们提出了许多富有创见的问题,使得这本书能够面世,在这里我再次诚挚地向你们

致谢

本书分为七个章节:火箭发射,日常训练,国际空间站上的工作和生活,太空行走,地球和太空,重返地球,展望未来。书中,除了回答读者提问,我也会分享太空旅行的感悟,介绍宇航员的训练和发射准备工作,介绍国际空间站背后的科学知识,讲述在太空所开展的实验,描述在400千米高空所看到的壮美景观,以超声速通过大气层时的惊险历程,太空行走时的激动与冒险,宇航员们同志般的友谊,以及经历过所有这些事情后,我的世界观的变化。

写这本书,挑选合适的问题,斟酌答案,回顾太空站的日日夜夜,这个过程是我人生中一段很美好的经历。本书包含了很多内容,希望能满足各年龄段读者的需求。书中有些回答很详尽,提供了大量技术信息,也有些回答要简单得多,我们从下面几个简短的问答开始。

问:环绕地球时,如果每天能见到16次日出,那么宇航员们何时庆祝新年?

答:国际空间站采用的是英国格林尼治标准时间,与伦敦的时钟同步,因此新年时间和伦敦相同。如果仅考虑这一点,空间站应雇用更多的英国宇航员才对。不过,每个国家的宇航员都会在他们本国新年钟声敲响的时刻庆祝新年。

问:当您在太空时,您怀念地面的天气吗?您最怀念什么天气?

答:你可能会觉得很奇怪,我最怀念的其实是下雨天。在国际空间站,我们长达六个月无法淋浴,而锻炼用的跑步机又在温度较高的太空舱里。作为户外运动爱好者,每次在跑步机上挥汗如雨时,我都极为怀念在地面上运动时,蒙蒙细雨打在脸上的惬意感觉。

问:您在空间站里拥有的最奢侈的物品是什么?

答:我的照相机,它是所有物品中,最让我开心的。在太空,我才发现自己对摄影的激情,我为之入迷,充满好奇,每次拍出照片,我都有很强的成就感。我珍爱自己从太空拍摄的那些照片,即使是现在,再看这些照片,我还能清楚地记得这些照片的拍摄时间,以及空间站当时的位置。不过,似乎不能把照相机叫作奢侈品,因为定期使用照相机对地面进行观测,也是空间站的科学任务之一。那么,就从单纯的享乐角度来说好了,我认为最奢侈的是,SpaceX公司通过他们的龙飞船向空间站运送补给品时,送给我们的一个小冰盒,里面满是冰淇淋,在国际空间站居然能吃到冰淇淋,够奢侈了吧。

问:前往太空时,你是否所知越多,越不恐惧?

答:宇航训练时,了解越多,越能消除一些顾虑,尤其是太空任务中大家普遍关心的那些高风险项目,比如太空行走,飞船的发射和再入大气层,以及一些紧急情况。更重要的是,当你学得足够多,遇到紧急情况时,你就会有能力去判断,做出正确的操作,而不是在第一时间内做出错误的决定。正如阿波罗8号的宇航员弗兰克·鲍曼曾说过的那样,优秀的飞行员之所以优秀,是因为他拥有卓越的判断力,这使他能够不必使用自己高超的飞行技能。

我们的训练是极为严格规范的,我们卓越的训练和指导团队把自己的全部身心都投入训练中,确保每名宇航员都确实做好了充分的准备,能安全高效地执行自己的太空任务。每个宇航员对他们都极为感激。

