空间站:航天员的生活有什么不同?
飞船与空间站的对接
首先一个难关就是飞船与空间站的对接。
听过咱们之前空间站系列内容的用户就会知道,这个难度要比火箭发射成功大得多,苏联就几次因为对接失败而放弃任务。而2020年11月,SpaceX的龙飞船和国际空间站对接也用了27个小时。中国在对接任务上此前并没有太多经验,但这次只用了6个半小时就完成了,说明我们已经熟练的掌握了这个环节。
航天员在空间站生活和工作得是否顺利,一个基础指标就是空间站的空间大小。
这次的天和号核心舱一共有110立方米,和一个套内面积40平米、房本面积50平米的房子是差不多大的,3个人要在这里一起生活3个月。听着好像空间不大,但我在下面放了一张中国空间站的内部图,感兴趣你可以看看。因为没有重力之后,人们可以更充分的利用高度,所以比我们想象中的50平米的房子要宽敞得多。想当初,天宫一号里航天员的活动空间只有15立方米,那才是真正的局促。
航天员的生活
在空间站里,航天员的生活是什么样的呢?接下来,我们从吃饭、睡觉和生病这三个方面举几个例子。
先说吃饭。
到现在为止,在很多人的脑中,航天员吃的就是牙膏一样挤出来的食物。实际上这只是六十年代太空争霸前期食物的状态,仅仅过了几年后,不同样式的食物就都上天了。这次,中国航天员据说有120种食品,八宝饭、咖喱、酱牛肉、莲子粥、墨鱼丸、黑椒牛柳、松仁玉米、鱼香肉丝、绿茶、苹果、香蕉、奶油浓汤、咖啡、冰淇淋,应有尽有。
不过虽说种类不少,但天上吃饭和地面吃饭还是有区别的——
首先,有些食物就不会考虑。比如黄豆这类食物,在消化过程中会产生大量气体,虽然空间站里也有空气过滤系统,但人的鼻子可是非常灵敏的,在密闭空间里航天员的排气量比较大的时候,空间站里就会有味道,更何况是这种消化过程中会产生大量气体的食物了。
其次,能量密度高的食物优先选。漂浮状态下人完成动作比较费劲,极端情况下,那种富含能量的牙膏状态的食物确实是吃一管儿热量就够了。所以在时间非常紧迫的节奏下,高热量食物确实比吃芹菜要方便太多。
另一个特点就是,需要选择尽量少产生碎屑,吃完以后也没有垃圾的食物。否则今后难以清理,还可能是事故隐患。所以像水果、饼干这样的东西,都做了进一步的处理,苹果其实是切成片的,饼干也是一口一个的。
再有就是,根据太空生活容易钙质流失的特点,加强了食物中的营养补充。估计到时候来一个空间站的吃播,准能火。为了缓解太空生活的单调,食物的颜色也比家常菜更鲜艳,味道上也普遍的更下饭。
说完了吃饭,咱们再说睡觉。
相比吃饭来说,航天员的睡觉和平常的习惯差距更大,甚至没有受过训练的人是不可能睡得着的。
如果你蹦过极,或者玩儿过海盗船,在往下坠的那几秒钟,就是航天员时时刻刻的感觉。我是受不了这种刺激,感觉四肢、臀部和躯干都分了家一样。航天员要挑战的就是在这种感觉下入睡。就算是经过几个月训练的航天员也反映说,有时候迷迷糊糊刚醒,突然就感觉自己的身体下方没有任何支撑在往下坠,这是非常恐怖的一种体验。
为了克服这些困难,航天员要钻进一个和舱体固定好的睡袋里,并且外层还有安全带似的东西把身体固定住,往舱壁的方向施压,让身体感受到力,这样才能减少下坠的恐惧。
接下来一个问题就是,空间站90分钟绕地球一圈,这就是空间站上的一昼夜,是地球上的1/16。虽然空间站可以根据需要完全遮挡住阳光,调整到全黑状态入睡,但问题是很多任务就是在一会儿黑、一会儿白的更替下完成的,人的生物节律已经被打乱了,等到轮到某个航天员睡觉的时候,他还未必真睡得着。
