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世界科技全景百卷书: 宇航员的生活
成为航天员有条件 直到60年代初，有关空间的知识，人们知道得还是很少很少。例如，没有人知道空间环境对人体器官会产生怎样的影响，没有人知道人的头脑在空间能否清醒思考，能否控制自身情绪并采取正确行动，也没有人知道人体能否经得住超重和失重。 针对这些问题，科学家们为航天员的训练，安排了广泛的科目。航天员的候选者必须有很大的保险系数。 训练试验奇特而又非常严格，特别是对人体的前庭器官，只有试验中前庭器官稳定而不混乱的人才有可能成为航天员。试验中，要求接受训练的学员自旋转、振动以及坐在离心机中推动并突然停止，还要求你闭上眼睛转动脑袋。你的身体围绕着轴旋转并倾斜着倒下来，你有着一种从吊环中抛出去的感觉。试验中似有人抓住你使你摆动，蒙着你的眼睛振动达16分钟。大约有三分之二的候选者，在振动两分钟后就吃不消而要求停止试验，不想当航天员了。这仅是持续数年训练的第一次试验的一个科目。 不论是前苏联或美国，航天员候选人是在有熟练飞行经验的空军驾驶员中挑选的。美国规定，空军驾驶员必须具有1500小时空中飞行经验者才有机会候选。到1959年4月，美国从508名候选者中只挑中7名接受航天训练，要求是极为严格的。在空中飞行小时的规定上，前苏联没有美国规定那么高，通常在200飞行小时以上即可。例如，第一个飞向太空的尤里·加加林，作为航天预备队员接受训练时，只具有250小时的飞行经验。 随着空间技术的改进，对航天员的医学要求和航天员的训练方法也发生了变化。例如，当前苏联的联盟号载人宇宙飞船试验成功后，就不再需要在离心机上进行重力加速度载荷试验；大大减少了返回舱再入大气层经受加速度过载训练；核心舱的训练也放弃了，因为联盟号载人飞船在轨道飞行和返回时有着很舒适的环境。 第一批航天员训练时，还必须单独在与外界完全隔绝的隔离舱室内生活若干日子，试验的目的是要确定一旦和地面失去无线电联系时航天员的心理稳定性，后来这个试验也取消了，因为单人独飞的航天时代过去了。 现在，良好的体力和健康的身体仍是选择航天员的主要条件，但在医学上的条件没有过去那么严格。例如，轻度的视力毛病不会成为候选航天员的障碍。航天员康斯坦丁·菲亚克梯斯托夫和阿列克塞·古巴列夫在航天飞行时就戴着眼镜。任何医学上健康的人都能承受飞行和加速度过载。当然，也并不是所有人能完成空间飞行，即使在遥远的未来，患有心脏病的人要想进入空间旅行仍将是非常困难的。 但是，航天员在轨道飞行的职责在不断扩大，必须进行的科学、技术和医学实验项目越来越多，工作范围的广阔使得挑选航天员的条件也有所变化。航天员必须具有多个领域的知识。这会变得越来越重要。 前苏联在挑选首批航天员时，还有一些其他的严格条件，例如，必须有很好的体形，体重不超过75千克，身高不超过1米75，这是由当时的东方号宇宙飞船的结构条件决定了的，现在这种条件不会再起作用了。 妇女飞向太空是不容易的。第一个女航天员太空飞行的实践和发现，使专家们作出结论：倘若妇女进行特殊课程训练，她们同样能承受航天环境。因此，不论性别，妇女和男人一样，也可以飞向太空，并在那里进行工作。 现今的宇宙飞船和航天站，装备着各种计算机和精密仪器设备，妇女一般较细心、有耐心，操纵这些设备更胜任和得心应手，而艰难一些的手工操作由男人完成更合适。专家们认为，今后应该由男、女混合构成航天乘务组。 