当我走向发射台时,我感觉自己完全准备好了,急于去体验一生中最战栗和激动的旅程。如果你当时问我是否畏惧,我的第一反应将是:一点也不。但是,太空飞行,风险必然存在,再多的知识、训练和准备都无法完全消除风险,所有宇航员都懂得这一点,相对于飞行任务,他们也更重视这些风险的防范。但是,没人能保证悲剧一定不会发生,无论是飞船还是宇航员,都有可能会遭遇悲剧。发射之前,向家人道别,是我不得不做的最艰难的一件事。一旦踏进火箭,可能永远不能再回来了。恐惧源于对可能会发生的危险的想象,如果你并没坐在十层楼高的极易燃烧的火箭燃料上,可能无法理解他们的处境,产生恐惧。我自己是否恐惧呢?更准确的答案是,我内心确实感觉到恐惧,但是我已经经历过火箭发射,现在我的心思在其他事情上。

让我们在此结束本书的介绍部分吧,接下来首先来看火箭的发射。火箭发射

问:坐在300吨重的火箭顶上,您感觉如何?

答:2015年12月15日,航天基地当地时间14:33,离最终发射只剩2小时30分钟。

我正站在闪闪发光的联盟号火箭顶部,等待进入发射舱,这里离地面有50米。今天是一个晴朗的冬日,越过拜科努尔航天发射基地那些庞大而杂乱的建筑,能看到辽阔的哈萨克大草原。我调用全身的感觉器官,极力体验着地球母亲的声音、颜色和味道。这一次,我将离开地面整整六个月。

当我爬进火箭顶部整流罩里狭小的太空舱时,身下的火箭就像活物一样。低温燃料不停地因为吸收环境热量而沸腾,产生大量看起来危险的白雾,白雾笼罩着火箭底部。推进剂吸收的大量热量,降低了周围的气温,火箭外壳有三分之二的部分覆盖着一层薄冰,在午后的阳光下,原本橙绿色的外壳,现在变成耀眼的白色。乘电梯向太空舱爬升时,我们得以近距离观察火箭。火箭被金属发射塔支撑着,已经注满300吨的液氧和煤油,正在冒出大量气体,嘶嘶作响,只有在这个时候,我才真正体会到这架能挣脱地球引力的机械巨兽的威力。爬入即将发射的火箭时,我激动万分。在过去的试飞生涯中,我也进出过很多不同的机舱,但是,与进入火箭相比,先前所有的飞行经历都显得平淡无奇。我并没有感觉到紧张,为了这一刻,我已经等待很长时间了。虽然我试着保持平静和专注,但在内心深处,我仍像个孩子一样激动。

我们通常按照顺序进入发射舱。首先进入的是坐在左发射位的蒂姆·科普拉;接下来是我自己,坐在右发射位;最后是联盟号的指令长尤里·马连琴科。我们先要通过一个水平舱,进入一个塞满装备的居住舱,然后脚向下摸索着穿过一个竖直舱,进入返回舱。一路没有梯子,但有一些立足点可以借力。

通过竖直舱时,你得小心地收缩自己的身体,不要碰到里面的天线,六个月以后我们返回地面时,需要用它向地面的搜索救援队发送我们的坐标。飞船载满各种货物,通向座椅的通道极为狭窄,这与我们在俄罗斯星城的模拟器里接受的训练可不太一样。一开始我坐进了指令长的椅子,然后再小心地换过来。先抬脚,再挪身体,每件事情我们都要很慢很细心地完成,以免动作太大撕破宇航服,或者损坏飞船。我一直在回忆训练时经历过的洞穴探险,很庆幸自己有在极端狭小的空间里生活的经验。

座椅上有两条电缆和两个管子,要连接到我们的舱内宇航服上。电缆向通信耳机和医疗监控设备供电。所有乘员胸前都佩戴有医疗监控设备,用于测量心跳和呼吸频率,数据被传输给地面的医护团队。一个管子提供空气,用于降温和通风;另一个管子提供纯氧,仅在紧急失压状况下使用。连好电缆和管子之后,再连接护膝。火箭上升时,加速度能达到重力加速度的好几倍,护膝能保护宇航员的下肢和宇航服上的索具。太空舱很小,宇航员们挤进来后,剩下的空间只够塞下一名地勤人员,他给我们传递流程清单,帮我们把自己固定在座椅上。

