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如何在太空生活:我們從國際空間站學到了什麼?

http://finance.sina.com   2020年11月10日 17:41   北京新浪網

  新浪科技訊 北京時間11月11日消息,11月2日是第一批宇航員登上國際空間站(ISS) 20週年的紀念日。從那時起,這座近地軌道上運行的人造設施就一直有人類居住。

  在太空環境下連續運行20年,使國際空間站成爲了解地球以外人類如何生活的理想“自然實驗室”。這是一項由25個空間機構和組織之間的合作成果,截至目前,國際空間站已經接待了241名宇航員和來自19個國家的少數遊客,這些人在所有去過太空的人當中約佔43%。

  人類的雄心壯志並不止於空間站,在不久的將來,我們或許能見證月球和火星任務的實施。而在此之前,瞭解人類需要做哪些準備,才能在遙遠、危險和封閉的環境中正常生活是很重要的。在太空深處,沒有回家的捷徑。

  軌道居住地簡史

小說作品中最早出現的虛構空間站——磚月。小說作品中最早出現的虛構空間站——磚月。

  在美國作家愛德華·埃弗雷特·希爾(Edward Everett Hale)於1869年發表的小說《磚月》(Brick Moon)中,第一次出現了虛構的空間站。在這個直徑60米、由磚砌成的磚月內部,具有13個球形的生活艙。

  1929年,赫爾曼·諾登(Hermann Noordung)提出了環狀空間站的理論,這種空間站可以通過旋轉來創造“人工”重力。20世紀50年代,火箭科學家韋恩赫爾·馮·布勞恩(Wernher von Braun)支持了旋輪空間站的想法,1968年的經典電影《2001太空漫遊》中所出現的空間站便是這樣的設計。

  不過,真正的空間站不是球體,也不是旋轉的圓輪,而是圓柱體。第一個空間站是蘇聯在1971年的“禮炮1號”(Salyut 1),接下來的十年中,“禮炮號”計劃又陸續建立了6個空間站。1973年,美國發射了第一個空間站“天空實驗室”(Skylab)。所有這些空間站都是管狀結構。

完全組裝好的國際空間站。完全組裝好的國際空間站。

  蘇聯在1986年發射的和平號(Mir)空間站是第一個以核心模塊建造的空間站,後來又添加了許多功能模塊。1998年,當國際空間站的第一個模塊發射時,和平號空間站還在軌道上。2001年,和平號在廢棄後,受控墜落大氣層並解體。存留下來的部分可能沉到了5000米深的太平洋海底。

  國際空間站現在由16個模塊組成:4個俄羅斯模塊、9個美國模塊、2個日本模塊和1個歐洲模塊。它的內部面積相當於一棟五間臥室的房子,有6名常規機組人員,每次工作6個月。

  適應太空生活

  蘇聯的尤里·加加林(Yuri Gagarin)在1961年進行了環繞地球的飛行,證明人類可以在太空中生存。當然,長時間生活在太空中是另一回事。

  目前的空間站不會旋轉,也不能提供重力。在空間站裏沒有高低之分。如果你放開一個物體,它就會飄走。宇航員們每天的活動,如飲水或洗漱等,都需要事先計劃。

  空間站內安裝了許多充當“重力”點的工具,以扶手、帶子、夾子和尼龍搭扣的形式來保護人和物體,使其固定而不飄走。

  爲了幫助宇航員確定方位,在俄羅斯模塊中,面向地球的表面(“向下”)設計成了橄欖綠色,而背向地球的牆壁和表面(“向上”)則是米色的。顏色在其他方面也很重要。例如,美國的“天空實驗室”就十分缺乏色彩,以至於宇航員們經常盯着用於校準攝像機的彩色卡片,以打破單調的氛圍。

  在電影中,空間站通常是整潔乾淨的,但現實卻並非如此。國際空間站也會有臭味,嘈雜、髒亂,充斥着脫落的皮膚細胞和碎屑。這就像一個可怕的合租房,只不過你不能離開,必須一直工作;而且沒有人能睡個好覺。

2016年,宇航員裏克·馬斯特拉基奧從穹頂艙俯瞰地球。2016年,宇航員裏克·馬斯特拉基奧從穹頂艙俯瞰地球。

  不過,空間站生活也有一些好處。穹頂艙是歐洲空間局建造的國際空間站觀察臺組件。在那裏,你會看到可能是人類所能看到的最美好的景象:空間站經過地球時的180度全景圖。

  “迷你世界中的迷你社會”

  宇航員們用各種各樣的物品來表示他們在這個“迷你世界”——1972年的一份報告中以此來形容國際空間站——中的身份。未被使用的牆壁空間就像我們家裏的冰箱門一樣,被個人和團體意義上的物品所覆蓋。

  在俄羅斯部分的星辰號(Zvezda)服務艙,東正教的聖像和康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基和加加林等太空英雄的照片營造出一種歷史的歸屬感,以及與故鄉的聯繫。

  食物在人際關係中扮演着重要的角色。分享食物、慶祝節日和生日的儀式有助於在不同國家和文化背景的宇航員之間建立友情。

  不過,太空生活也不是一帆風順的。2009年,廁所曾一度成爲國際衝突的根源之一,當時的決定意味着俄羅斯機組人員被禁止使用美國的廁所和運動設備。

  在這個“迷你社會”中,技術不僅僅與功能有關,還在社會凝聚力方面發揮着作用。

  未來的太空生活

  國際空間站的運營成本非常昂貴。僅美國國家航空航天局一年的花費就高達30億到40億美元,而在許多人看來,這並不值得。如果沒有更多的商業投資,國際空間站可能會在2028年脫離近地軌道,墜入大氣層並在海底與和平號空間站會合。

  空間站的下一個發展階段很可能發生在繞月球的軌道上。“月球門戶”(Lunar Gateway)項目是由美國國家航空航天局領導的一組太空機構計劃,其規模將小於國際空間站。機組人員每次將在空間站上生活一個月。

  “月球門戶”的模塊以國際空間站的設計爲基礎,將在未來十年發射到月球軌道。在初步設計中,“月球門戶”有4個可擴展的乘員艙,在給予宇航員更多空間的同時,他們睡覺、鍛鍊、上廁所和吃飯的地方之間距離更近。

  國際空間站的工作人員很喜歡即興的視覺表現,在未來的太空居住地中,希望宇航員們也能經常向我們展示類似的太空生活場景。

  在一些國家的流行文化中,國際空間站已經變成了聖誕老人的雪橇。近年來,越來越多的父母會在平安夜時帶孩子到戶外,觀看從頭頂飛過的國際空間站。

  國際空間站塑造了20世紀和21世紀的太空文化,象徵着冷戰後的國際合作。對於如何在太空生活,國際空間站還有很多東西要教給我們。(任天)

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