NASA宇航員在太空的340天

2021年07月17日11:47

原標題:NASA宇航員在太空的340天

斯科特·凱利(Scott Kelly)是一名NASA宇航員,同時也是NASA火星計劃中頗具野心的任務之一——雙胞胎實驗計劃的參與者。按照計劃,他要在國際空間站連續生活340天,而他的雙胞胎哥哥、宇航員馬克(Mark)則留在地球上。科學家們希望通過對比他們兩人的身體變化,進一步瞭解太空生活對人體的影響。然而每一次出征,都是一場冒險。不僅有高能量的宇宙射線對身體健康造成傷害,太空的寂寞與孤獨也讓人感到難捱——“一年的時間相當漫長。在前六個月裡的太空生活中,那種感覺就像我會在國際空間站上度過我的一生。”

在《我在太空的一年》一書中,斯科特回顧了自己從一個默默無聞的少年,成長為航天英雄的傳奇曆程,真實記錄了宇航員在未知的世界中看到的景觀和可能面對的風險——長期太空飛行有哪些艱難挑戰?宇宙輻射會對人體產生怎樣不可逆轉的影響嗎?面臨與太空垃圾相撞的災難性風險,宇航員該怎麼辦?與所愛之人相隔千里,遠離地球的安逸生活,究竟是為了什麼?

宇航員都是具有犧牲精神的勇士,他在太空中流浪,像魯濱孫一樣,克服一次次的孤獨和困難,“少年時代的冒險精神依然伴隨著我。每一次冒險後,我都能重新呼吸,每一次陷入困境後,我都能活下去”。

《我在太空的一年》;斯科特·凱利(美)/瑪格麗特·拉紮勒斯·迪安(美)著,鄭永春 / 門雪潔(譯);中信出版集團

經出版社授權,本文摘錄其中若干章節。斯科特的故事讓我們看到了人類的意誌和勇氣,還有銀河係數不勝數的壯美奇蹟。

漫步太空

人類幾乎在剛剛進入太空時,就決定爬出飛船。一部分原因是為了實現一個人獨自飄浮在浩瀚宇宙中的幻想,除了一條連接他和飛船的安全索之外,什麼都沒有。而且,太空行走也是科學探索的必要條件。從一個航天器轉移到另一個航天器的能力,探索行星體的表面或(特別是與國際空間站有關的)在航天器外部進行維護、修理或組裝的能力——所有這些,對長期太空旅行都至關重要。

第一次太空行走,是在1965年由蘇聯宇航員阿列克謝·阿爾希波維奇·列昂諾夫進行的。他打開了上升號飛船的艙門,飄浮在一條安全索上,並向莫斯科報告說:“地球絕對是圓的。”這可能會讓世界各地認為地球是扁平的人感到沮喪。這是蘇聯太空計劃的勝利時刻,但12分鐘後,阿列克謝·阿克希波維奇發現自己無法通過艙門返回。由於故障或設計不良,他的宇航服已經膨脹到無法通過狹窄的艙門;他不得不將一些寶貴的空氣從宇航服中釋放出來,才能掙紮著回到飛船里。這樣做使宇航服內的壓力大大降低,他幾乎要昏過去了。這對太空行走的歷史來說,並不是一個好的開始。但從那時起,已經有200多人成功地穿著宇航服,飄浮在黑暗的太空中。

斯科特·凱利(右)和雙胞胎哥哥馬克(左)    資料圖
斯科特·凱利(右)和雙胞胎哥哥馬克(左) 資料圖

雖然太空行走的部分挑戰現在變得更容易了,但它們仍然充滿危險。就在幾年前,宇航員盧卡·帕米塔諾在艙外時頭盔開始充水,引起了對宇航員在太空中可能溺水的恐懼。太空行走比我們在軌道上的任何其他時間都要危險得多,因為這中間有那麼多的變量,那麼多的設備可能會失敗,程式也會出錯。在太空中,我們太脆弱了。