已经到了发射前最后的关头,我一分钟一分钟地倒计时,最后一次仔细检查清单上的每一项,在大脑中预演接下来旅程中的关键节点。这时,我经历了太空飞行让人肾上腺素飙升的一个传统:每名宇航员可以挑选三首歌,倒计时之前,系统会为他们播送这些歌曲。我挑选的是皇后乐队的《现在不要阻止我》,U2乐队的《美好的一天》和酷玩乐队的《繁星满天》。歌曲播完之后,离点火只剩很短时间了,我们的指令长和我们开了一个玩笑。透过耳机,在火箭内嘈杂的嘎嘎噪声中,我们听到熟悉的电子合成音和吉他和弦声,这是欧罗巴乐队演唱的《倒计时》,和我们现在的场景很相配,谁说俄罗斯人没有幽默感?

我第一次现场观看联盟火箭发射是在2015年6月,在我自己升空之前六个月。我和尤里·马连琴科和蒂姆·科普拉作为联盟号第44和45组成员的后备人员,前往哈萨克斯坦的拜科努尔航天基地。他们将前往国际空间站,我们是他们的后备军,全力支持他们。虽然我们只是后备组,但也做好了升空的全部准备工作,几周前,我们就已经通过了所有的测试。虽然我们取代他们进入太空的机会很渺茫,但是亲临发射现场,让我能够实战演习一下,并第一次亲眼观察到火箭的发射。几年前我曾争取现场观摩发现号航天飞机的发射,当时欧洲空间局的宇航员克里斯特·富格莱桑将乘坐航天飞机从肯尼迪航天基地发射升空。但是运气不好,首次发射由于天气因素推迟了,第二次的发射也被取消,飞船的燃料阀出现了异常。几天后发现号升空时,我正在回欧洲的飞机上,我被召回参加欧洲空间局在德国宇航员中心的训练。

观摩6月份的飞船发射,不只是补偿了先前的遗憾。火箭发射时,我们离得很近,效果十分壮观。我和尤里、蒂姆坐在搜索救援塔塔顶,离火箭只有1.5千米远。这是一个晴朗的午夜,凌晨3点,主发动机点火。几秒后,一阵低沉的吼叫声传入我们的耳朵,我整张脸都在剧烈抽搐。我发现,刚才发出巨响的火箭只是在试车,接下来火箭暂停,检查设备是否正常运转。火箭全力推进时,我被巨大的噪声吞没,一阵低沉的隆隆声在胸腔反复回荡。就在我以为效果不会更为震撼时,联盟号飞船从发射台缓缓升起,周围充满了火箭劈碎空气产生的巨响。

几个月后,轮到我自己坐在联盟号的座椅上了。此刻是当地时间早上5点,我通过头盔上的耳机认真听着指令长的声音,眼睛凝视着面前仪表盘上的数字时钟。人一生中,会遇到很多次倒计时,火箭发射似乎是倒计时的典型案例。遗憾的是,在火箭内部这种倒计时并不存在。从火箭点火,一直到发动机运行,推动火箭达到起飞速度,指令长一直在宣读起飞阶段的各项指令,告诉我们如何判断飞船是否发射,就是没有倒计时。火箭升空之前5秒钟,通报传来,发动机已全力运行,此时我能明显感受到座位下方火箭的强劲推力。最后几秒钟,舱内充满噪声,眼前的一切都在晃动,我根本没法判断火箭是否离开发射台了。我感觉火箭晃动得厉害,时钟上的数字表明,现在似乎已经过了发射时间,这时,我们终于启程了!我听到了火箭发动机强力推进时特有的爆裂声,感受到了火箭的加速度。回想起六个月前自己观看火箭发射时的场景,此刻,我们的火箭,应该也给外面的观众产生了强烈的震撼吧。