太空挑战者 尤里·加加林是世界上第一个飞向太空的人。1934年他出生在俄罗斯欧洲部分的斯摩凌斯克地区一个农民家庭，毕业于一所职业学校后成为一名工人，然后又就读于第二工业学校，最后毕业于飞行学校而成为空军歼击机驾驶员，后被选中加入航天员预备组，接受严格的航天模拟训练。除了职业标准外，他以良好的素质、个人魅力、勇敢和超群的勤奋，在竞争者中脱颖而出，被选中为宇宙空间的敲门人。1961年4月12日，它乘东方号宇宙飞船进入轨道，绕地球一圈，历时108分钟，然后安全返回地球。因此，他成了人类飞向太空、拉开空间旅行序幕的第一人。1968年，他在一次飞行训练事故中丧生。 瓦莲蒂娜·捷列什科娃是世界上第一个到达宇宙空间的妇女。她 1937年出生，在一个地区小城镇长大，先是在雅洛斯拉夫的一家轮胎厂工作，然后就读于第二轻工业技术学校。她参加跳伞运动，然后又进入飞行学校。尤里·加加林首次太空飞行的消息激发了她要遨游太空的愿望，第二大她便去莫斯科有关当局，要求参加航天员准备组接受培训。出乎意料的是这个请求竟获批准。她在1963年6月16日独自一人乘东方6号宇宙飞船进入空间，绕地运行49圈，历70小时又50分钟，然后安全返回地面，成为人类史上第一个飞向太空的妇女。她的这次首创性飞行是极不容易的。飞行过程中的一些发现，为后来培训女航天员安排特殊训练课程提供了依据。 列昂诺夫·阿列克赛是第一个在太空行走的人。1965年3月18日，他乘坐双人飞船上升2号绕地运行17圈，历时26小时2分钟。其间，他曾穿上太空服走出飞船座舱，在开放宇宙空间漫步8分钟，然后安全返回飞船。 阿姆斯特朗是人类第一个登上月球的人。1969年7月16日，三位年龄同为39岁的阿姆斯特朗、奥德林和柯林斯乘阿波罗11号宇宙飞船首航月球。5天后的7月21日飞抵月球。柯林斯在指挥舱里继续绕月球轨道飞行；阿姆斯特朗和奥德林乘登月舱在月球静海着陆。指令长阿姆斯特朗首先爬出舱门，用左脚踏上月面时说了一句意味深长的话：“对一个人来说，这是一小步，但对人类来说，这却是一个巨大的飞跃！”待阿姆斯特朗登上月面之后，奥德林也踏上了月面。他两人在月面停留21小时18分钟后才启程返回地球，成为人类史上第一次登上月球的人。 1972年12月7日，塞尔南、施米特和埃文斯三人乘阿波罗17号宇宙飞船一起飞往月球。埃文斯在指挥舱绕月球飞行；塞尔南、施米特两人登月后，在月球生活和工作长达75小时，然后，启程返地球，他俩成为在月球生活时间最长的人，而且，施米特是世界上第一个参加太空航行的科学家。 斯·萨维茨卡娅是第一个到开放宇宙空间的妇女。1982年和1984年，她曾两次执行航天任务。1984年7月第二次太空飞行时，她来到了开放空间进行了3小时35分钟太空行走。 弗·科马罗夫是人类航天飞行中第一个牺牲者。1964和1967年他曾两次执行航天任务。1967年4月23日第二次航天时，他乘联盟1号宇宙飞船在轨道飞行26小时后返回，由于降落伞故障飞船坠毁而遇难。 从1961年4月12日人类第一次进入太空，到1990年12月11日美国航天员布兰德等七人乘哥伦比亚号航天飞机归来的30年时间里，美国和前苏联共进行139次载人航天活动，有241名航天员，其中包括14名女性航天员，共419次到太空旅行。其中前苏联东方号飞船飞6次，上升号2次，联盟号8次，联盟（T及M）到礼炮号航天站飞42次、到和平号航天站飞11次。美国水星号飞船飞6次，双子星座号10次，阿波罗11次，阿波罗飞天太空实验室3次，航天飞机飞38次。