作為航天飛機的飛行員和指揮官,我還從來沒有機會進行過太空行走。在那些宇航員花幾百個小時進行太空行走所必需的訓練時,我正在練習駕駛飛機和下達指令。在航天飛機時代的大部分時間里,我們這些被指定為飛行員的人知道,由於這種任務分工,我們將永遠沒有機會穿上宇航服飄浮在宇宙中。一艘航天飛機可以安全地帶回一名失蹤或受傷的任務專家,但如果飛行員或指揮官失蹤,則會帶來更多的問題。但現在,我們正處於另一個太空飛行時代,國際空間站的這次任務,給了我一個機會。

出艙需要大量的準備時間。我們儘可能提前計劃將要做的事情,並按照一定順序去做,以最大限度地減少問題,最大限度地提高效率和業績。我們準備好宇航服,檢查並複核所有可以讓我們在真空中生存的裝備,並整理和準備將要使用的工具——專為在失重環境下戴的笨拙手套而定製的工具。

當月亮在遠處遙望時,國際空間站巨大的太陽能電池板,在黑暗中似乎熠熠生輝。 本圖源於《我在太空的一年》,中信出版集團,2019
當月亮在遠處遙望時,國際空間站巨大的太陽能電池板,在黑暗中似乎熠熠生輝。 本圖源於《我在太空的一年》,中信出版集團,2019

早上5點半,我就起床了,一整天都趕在任務的時間軸之前完成工作。我穿上了一件尿布和在宇航服下身穿的液體製冷服,就像連接到宇航服的內置空調的長內衣。接著,我吃了一頓簡單的早餐,前一天晚上,為了節省時間,我已經做好了早餐。然後到氣閘艙開始穿衣服,目標是儘量早點離開氣閘艙。我的人生哲學就是,對複雜的工作,如果你沒有提前安排,就已經落後了。

我和謝爾吸了一小時的純氧,以減少血液中的氮含量,這樣我們才不會患上減壓症。龜美也是這次太空行走的艙內工作人員,負責幫助我們穿戴宇航服,管理呼吸氧氣的程式,控制氣閘艙及其系統。他的任務可以列出一個有幾百個步驟的清單,看起來可能很平凡,但他的工作對我和謝爾來說是至關重要的。宇航員是不可能在沒有別人的幫助下穿脫宇航服的。哪怕龜美也犯了最小的錯誤——比如說,幫我把靴子穿錯了——我可能會死得很慘。我的宇航服包括一個維持氧氣流動的生命維持系統,呼出的二氧化碳會被清除掉,並讓冷水流過覆蓋身體的管道,這樣身上才不至於過熱。雖然是在失重的環境中,但這套衣服仍然有質量。它又僵硬又笨重,很難移動。

斯科特·凱利在國際空間站中。NASA圖
斯科特·凱利在國際空間站中。NASA圖

我鑽到宇航服褲子裡,龜美也幫我把上半身塞進去。我的肩膀幾乎就要脫臼了,胳膊肘彎曲,我把胳膊伸進袖子裡,把頭伸進了頸環。龜美也把我的液體冷卻服連在一起,然後把褲子密封好,每一件衣服之間的連接都至關重要。最後一步是戴上頭盔。我的面罩上安裝了菲涅爾透鏡來矯正我的視力,所以我不用戴眼鏡或隱形眼鏡。因為眼鏡可能會滑落,尤其是當我用力或出汗時,而且戴著頭盔時,我也沒有辦法調整眼鏡。隱形眼鏡是一種選擇,但他們不同意我戴。

穿好宇航服後,龜美也就把我們放進了氣閘艙——先是我,然後是謝爾——讓我們為之後的出艙保存能量。我們飄浮著,等待空氣被從氣閘中抽回到空間站。空氣是一種寶貴的資源,所以我們不喜歡把它排到太空裡。