奇怪的是,舱内的噪声虽大,但远不如舱外,头盔上的通信单元很好地屏蔽了大部分噪声。发射过程中,让我印象最深刻的是火箭全力运行时产生的强大推力,周围一切都在剧烈晃动,加速度很大,我被牢牢压在椅子上,感觉五脏六腑都受到了挤压。但是,没有剧烈的爆炸,没有耳鸣,我也无法通过窗户看到外面,现在太空舱还被火箭整流罩包裹着呢。

几分钟后,我们就会达到每秒钟8千米,以这种速度,从伦敦到爱丁堡只需要90秒。我很难控制自己激动的情绪,不由得笑了。

本章描述联盟号火箭从点火到抵达国际空间站这一阶段。飞往太空,无疑是很神奇、超现实的经历,而乘坐俄罗斯飞船,更让人永生难忘。俄罗斯人的哲学是,如果一样东西还没坏,就别去修它。他们不只是用这个态度对待机器,实际上,他们对载人航天的一切,都是这个态度。此外,他们也很重视自己的历史和传统。这就意味着,在起飞前的日日夜夜,我们不仅要完成诸多重要准备工作,还要处处遵循他们的宇航传统,参与各种仪式典礼。几页后我会再具体说明,现在让我先介绍一下发射场。

问:为什么飞船从哈萨克斯坦发射?

答:拜科努尔航天中心是世界上最早、规模最大的航天基地,位于哈萨克斯坦南部半沙漠草原地区。自从2011年美国终止航天飞机项目,拜科努尔就成了世界上唯一能运送宇航员去国际空间站的航天基地。这个传奇般的基地由苏联建造,早在20世纪50年代就开始运行了。世界上第一颗人造卫星“斯普特尼克1”号,于1957年从这里发射;世界上第一艘载人飞船——“东方1”号载人飞船于1961年从这里出发。其他发射场在火箭点火时,都会从发射台下方向火箭尾焰大量喷水,削弱火焰,减轻噪声。拜科努尔则与众不同,不会喷水,因为这里比较缺水。这就让拜科努尔的火箭发射场面极为壮观,烟火效果十足。

航天基地的选址,要综合考虑很多因素。由于地球在自西向东转动,带动周围物体一起向东运动,这一效应能帮我们节省很多燃料,选址主要得考虑这个因素。在地球赤道上,自转速度最大,高达466.67米每秒,比空气中的声速还大。由于所有物体,包括周围的空气,都随着地球在一起运动,站在赤道上时,你不会感觉到这种速度,但火箭发射时,要尽量利用这一速度。远离赤道,随着纬度的增加,自转速度越来越小,在地球两极自转速度为0。

如果火箭从靠近赤道的地方发射,在发射前,由于地球的自转,火箭已经获得一定的速度了,这样一来,火箭就能少用点燃料(译者注:火箭要离开地面,环绕地球飞行,其速度至少要达到第一宇宙速度——

7.9千米每秒。)这就意味着,火箭能多搭载一些物资。不过,打开地图,你会发现,俄罗斯很不幸,大部分国土的纬度都高于50度,离赤道很远。在这里待过几个冬天后,我相当肯定,俄罗斯可不像赤道那样暖和。

拜科努尔位于北纬46度,比当时苏联的绝大多数地方更靠近赤道。当然了,选择这里还有其他因素。苏联1955年把这里选为世界上首枚洲际导弹的实验基地,后来,这里才逐渐发展成载人航天中心。作为导弹实验基地,周围要有大片平地,避免周围地形对地面控制站的信号的干扰。导弹从这里向7000千米外的堪察加半岛发射,一路要远离人口稠密区,拜科努尔满足这些条件。而且,基地可以从锡尔河获得供水,交通也不错,离莫斯科—塔什干铁路干线不远。

选择靠近赤道的地方发射,还有一个原因:越靠近赤道,可供选择的轨道越多,用专业术语来说,就是轨道倾角的范围比较大。轨道倾角是飞船轨道面与地球赤道面之间的夹角,反映了轨道相对赤道的倾斜程度。为理解这一概念,我们可以想象从北极发射火箭,无论向什么方向瞄准,火箭都往南飞,进入极地轨道(这种轨道经过地球南北两极),倾角是90度。而从赤道发射火箭,可以向任意方向飞,进入任意倾角的轨道。从其他地方发射火箭,倾角范围由发射场的纬度决定。

当然,这个规律也是可以被打破的,只要有足够的燃料,轨道倾角也可以改变。不过,一旦飞船进入轨道,绝大部分情况下我们都会尽量避免变轨。你知道吗?Did you know?