昼夜节律被打乱并不是小事,它涉及到脑中的各种激素和神经递质的分泌量,很多精神类疾病,比如抑郁症就和光照因素有关。所以在挑选航天员的时候,心理健康度和对压力的耐受度也是非常重要的考核指标。
更不为人知的可能是,航天员是会在宇宙中生病的。很多病在地面上只是小问题,上了天就会加重。
如果你仔细看了6月17日凌晨出发前媒体对3名航天员的采访就会发现,这3个人和一群记者之间隔着一层玻璃,实际上,他们3人正处于最高级别的医学隔离。目的是保证,起码在进入飞船之前没有其他额外的细菌和病毒。
航天员都是万里挑一的,身体健康都是顶呱呱,但上天之后还是会发生呼吸道感染、尿路感染和皮肤感染。
最著名的一次集体感染就是1968年美国阿波罗7号的任务,指令长在宇宙中把感冒传染给了另外2个人。
对成年人来说感冒就是鼻塞,但太空中由于缺少重力,所以鼻涕更不容易往外流,于是鼻子被堵的也就更加严重。那次任务的最后阶段,3名宇航员返程时病情依然没有缓解,进入大气层之前,他们甚至集体拒绝了地面的指令佩戴头盔,因为实在喘不过气。而进入大气层时,返回舱一旦失压,不穿戴完整的宇航服是会死亡的,但3人依然拒绝戴头盔,也足以说明太空中感冒有多难受。
在这一次的航天任务中,我们这3位航天员在起飞之前其实已经做了10天的最高等级的医学隔离,确保他们身上没有潜伏的病毒和潜在感染。
航天员的主要任务
在空间站度过的这3个月时间,航天员都要干什么呢?主要有三类任务:
一、运营和管理
第一类任务就是航天器的运营和管理。空间站相当于新搬家,之前装箱的物品搬到新家后要逐一落位才行,而且空间站和地面住宅还有更大的区别。
比如在这次官方公布的照片中,3位航天员进到核心舱后的那张合影,背景里还有很多打包的整整齐齐的货物,看着跟618来的快递一直没拆一样。这部分其实是五月底天舟二号给空间站运送来的第一批补给,一共160多箱,总质量大约7吨。只要想想,在没有重力的情况下,要按各种动作规范拆7吨的快递,你就知道航天员要有多忙了。
此外,他们3人还要作为第一批吃螃蟹的人测试生命维持系统,测试水循环系统、合成气体过滤系统,二氧化碳的处理,测试运动器械,测试机械手臂能不能正常运转。如果有问题,要和地面沟通修理,为后面几批航天员顺利的生活和科研打好基础。
二、安装各种仪器
第二类任务就是为之后的科研任务组装设备。比如说,把太空种植的那个栽培室安装好,把微重力实验柜固定位置,通电,联网,舱内搭建好WiFi信号。甚至还有出舱任务,一共有2次。这些任务都是因为过于复杂和精细,不能靠程序指挥机械臂完成的,比如安装全景摄像机、组装舱外工作箱等等。
三、健康管理
第三类任务就是航天员自己的生活和健康了。在微重力环境下,人的肌肉会萎缩,骨骼钙质会流失,唯一办法就是通过一定强度的运动给身体压力信号,所以每天的大量运动和定期的健康评估都是少不了的。再有就是要适应全新环境下的吃喝拉撒睡了。
所以,这3名航天员之后90天的生活,基本就处于每天从早忙到晚的状态,几乎没有什么放空发呆的时间。
这三类任务中,第一类的详细信息我们不会知道太多,这些航天任务的细节首先是比较机密的,其次是过于细节,普通人甚至都听不懂里面谈到的名词指的是哪些部件。第二类任务大部分我们也不会听说,但两次出舱一定会被密集报道的,因为这是比较有难度,也是风险比较高的挑战。第三类任务反而是在之后3个月里,我们最常看到的细节部分,也就是航天员的日常生活的细节。今天的参考,我们就是围绕第三点说的。
在接下来,我会继续关注出舱的报道和太空实验的细节。
好,今天的内容就是这样。我是卓克,我们明天再见。