特蕾西的聲音打破了沉默:“好了,夥計們,在斯科特的帶領下,開始移動到你們各自的工作地點。”

她說“移動”的意思是,我們沿著空間站外面的軌道用手一點一點移動自己。在地球上,走路是用腳來完成的;在太空中,特別是在空間站外,移動則是用手來完成的。這就是我們的宇航服手套如此重要的原因之一。

“收到。”我告訴特蕾西。

我移動到自己的第一個工作地點,在空間站巨大桁架的右邊,我會偶爾回頭看看自己的安全索怎麼樣了,並確保它不會被任何東西勾住。起初,我覺得自己像是在地板上雙手交替地爬行著。我立刻震驚於空間站外部的損傷,微流星體和太空碎片已經“攻擊”了它15年,製造了很多小坑和擦痕,以及完全穿過扶手的洞,劃出鋸齒狀的邊緣。這有點令人擔憂,特別是我和那些太空碎片之間只隔了幾層宇航服。

人們在空間站外,顯然是一種不符合自然規律的行為。我並非害怕,我想這證明了我們的訓練成果,還可以看出能力的高低。如果花點時間思考一下自己在做什麼,我可能會完全崩潰。當太陽出來的時候,我可以感覺到它的熱度。45分鐘後,太陽落下,我可以感覺到徹骨的寒冷。氣溫從270華氏度a降到負270華氏度只用了幾分鐘的時間。我們的手套上有加熱器可以防止手指被凍僵,但我們的腳趾上就什麼都沒有了。(幸運的是,我的腳指甲幾週之前痊癒了,沒有任何妨礙,否則將更不舒服。)

地球的色彩和輝煌向四面八方蔓延開來,令人吃驚。我已經無數次從航天器的窗口看到地球,但是,從宇宙飛船內部透過多層防彈玻璃看到的地球,與在飛船外面看到的地球相比,就像從車窗里看到的山峰與攀登時的山峰之間的區別一樣。我的臉幾乎被薄薄的塑料頭盔壓得喘不過氣來,我的視野似乎向四面八方伸展開來。我看到了令人驚歎的藍色、雲朵的紋理、地球上各種各樣的景觀還有地平線上閃閃發光的大氣層,這層纖弱的薄片使地球上的所有生命成為可能。在宇宙中,除了黑色的真空外,別無其他。我想對謝爾說點什麼,但是我又想不出該說些什麼。

我們有時會看到令人難以置信的極光。  本圖源於《我在太空的一年》,中信出版集團,2019
我們有時會看到令人難以置信的極光。 本圖源於《我在太空的一年》,中信出版集團,2019

我的第一個任務,是從主要的總線開關單元中拆除絕緣材料,這是一個巨大的斷路器,可以將太陽能電池板中的電力分配到下遊設備。完成這個工作通常需要進行太空行走,但我們正在嚐試用機械臂來做更多的工作。這樣一來,用主機械臂就可以將其拆除了。

謝爾的第一個任務,是為阿爾法磁譜儀鋪上熱毯。這是一個粒子物理實驗,它發回的數據可能會改變我們對宇宙的理解,但如果想讓它繼續工作,就要保護它不受太陽的影響,以免過熱。這台磁譜儀是2011年“奮進號”航天飛機最後一次飛行時送到空間站的,那次飛行是我哥哥指揮的。5年前,我們誰都沒有想到,我將會主導一次延長磁譜儀的壽命的太空行走。

最近幾年,哈勃太空望遠鏡和其他儀器,如阿爾法磁譜儀,已經改變了我們對宇宙的認識。我們一直認為,我們可以觀察到的恒星和其他物質——平均各有1000億顆恒星的2000億個星系——構成了所有存在的物質。但現在我們知道,宇宙中只有不到5%的物質是可以被人們觀察到的。尋找暗能量和暗物質(剩下的東西)是天體物理學的下一個挑戰,阿爾法磁譜儀正在尋找它們。