由于拜科努尔是世界上最重要的发射场,在选择国际空间站的轨道倾角时,拜科努尔的纬度成了关键性制约因素,最终国际空间站选择了51.6度的倾角。

地球上还有很多其他发射场。美国载人航天历史悠久,佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射过很多飞船。最近十年,两个新的飞船(波音公司的CST-100载人飞船,以及SpaceX公司的龙飞船)将从美国本土运送宇航员到国际空间站。中国从戈壁深处的酒泉卫星发射中心发射自己的载人飞船。

问:宇航员发射之前的检疫期有多久?这段时间能接待访客吗?

答:宇航员在进入太空前,要经历长时间的检疫,这样可以确保他们的健康,确保他们在到达国际空间站时没有携带病毒、没有染上疾病。检疫持续时间不定,一般是两周左右。我们机组的检疫时间是15天,这让我们有机会办最后一些行政手续,完成最后一次训练。最后这个阶段没太多准备工作要做,所以我们也能休息一阵子,见见来观看发射的家人和朋友。

虽然处于检疫期,我们是可以接待访客的,但俄罗斯医疗团队管理得很严格,面对面接触只限于直系亲属之间。每次见面前,访客都要接受体检,一切正常才允许见面。12岁以下的小朋友没这福分,据说他们走起路来不太安分,会带来一些危险,特别是在冬天。每年12月,拜科努尔气温很少高于零度,这让我的两个儿子不太好过。他们还小,不太清楚为什么他们和爸爸见面时,要隔着一大块玻璃。

但是,检疫是非常重要的疾病预防措施,我很支持医疗团队的做法。以前就有过教训,1968年阿波罗7号飞船执行其11天的任务时,船员们都患了重感冒,先是经验丰富的指令长沃利·斯基拉,接下来是新手宇航员瓦尔特·康宁汉姆和唐·埃斯利。如果有人携带病毒,飞船里其他人也会很快被病毒打垮,这是今天的飞船最大的缺点之一。船舱空间狭小,空气被循环利用,宇航员们洗拭机会少,与其他人频繁接触,整天脏兮兮的。我们花了很多精力确保飞船干净整洁,尽可能让它适宜工作和生活。这个任务从检疫期就开始了,早于火箭的发射。

问:发射这一天,您是怎么准备的?

答:虽然联盟号飞船每次发射的准确时间有所不同,但发射这一天的各项工作流程早就定下来了。每名乘员都要遵循相同的流程,严格按流程行事,每件事都要准时开始,准时停止。这是一个详尽得不可思议的流程,设计合理,留出了足够的缓冲时间,以免忙中出错。这个流程确保宇航员能安全抵达,穿好宇航服,做好乘大巴去发射塔的准备;确保宇航员们情绪稳定、放松、自信、跃跃欲试。下面是发射前各项活动的时刻表:07:55–08:05 起床,个人清洁(10分钟)08:05–08:15 体检(10分钟)08:15–09:15 特殊医疗操作(60分钟)09:15–09:35 淋浴(20分钟)09:35–09:40 微生物控制(5分钟)09:40–09:50 皮肤药物处理(10分钟)09:50–09:55 穿内衣(5分钟)09:55–10:05 前往宇航员旅馆(10分钟)10:05–10:35 进餐,入厕(30分钟)10:35–10:55 宇航员告别(20分钟)10:55–11:00 在船员室门上签名(5分钟)11:00–11:05 宗教仪式(5分钟)11:05–11:10 登上大巴车(5分钟)11:10 前往254楼(穿隼式宇航服)