另外，前苏联联盟号飞船和美国阿波罗号飞船在空间对接一次。 除美苏两国之外，通过国际合作选派航天员进行训练并到太空遨游的国家有德国、法国、保加利亚、捷克斯洛伐克、波兰、匈牙利、越南、古巴、蒙古、罗马尼亚、印度、叙利亚、沙特阿拉伯、加拿大、荷兰、墨西哥、阿富汗以及日本等18个国家。 人类飞向太空已成为常事，今后会有更大数量的人进入太空生括、工作，这是航天科技发展的必然结果。到目前为止，人类在太空活动的杰出成就中，值得特别书写的是前苏联航天员季夫、马纳罗夫在1987～1988年期间创造了在太空一次连续停留一年的记录，以及美国共有七艘飞船21名航天员参加登月飞行，18名航天员进入了绕月运行轨道，并有12名航天员登上月球，成为迄今为止离开地球最远的一批人。 人在太空的感觉 人一到太空，最明显、最直接的感觉是环境变了，首先是失重引起人体生理、心理上的一些变化。前苏联太空飞行的经验表明，大约50％（美国经验说约75％）的航天员确实感受到失重效应给身体带来的不适。他们感觉到他们在颠倒着，经受着头晕、行动失去协调以及无食欲之烦恼。这一切影响了他们的工作能力。下面列举一些航天员的回忆。 前苏联航天员格·格列奇科描述他初到太空时的感受时说：“你感觉到，就像你的头向下倒立，血液涌向头部，头脑发胀，脸胀得通红，胸腔似乎充满了血液，自我失去协调。”航天员万·雷米也有同样感觉，他说：“一天下来，在镜子里你竟不认识自己胀红了的脸，你的行动失去协调，好像用自己的头不断撞击某物。” 医学家们称这种现象为“太空病”。但这不是一种真正的毛病，而是人体器官对失重的一种反应，因为正常的在地球引力作用下的血液循环受到了干扰。 在飞行阶段，航天员的感觉并不是一样的。一些人能较快适应失重状态；另一些人则较慢。然而，一般来说，这种不愉快的感觉，经历七到十天后更可消失。旅居太空的时间变长，血液在体内的再分配便变得稳定。一些多次进行太空飞行的航天员说，后来的飞行，适应失重过程时的痛苦与麻烦少得多了，经历的时间也短得多了。这一点表明，身体具有“记忆”功能，能记起这种状态，使航天员的身体能较快调节而适应失重。虽然如此，到目前为止，科学家还不能识别在太空中头几小时和头几天期间，在生命组织中发生的所有变化。这是自动适应失重的危险时期。 航天员的锻炼器械 人在空间，必须保持肌肉组织的良好状态，并防止由失重引起的虚脱。失重对人体影响之严重性，是在1970年航天员安·尼可来耶夫经18天的航天飞行才被认识的。这次飞行给许多专家带来了不愉快的经历。在这之前，航天飞行期间较短，他们认为人体必须适应失重，那时，他们被认为在空间要调节到地球重力条件是困难的。 当安·尼可来耶夫和弗·斯万塔塔诺夫结束航天飞行返回地球着陆时，他们在没有别人帮助的情况下，走不出飞船。航天员既不能站立，甚至连坐也很难。他们的脉搏率和血压都很高。 航天医学家们不久便知道了问题出在什么地方。他们发现，长时间在失重状态下飞行和缺乏锻炼，削弱了航天员的心脏和体质。在失重状态下，肌肉组织的负荷是不合适的。因此，肌肉开始变弱，力量变小。人体坚硬的骨头在太空中也没有了用处。人体摆脱了它不需要的东西，其结果是钙从骨中消失，骨骼变得很脆。因此航天医学家们不得不考虑采取某种办法，使身体 “记忆”起地球功能和抵消失重。这样他们便提出建议建立一个太空器械锻炼室。 现在航天站上的器械锻炼室拥有自行车练功器、胸扩展器、跑步练功器以及一些其他锻炼器械。自行车的骑手负荷可以从最轻调节到最重。