1999年聖誕節,我第一次執行太空飛行任務,我們維修了哈勃太空望遠鏡,使其得以繼續探索宇宙。 本圖源於《我在太空的一年》,中信出版集團,2019

對太空行走來說,從主要公共單元上拆卸和裝載絕緣材料,是一項相對簡單的任務。但是在失重環境下做這些工作,比你想像的要困難得多——就像你要往釘在天花板上的行李箱里裝東西。即使是在太空中進行簡單的工作,也需要集中精力,這與將一架F-14戰鬥機降落在航空母艦上,或航天飛機著陸時所需要的專注是相似的。但在這種情況下,我必須整天保持這種專注,而不是僅僅幾分鐘。

今天要記住的三件最重要的事情是:安全索、任務和時間表,我要時刻關注安全索,看它是否連接在空間站上。沒有什麼比我繼續活下去更重要了。在這期間,我必須把注意力集中在手頭的任務上,並恰當地完成它。從長遠來看,我必須考慮太空行走的總體時間表,以便最大限度地利用宇航服里有限的資源和我們自身的能量。

當我清理完絕緣材料並把它塞進一個袋子裡時,我得到了來自地面的祝賀,因為我的工作做得很出色。幾個小時以來,我第一次深呼吸,盡我所能在僵硬的宇航服里伸展,環顧四周。這在平常正好是一個午餐休息的時機,但這並不在今天的日程上。我可以用頭盔里的吸管喝點水,僅此而已。我正在享受美好的時光,而且仍然精力充沛。我對自己說,我們能完成這次太空行走。但隨著時間的推移,我們發現這是一種錯誤的自信。

2015年10月23日,帕特里夏颶風逼近墨西哥西海岸,這是有人類資料記錄以來最強的颶風。 本圖源於《我在太空的一年》,中信出版集團,2019

我的下一項任務,是維修機械臂的末端效應器——“手”。沒有它,我們就無法捕捉以及將運送食物和其他必需品的來訪航天器帶到美國艙一側。一旦我停下腳步,就會意識到自己有多麼幸運:我沒有像其他太空漫步者那樣,面對國際空間站(就像謝爾現在這樣),而是面向地球。工作時,我可以一直盯著腳下迷人的景色,而不是在這十分寶貴的自由時刻,轉過身偷偷看一眼。我覺得自己像“鐵達尼號號”的萊昂納多·迪卡普里奧,我是世界之王。

除了地球之外,我最喜歡欣賞的風景之一,銀河系。  本圖源於《我在太空的一年》,中信出版集團,2019
除了地球之外,我最喜歡欣賞的風景之一,銀河系。 本圖源於《我在太空的一年》,中信出版集團,2019

在為這次任務做準備時,我用同一種末端效應器的模型進行模擬練習,使用的工具也與在太空中要用的一樣。而且練習時,我也戴了宇航服手套。但這些練習經驗與太空中的實際操作還是大相逕庭。現在,我、油槍和潤滑油都飄浮在太空中,太陽每隔90分鐘就會升起和落下,而地球正在我腳下旋轉,莊嚴雄偉。我所使用的這種油槍設計精良,就像五金店買的油槍的高級版本,但尷尬的是,我要帶著增壓宇航服的肥大手套來用它。幾個小時以來,我揮舞著這個笨重的手套,就像一個5歲小孩用手指抹油漆一樣。油到處都是。小小的潤滑油從槍上跳下來,好像他們有自己的意誌去探索宇宙。一些潤滑油向我飄來,這可能會造成嚴重的問題;如果潤滑油落在頭盔的面板上,我可能就看不到回去的路了。這項任務比原計劃的時間要長得多。很快,我的雙手就開始疼痛,開始覺得可能無法移動它們。在這次太空行走所有令人疲憊的事情中,操作手套所付出的努力,是迄今為止最糟糕的,它把我的指關節磨得很粗糙,還讓我的肌肉過度疲勞,但我還有很多事情要做。我和龜美也一起工作,因為他能精確地操縱機械臂,以便把它放在我需要的地方。我把潤滑油放在一個長線工具的末端,然後把它插入末端效應器黑暗的孔洞里。我看不到裡面的東西,只能希望潤滑油能塗抹在正確的地方,就像我盲目地感覺到的一樣。