上述列表中的十分钟体检项目和检疫期间我们每天早上的体检相同,包括体温、心跳、脉搏、血压等常规体征检查,以确保我们没有携带病毒或者感染疾病;另外要测体重,防止体重增加太多,体重的变化会改变飞船质心,影响飞行轨迹。为确保飞船精确运行,保障飞行安全,顺利抵达,必须精确计算质心位置,准确控制发动机。基地伙食好极了,分量也足,控制自己的体重没那么容易。幸运的是,我能够保持自己的70千克的体重不变。

这里我花几分钟时间描述一下列表上的“特殊医疗操作”。可能很多人不知道,火箭发射时大多数宇航员要穿成人纸尿裤,美国国家航空航天局喜欢把这玩意儿叫作最强吸收裤。这不是担心宇航员在发射时,由于坐在300吨的大烟花上而激动得尿了;主要是考虑到,在发射这天宇航员必须连续十个多小时穿宇航服,哪怕他们膀胱很“强壮”,他们也憋不了这么长时间的尿。

为避免飞船发射时有任何不适而分散宇航员的注意力,让宇航员的消化系统能在一两天内习惯微重力环境,在发射之前先要对宇航员进行灌肠处理。拜科努尔在这方面服务周到,提供两种灌肠方法供宇航员们选择,美国式和俄罗斯式。欧洲空间局、日本宇宙航空研究开发机构和加拿大航天局得努力开发自己的灌肠方法了。不过,这辈子我都没记住它们有什么区别;当时我也没多余的心思来认真挑选。从结果来看,俄罗斯式的灌肠方法还不错。

将身体内部清洗一遍后,还要再清洗身体外面。我们先用特殊的抗菌香皂洗澡,再用无菌毛巾擦干身体,保持赤裸状态,随后呼叫医生,他们会用特制的抗菌毛巾给你快速擦拭一遍,之后我们就能穿上无菌的白色长裤和长袖内衣了。要当宇航员,你得收起自己不必要的骄傲,配合团队的工作。浑身赤裸,由别人擦洗身体,这只是漫长的太空征程上很常见的一个小麻烦,除此以外,我们还有很多不得不做的事情,比如肠镜检查、内窥镜检查、无穷无尽的针等。

升空前的最后一餐通常是与本次任务的后备机组成员以及俄罗斯医疗团队一起吃的。这是个很好的放松机会,大家借此机会联络一下感情。传统上,这顿饭是早餐形式的,有鸡蛋、培根、牛奶荞麦粥、面包、火腿、奶酪、果酱和水果等,还有美味的俄罗斯茶大量供应。我吃了不少,毕竟接下来好几个小时没法吃东西。早饭后,我们参加了一个出发典礼。执行此次联盟号太空任务的宇航员和地面工作搭档们在一个房间见了面,大家相互敬酒,在场的还有本次任务的后备宇航员,以及各国航天部门的官员和代表。我也发表了祝酒词,预祝本次太空任务顺利完成,祝留在地面的家人和朋友健康幸福。唯一遗憾的是,几位宇航员马上要执行任务,只能喝水,不像其他人那样可以来点香槟或者伏特加。接下来宇航员和父母道别,这是留给我们的最后一点私人时间,很快我们就要走出房间,面对新闻媒体的镜头了。