在后一种情况下，航天员踏两分钟之后会感到犹如已经爬了一座很陡的小山。通常，航天员按规定每日在跑步练功器上跑4至5公里。 体力锻炼室建立初期，还缺乏锻炼的经验和知识，当时航天员必须每日进行的体力锻炼是很艰苦的，因为他们与其说是进行锻炼，不如说是从事某种令人讨厌的工作。 那时，航天员每天要在太空锻炼器械上操练2.5至3小时。多年实践获得的经验，使现在有可能将这种操练时间缩短为1小时和半小时。 已经发现并证实，如果航天员按照医生规定的办法操练，从太空返回时，他们能很快地使自己重新适应地球。 安·尼可来耶夫和弗·斯万塔诺夫在18天太空航行归来后，花费将近6个月时间才恢复体力。而现在，在持续几个月甚至一年之久的航天飞行之后，重新适应地球的生活，相对来说没有什么痛苦与麻烦。航天员在返地着陆后几天，走路就没有困难了。他们的前庭混乱消失，行动时的协调能力得到恢复。经1个半至2个月时间，航天员们的体力实际上和航天飞行前一样了，如果需要，他们便可再进入太空执行任务。 例如，弗·季托夫和穆·马纳罗夫在太空连续飞行一年之后返回地球，着陆后只几个小时便轻松地走下舷梯。第二天就在莫斯科附近的星城散步。两天后，还用半个多小时回答了记者的问题。航天训练中心的医学专家说，他们除了在支持运动的系统和血液供给方面有一些异常，如不能站立1小时外，健康状况令人满意，自我感觉也良好。 前苏联卫生部医学生物学问题研究所所长阿·格里戈时耶夫说，这证明他们制定的预防失重对人体影响的方法是有效的。他认为，为了使航天员能很快地适应返回地面后的生活，就不能让他们“过份好”地适应失重。格里戈里耶夫说：“航天员在太空飞行期间，一大作两次运动，每次1小时，不计入8小时工作日之内。这些运动项目有，穿压力服在跑步器上跑5公里，在自行车练功器上骑10多公里，在促进血液向腿部流运的装置上锻炼。他们也服用水——盐增补剂，必要时还用药。”前苏联还为航天员航天飞行后的适应地球生活制定了整套恢复措施，包括传统的按摩、水按摩、俄罗斯蒸汽浴、游泳、看电影、出席音乐会、生活在亲友间等。 航天员在航天站的生活 在航天站和飞船上，航天员的工作和业余生活，一般由计划专家们安排。他们既要考虑航天员进行尽可能多的实验项目，又要保证航天员有维持健康状况和工作效率所必需的医学条件。 载人航天飞行初期，飞行计划安排到每一个工作日。要考虑到白天、黑夜条件所进行的各项实验、通信期和其他因素。飞行计划或详细计划列出每天必须完成的各项工作。但是，应该指出，在长时间轨道飞行时，预见每一件事是不可能的。因此这种详细航天计划后来逐被放弃。现今，对长时间轨道飞行只用一个总的计划，列出主要事情，诸如运输飞船的发射、着落以及接待航天人员、进入太空、进行的主要实验、休息日和医疗日。航天员带着这种计划进入轨道。然后预先4天制定每日计划，列出适应弹道和白天、黑夜条件的所有工作，并制定和地面及海上测量站的通信时间。 在航天站上，工作日从上午8时开始（地面莫斯科时间），晚间11时结束。然而从医学角度来考虑，航天乘员醒着的15个小时里，用于研究观察和维护设备时间不应超过6到8小时。实际上，航天员并不恪守这些规定，有时一天工作达10到12小时。 为了便于和地面设备同步，航天乘员使用地面时间，每日的生活尽可能跟随地球。和地球上一样，他们每周休息两天。通常利用其中一天清扫航天站，另一天休息。每两周，航天员洗一次澡。航天员进入带有防水拉链的聚乙烯舱内，水和暖空气打入其中。洗澡时使用海绵和肥皂。