這個任務耗時太久了,我知道我完不成預定的其他任務了。謝爾也移動了很遠,他鋪設的電纜能讓以後來訪的飛船與我們對接。事實證明,這些電纜和我的油槍一樣不好操作。我們已經工作了6個半小時,打算結束這一天的工作,回到氣閘艙。儘管我們宇航服里的消耗品還可以再用幾個小時,但我們必須為可能出現的意外留出應對的時間。

國際空間站上的日出  本圖源於《我在太空的一年》,中信出版集團,2019
國際空間站上的日出 本圖源於《我在太空的一年》,中信出版集團,2019

太空行走中面臨的最困難的問題是:我和謝爾必須回到氣閘艙。謝爾先走,他穿著笨重的宇航服穿過了艙門,沒有被任何東西勾住。一進艙,他就繫上了安全索。我解開他仍然連在空間站外部的安全索,然後把安全索系到自己身上。接著,解開我自己身上的安全索。我把腿放在頭上,然後翻轉到艙里,所以,我將面對艙門關閉它。

我倆都回到艙內時,我們都呼吸困難。關閉艙門——這絕對是高強度的——要比打開艙門難得多。因為太空行走的疲勞造成了能量損耗,我手上的力氣已經完全耗盡了。

第一步是關閉外部保溫蓋,就像大多數暴露在強光下的設備一樣,這個艙門已經被太陽嚴重損壞。這個土豆片形狀的蓋子已經不容易關上了,而且需要多種技巧,才能安全地關上它。隨著艙蓋的關閉,我們該重新連接空間站系統,通過空間站將氧氣、水和電力輸送到宇航服上,而不再消耗宇航服里的能量。這也不是一項簡單的任務,但幾分鐘後,我們設法讓它們恰當地連接起來。

儘管疲憊不堪,但我還是想辦法把艙門安全地關閉並鎖好。空氣在我們周圍嘶嘶作響,回到艙內的一系列工作,讓我和謝爾的呼吸仍然很睏難。我們大約等了15分鐘,做了一些泄漏檢查,確保當氣閘艙的壓力恢復到空間站壓力水平時,艙門也已正確關閉。在等待時,我掙紮著把耳朵壓在一個嵌入我頭盔的墊子上,然後吹氣(這個瓦爾薩瓦動作是為了模擬我們捂起鼻子的效果)。完成這個動作,需要的力量比我預想的更多,之後我發現,在這個過程中,我的眼睛里有些血管破裂了。

我們已經穿了11個小時的宇航服了。

降落傘打開後,我們安全飄落到了地球上。  本圖源於《我在太空的一年》,中信出版集團,2019
降落傘打開後,我們安全飄落到了地球上。 本圖源於《我在太空的一年》,中信出版集團,2019

在壓耳朵過程中的某個時刻,我們失去了與地面之間的通訊。我們知道,這意味著至少有一段時間我們不用在NASA電視台露面了,而且可以說,我們喜歡這樣。

“真他媽的瘋了!”我說。

“是的,”謝爾也同意,“我累死了”

我們都知道,在9天之內,我們還要進行一次太空行走。

當艙門打開,我們看到了龜美也的笑臉,知道這一切快結束了。龜美也和奧列格仔細檢查了我們的手套並拍了很多照片傳送到地面上。手套是我們套裝中最脆弱的部分,容易劃傷和磨損,地面上的手套專家希望儘可能多地瞭解今天手套的情況。在宇航服仍處於加壓狀態時,任何漏洞都更容易看到。