拜科努尔有很多宇航传统。比如,宇航员离开这段时间居住的太空旅馆前往发射台之前,要在自己住过的房门上签字,这是今天要经历的第一个传统。这是非常值得纪念的时刻,能把自己的名字加在众多太空先驱的名字旁边,我感觉很自豪。接下来,在走廊尽头,我们接受了东正教神父的祝福。走下三层台阶后,我们来到宾馆门厅,这里正高声播放一首俄罗斯歌曲,来自В землянке乐队的《故乡的草原》,这首歌描述了宇航员对地球的热爱。歌曲旋律优美,朗朗上口,鼓舞人心,一听到这首歌,你会产生一股冲动,想马上爬进火箭前往太空。在出征时刻播放这首歌,也是一个颇受欢迎的传统。不过这个传统肯定不是源自1961年(译者注:这一年人类历史上第一个宇航员从拜科努尔前往太空),而是几年后才开始的。旅馆外面,家人和朋友们排队向我们挥手告别。从这里,我们乘坐半小时的大巴前往254楼,在这里我们穿上隼式宇航服,与妻儿隔着玻璃见最后一面。随后,我们走进大巴,前往发射台。你知道吗?Did you know?

关于俄罗斯隼式宇航服的一些小知识

隼式宇航服1973年面世,最初设计目标是在太空舱内穿戴,而非太空行走。

宇航服可以供应纯氧,在太空舱失去压强时能产生40千帕或27千帕的压强,撑起宇航服,维持5分钟左右,以保护宇航员。

每件宇航服都是根据宇航员的身材定做的。

只需要花两三分钟,宇航员就能穿好太空服。发射这一天,我们花了约10分钟时间,工程师们做了仔细检查,以确保每个部件都处于最完美状态。

宇航服的颈部有橡胶材质的密封圈,飞船返回地球,若在水面降落,它能保护宇航员。

宇航服只有10千克重。

宇航服通过在主开口处缠绕两个橡胶带,来达到密封效果。

穿上宇航服后,保持坐姿时感觉还不错,但是站起来时不太舒服,这就是宇航员们走向大巴时,看起来有点驼背的原因。

问:听说宇航员乘坐大巴到火箭之前,会向轮胎撒尿,是这样吗?

答:俄罗斯宇航员有很多奇特的传统,你说的就是其中的一项。前往火箭发射台前,途中大家会轮流向轮胎撒尿。不过,考虑到接下来几小时你都不得不待在火箭里,预先排便也就不算一个怪癖了。这个传统源自尤里·加加林,1961年他第一次前往太空时,在前往发射台的路上,他憋不住了,就往大巴的右后轮胎小便了一次。他没有想到,这个无意之举,形成一个宗教仪式般的独特传统,在接下来50多年内被宇航员们照搬。

问题是,已经到了现在这个阶段,升空前的准备工作已经完成得很好了,大家都穿着密封得很好的宇航服,完成这个传统不太方便。当汽车停下,让我们追随前辈时,我记得自己费了老大劲才脱下宇航服上的鞋带式扣件和橡胶密封圈,这可是一个小时前,工作人员带着防护面具、穿着无菌手套,极为细心地帮我们扣上的。

但是,能有机会最后一次排空膀胱里的存货,我还是很感激这一传统的。而且,我们即将出发的发射台,正是1961年4月12日加加林第一次离开地球时的发射台,这也让我颇为激动。你知道吗?Did you know?

发射前,俄罗斯宇航员们还会有哪些仪式行为:

前往莫斯科的红场,向尤里·加加林和谢尔盖·科罗廖夫(苏联火箭之父)献花。

在离开我们参加培训的星城,前往拜科努尔前,举行一个早餐仪式;根据俄罗斯传统,离开前每个人都要静坐一会儿。

到达拜科努尔后,在宇航员树林里种一棵树。

别观看火箭出事故的视频,这对要执行任务的宇航员不吉利。

把硬币放在铁轨上,让运送联盟号飞船的火车压扁硬币,这会带来好运。

在发射日的前两天,去理发。

发射之前的那个晚上,观看1969年的老电影《沙漠白日》。

请俄罗斯东正教神父祝福联盟号火箭。

飞船的指令长会选择一个吉祥物挂在仪表盘上,通常是一个可爱的小玩具。飞船到达轨道上时,它会是第一个由于失重而飘起来的物体。

问:联盟号飞船那么小,你们在里面应该很挤吧?