在失重状态，肥皂泡沫自由漂浮，为阻止泡沫进入嘴巴、鼻子和眼睛，航天员通过软管进行呼吸并载上护目镜。个人卫生属另一类，航天站乘员洗、擦用的餐巾纸、毛巾被充塞在一个专门的机构内。和平号航天站上还设有盥洗盆。设计师将它放在一个透明帘布之下，保证落水不会在舱内漂浮。帘布上有用于放手和头的洞。牙膏是一个专门的不起泡的类物。电动剃须刀带有一个空气吸力器。 在航天站，一名航天员每天约消耗0.8千克氧气，0.7千克食物和3千克饮水。此外，用于洗脸、洗手、洗衣和洗澡的水平均每天约6.5千克。这样3名航天员在航天站生活工作一个月，共需消耗1吨重的氧、食物和水，它们由航天货船从地面运送到站。因为这些生活所需消耗量较大，长期并完全依靠地面运送，实有困难，所以部分靠自力更生解决。例如，部分供水是通过再生式供水系统从航天站空气中采集，用过的污水和小便也经过过滤、蒸馏或杀菌消毒后循环反复使用。又如，通过特殊的电化反应，可从航天员呼出的二氧化碳中提取氧气，使氧也能循环使用。科学家现在正在研究一种办法，要从人的固体排泄物中经过处理回收可供循环使用的食品，但目前技术上还做不到这一步。 航天站生活区的温度在18℃到28℃之间，航天员可根据意愿调节。至于睡觉和休息，站上拥有单间，航天员可以单独休息。总的说来，航天站的生活舒适程度是一个经济问题，而不是技术问题。尽管长时间轨道飞行，积累了许多有价值的经验，但是在航天站上最佳的工作和学习、生活日程表还在继续研究和探索着。 航天员的睡梦 当有人问航天员，他们在航天站睡觉做什么样的梦时，他们说，只做地球上的梦。航天员万·列勃捷夫说：“总的来说，不论是在航天站，还是在地球，我从未做过关于太空的梦。”这位航天员曾在航天站执行过211天的任务。在太空停留过237天的列·开兹，弗·苏洛伏夫和奥·阿托科夫也是这样说的。在航天站他们梦见亲人、朋友、故乡和家中的事情。 在航天站睡觉并不是一件容易的事。一些航天员发现自己很难在失重状态下睡着。最初几个晚上，特别是第一夜，可能是因为全身都发生变化以及过于兴奋，所有航天乘员的睡眠都是断断续续的。睡一两个小时便醒过来，换个姿势再睡一两个小时。有的航天员要靠吃安眠药丸方能够睡着。 然而，以后生活逐渐变得正常起来。他们的睡眠，就像其他任何健康人经过一天艰苦工作后一样，睡得很香。 从生理上说，在地球上或太空中，睡眠的功用是同样的，就是让大脑休息并为它提供氧气。在失重状态下，血液涌向头部，头脑发胀，血流加快。通常在航天站睡眠时间持续不长。虽然工作日程表规定8小时睡眠，实际上航天员睡6小时就感到很好了。 在航天站睡觉不用床，航天员睡在用带子系紧的睡袋内。一些航天员宁愿睡在天花板上，因为那里有更多的空间。当然，在失重状态下，地板和天花板之间的区别是相对的。在早期航天站飞行期间，睡觉时两臂自由摆动，它们会自动交会在胸前并“飘浮”。因此，像包扎婴儿一样包住自己是最好的办法。这就是航天站航天员睡觉用睡袋的原因。 航天员的饮食 航天员的饮食从一开始就是一个问题，没有经验。当时没有人知道，在失重状态下航天员是否能吃干物或流体，或者要吃什么样的味道。早期的航天飞行，饮食的选择范围很小，只有不多的几种液状和胶状食物。这些食物的味道离航天员的要求很远。当然，从那以后已发生了很多变化。 现今航天站上航天员的食谱包括大约70多种花色。保加利亚专门研究宇航食品的低温生物学和食物液化科学研究所以给前苏联提供宇宙食品而闻名于世。美国国家航空航天局的宇航中心也曾多次派专家去索非亚，考察用保加利亚的宇航食品为美国航天员提供给养的可能性。