準備脫下宇航服時,龜美也會先幫我們脫下頭盔,這在某種程度上是一種解脫。但是,我們會失去更乾淨的空氣:宇航服里的二氧化碳過濾器,比空間站上的西德拉做得好。在地球上,想脫下宇航服是很睏難的,但是我們也有重力的優勢,可以把我們的身體向下拉到地面上。但在太空中,我和宇航服在一起飄浮著,所以,我要龜美也抓住衣服的袖子,同時用他的腿用力拉著褲子向另一個方向拽。從堅硬的宇航服中擠出來時,讓我想起了一匹正在分娩的馬。

2016年3月2日,我們的“聯盟號”飛船返回地球。 本圖源於《我在太空的一年》,中信出版集團,2019

一旦脫離了宇航服,我立刻意識到穿上它是多麼令人疲憊,更不用說我們還穿著它工作了一整天。我和謝爾去了多功能永久貨艙,在那裡,我們脫掉長長的內衣,處理用過的尿布和生物醫學傳感器。我們快速“淋浴”(用濕巾擦拭身上的汗,然後用毛巾擦乾),然後在14小時內第一次吃東西。我打電話給艾米蔻,告訴她我的進展——雖然她從任務控制中心看到了整個過程,但我知道,她在等著聽我的感受。比起這次任務的其他部分,她太擔心這次太空行走了。

“嘿,”她一拿起電話,我就說,“我不知道該怎麼形容。這真他媽的瘋狂。”

“我為你感到驕傲,”她說,“看得我很緊張。”

“這對你來說很緊張嗎?”我開玩笑說,雖然我明白她的意思。從休斯敦時間早上三點開始,她就一直在任務控制中心,直到我安全地回到空間站裡面之後,她才開始吃東西,期間甚至沒有上過廁所。

她說:“這比看你發射更緊張。至少那時候,我有機會和你說再見。我知道,如果今天出了什麼差錯,那我就有7個月見不到你了。”

她告訴我,她特別激動,因為在我做了這麼多年的宇航員之後,我終於有機會進行一次太空行走,她說,NASA的每個人都感受到了這種熱情。

“我累壞了,”我說,“我不確定我是否願意再做一次。”我告訴她,這絕對是“第二種”樂趣,做完了才會感到很高興。但我知道,在我們下一次太空行走之前,我已經準備好再次出發了。在掛斷電話之前,我告訴她,我愛她。

人們幫我走出了返回艙。NASA圖
人們幫我走出了返回艙。NASA圖

那天晚上,我們到俄羅斯艙段參加了一個小小的慶祝活動。成功的太空行走是一個值得慶祝的事件,還有假期、生日、宇航員的到來和離開,這些都需要特殊的晚餐。但這次的活動很短暫,因為謝爾和我都累了。吃飯時,我們聊著這一天,什麼方面進展順利,什麼方面讓我們驚訝,什麼方面下次再做可能會不這樣做。我告訴謝爾,他的工作相當出色,因為我知道,他仍然在努力忘記那個錯誤的開關動作。他知道我不會無緣無故地表揚他,所以,我希望他能在這一天結束時感到自己做得很好。我再次告訴龜美也,作為這次任務的四號宇航員,他做得很好。我再次感謝俄羅斯同伴的幫助。在這樣的日子裡,很明顯,這個團隊可以真正團結在一起,這是我經曆過的最艱難的一天后所得到的回報之一。

在我們互道晚安後,我滑進睡袋,關掉燈,試著睡覺。從明天開始,謝爾、龜美也和奧列格將在太空中度過100天。在準備第二次太空行走之前,謝爾和我將有一些時間的恢復。這次的工作將會更加複雜,而且對身體的要求更高。但現在,我可以休息了。今年最大的難關之一,現在已經過去了。

關注我們Facebook專頁
    相關新聞
      更多瀏覽