答:啊哈,确实如此,即使对我这样高1.73米重70千克的小个子来说,也算很挤了。你得长时间保持胎儿姿势,膝盖弯曲超过90度,真的很不舒服。这就是我们为这项伟大的飞行付出的小小代价。不过,一旦进入轨道,你就能解开索具,从座椅向外飘浮一点点,听上去没什么,但整个人舒服多了。

联盟号的返回舱比阿波罗飞船的指令舱都要小,更别说与美国国家航空航天局的航天飞机或者新猎户座飞船相比了。虽然很挤,但由于我们在模拟器里已经反复演练过,对飞船已经像家一样熟悉了。在飞船里我觉得还算习惯,空间的狭小对我影响不大。话虽如此,我还是很高兴此次飞行时间比较短,火箭发射后几个小时我们就能抵达国际空间站。有些宇航员在到达国际空间站之前,可能要在这个狭窄的飞船里待上两天时间。

问:联盟号的计算机运算能力怎么样?

答:我们所乘坐的飞船正式名称叫联盟载人运输M型飞船,相对之前有所升级,新型号2010年10月第一次启用,换下了36个老设备,进行了19项改进,升级了座椅、座舱的显示器、降落伞系统、软着陆喷气发动机和三维加速度仪。一个重要升级是去掉了重70千克的阿贡数字计算机,你没看错,确实是70千克。阿贡计算机很可靠,已经服役30多年了。但是,和美国登月计算机一样,阿贡计算机运算能力不强。联盟号的新计算机,中央计算机ЦВМ101型,性能比阿贡要高好几个数量级。不过,比起现在的智能手机,性能还是差很多。我们来看一下数据:

不过,联盟号除中央计算机外,还有终端计算机和处理邮件的专用计算机,不过计算机再多,也改变不了这一事实,那就是联盟号不需要太强的运算能力就能遨游太空。你知道吗?Did you know?

联盟号返回舱适宜不同体型的乘员,从高1.91米重95千克,到高1.3米重50千克的宇航员都能乘坐。

返回舱直径2.2米,容积3.5立方米。

除搭载三名宇航员,联盟号还能把约50千克的货物运回地球。

联盟号飞船总质量为7150千克,其中返回舱2950千克。

联盟号可以在轨道上停留210天,以休眠模式停靠在国际空间站上。

问:发射时,飞船的加速度是几倍的重力加速度?

答:每个火箭都有自己的加速特性,下面是联盟号载人运输船的加速度图,初看比较复杂。

为什么图上有三个峰值?进入太空需要消耗大量燃料来提供推力,这些燃料装在三个固体燃料罐里。每次燃料罐里的燃料烧完后,飞船就丢掉空燃料罐以减轻飞船重量,这样的火箭叫作三级火箭。升空时宇航员体验到的加速度值会随时间变化,这变化取决于哪一级火箭在推进,以及飞船烧掉燃料质量还剩多少。

从图上可以看到,最大加速度出现在第一阶段,此时四台一级助推火箭,以及二级火箭都在全力运行,产生900万马力的强大功率,加速度比一级方程式赛车还高。随着燃料的消耗,火箭质量减少,虽然推力不变,加速度会逐渐增加到接近4倍重力加速度。在如此强大的加速度下,我被越来越深地压进椅子中,胃部肌肉绷得很紧,感觉很神奇。我集中注意力,练习几个月来在离心机训练时学到的呼吸技能,同时极力抑制住因为兴奋想要大笑的冲动。

第一级火箭分离时,飞船剧烈晃动,加速度也迅速减小,我们感觉像是被朝前猛地扔出去一样。随后第二级火箭再发力,加速度缓缓回升,不过相对来说加速度略小。发射过程中,指令长的任务之一是切换摄像头,方便地面控制中心观察船员。当尤里切换摄像头时,加速度只有1.5伽,我很轻松地举起手臂,对着摄像头举起了大拇指。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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