这里的食品用专门工艺加工而成，具有长时间保留味道和特性的优点。航天员最推崇的食品是酸奶黄瓜露。航天员在航天站进行长期的轨道飞行，判断食品味道的好坏会发生实质性变化，医学上目前还无法解释这一点。然而人们发现了这一事实后，酸奶黄瓜露以及其他酸奶制品便被吸收到航天员的食谱中来了。这是因为，如果航天员长时间不吸收含有丰富钙的奶制品的话，他们的骨骼就得不到钙的补充，牙齿也会变蓝。 这70多种宇航食品都是从没有受到任何污染的天然植物中提取的。除了酸奶黄瓜露外，还有各种各样的汤、肉食和干果。例如管装蔬菜汤、罐头肉和鱼，咖啡和茶以及草莓、苹果、杏、蜜瓜、桃等做成的干果，甚至还有辣椒酱。有些食物用专门方法纯化，如果把水加进这些食物，它们就会恢复成原来的样子。现在有定期货运飞船给航天站运输货物，就更可以增加各种饮食、新鲜水果、蔬菜，甚至还有经纯化的最可口芥子以及通常的听装食品。 相当长一段时间，航天员进餐只能选择一份完全的配额，无权自己选配食谱。从这一点来说是不自由的。营养学家们认为，个人对食物的偏好可能会导致饮食的不平衡。在航天站，医生规定对食物的选择应保证热卡和维他命含量的平衡。大夫们还规定航天员每日四餐：第一早餐、第二早餐、中餐和晚餐。他们认为这样安排最有利有于人的身体组织吸收营养。热量消耗每日为3200卡路里。这里列出一天的菜谱，作为一个例子： 第一早餐：冷烤猪肉、糊状土豆、富麦面包、榅桲茎和咖啡； 第二早餐：奶酪、船型饼干、苹果汁； 午餐：胶状鲟、粟色汤、焖牛肉、面包、葡萄和梨子汁、李脯； 晚餐：带蛋猪肉汉堡包、含坚果干酪、黑面包、甜食和茶。 但是，后来还是允许航天员吃他们喜欢吃的东西。现在每个航天员可选择它们最喜欢的食物吃了，不受限制。这可能是由于宇航食谱已经很丰富的原因吧！ 在航天站停留时间达60至80天后，许多航天员食欲减退，胃口变小。这是由于新陈代谢的变化和身体组织的改变所致。另外，他们对某些食物厌烦了。任何一个吃罐头食物的航天员都这样说。实际上，在太空和地球上的旅行者也面临同样的问题。现今有许多研究人员仍在努力探索和研究这个问题。 航天员的穿着 他们不穿时装。一天10到12个小时，航天员穿“企鹅”棉花轨道服。这种衣服的某些部位塞进弹性带，能对肌肉施以外部负荷，用以补偿地球引力。每个航天员还配备一套契比斯（Chibis）真空服。穿这套衣服的目是能使血液在往身体低部位流动时产生一个附加的流动力。真空服穿在身上，看起来有点怪。可以想象，和金属鞋及起皱的裤连在一起的真空服穿在身上，像一个小桶围住身子，其内壁有一个橡皮紧身衣，紧贴着人的身体。当空气从衣服中抽掉时，下部位的空气比上身更稀薄，这样血液往身体低部位流动时就获得附加流动效应。这个效应人们早就知道，并在医学上获得应用，例如冷冻处理。在降落地球之前，航天员穿着真空服能调节他们的血管系统去适应地球引力。 每个航天员还配备一套到航天站开放空间工作的宇宙服。这是一套精巧的太空服，是一个可以压缩成最小的模块。它内部装有生命保障支持系统，保障人的氧气供应、收集二氧化碳并排除过剩的热量。生命保障系统是极其复杂的，能保证航天员工作在高真空、强辐射和白天黑夜间温度从—150℃到150℃的急剧变化条件之中。穿上这种宇宙服在开放空间可连续工作6～7小时。航天员在宇宙飞船进入轨道进行对接和再入大气层期间，他们穿另外一种轻型太空服。这种轻型太空服能保证航天员免遭减压事故。 航天员的空间活动 宇宙空间的环境极其恶劣，人到开放空间活动是很危险的。但这是研究和探索空间必不可少的部分。1965年3月18日，前苏联公民阿·列昂诺夫穿着宇宙服第一个出舱来到开放空间时，用绳子和飞船连接在一起，空间自由漂浮结束时，借助这根绳子才能回到飞船，否则他可能成为宇宙的俘虏而回不了飞船。现今先进的太空服带有背式发动机，航天员出舱活动可以不用绳子和飞船连接了，漂浮远了，可启动背包式发动机飞船舱。 在列昂诺夫之后，就不断有航天员离开飞船的开放空间停留并工作。截至1987年10月1日，共有59个航天员外出到开放空间活动。后来又有更多的人到开放空间执行任务。现在可以说，航天员离开飞船到开放空间活动已是极平常的事了。 航天员需要到开放空间去，就像海员必须学会游泳一样。开始，人离开飞船到开放空间是想弄清楚，是否可能在舱外作业。人进入开放空间的计划也是小心翼翼的，在舱外停留时间也是缓慢增加的。从 1965年列昂诺夫第一次来到开放空间起，直到1968年，前苏联航天员进入开放空间的总计时间不超过8小时，然后在开放空间逗留时间迅速增加。由于在开放空间逗留时间增长以及在工作上积累了经验，航天员在开放空间可以检查飞船、更换有毛病的设备以及试验各种系统。1980年开始，航天员已开始在开放空间进行复杂的装配工作了。例如航天员列沃尼特·砍什和弗拉基米尔·索洛伏夫曾在开放空间修复礼炮7号航天站的推进系统并安装附加的太阳能电池帆板。现在，这类帆板的安装已经变成规范化的操作过程了。类似的工作，其他航天员在和平号航天站也进行过。 1984年到1986年两次航天飞行期间，前述两位航天员进入外层空间的时间也增长了8倍，在航天站外工作共达32小时。1984年7月之前，开放空间的工作只有男人承担；在这之后情况改变了，妇女也大胆进入开放空间。斯维特拉诺·萨维茨可娃是第一个进入开放空间的女性航天员。当时她和另一名航天员在舱外试验一种新的切割、锡焊、熔焊金属板以及镀膜的多用途工具，共工作3小时35分钟。 航天员在开放空间所取得的成就，和太空宇宙服生命保障系统抗强辐射、适应剧烈温度变化、供氧工作、收集二氧化碳、排除过剩热量等方面所取得的进步分不开。 人在开放空间活动对未来航天事业有着重要的意义，它为在宇宙空间装配所有各类轨道结构物奠定了基础，为空间工厂和开拓人类太空居住地铺平了道路。 航天员的医病方法 人不能排除在航天站生病。在航天飞行期间，所有航天员的免疫力都会变弱，长期轨道飞行时尤其如此。在地球上，免疫力由反体系统来保证，它保护我们抵抗微生物。在失重状态下，人体所有过程包括反体物质的产生比正常情况时为低。 载人航天活动的初期，人员比较少。航天员都经过严格挑选，一般都不会有常见的慢性病。在航天前还采取一些防病措施以保证航天过程不生大病。例如，对航天乘员座舱在飞行前进行清洁消毒，人舱用品要保证无毒无污染；航天食品、饮用水都是经过严格消毒的，并且要经过生物学鉴定；发射前要求航天员尽量减少与无关人员的接触等。虽然如此，在航天站上还是常备一个医学箱，内装各种实用药物，诸如头痛、伤风和安眠等药物以及用于处理受伤、烧伤和出血的药物，每个药箱都写有使用说明的目录，一看就明白。 然而，不管措施何等周到，在航天进程中航天员免不了要偶尔生病。例如美国阿波罗7号至11号宇宙飞船的乘员中，就发生过鼻炎、胃炎、肠炎、恶心、牙痛等疾痛，只是由于病情较轻、飞行时间短，没有影响航天任务的完成。又如1985年11月前苏联礼炮7号—联盟T14—宇宙1686航天站复合体指令长弗拉基米尔·瓦休金突然生病，航天站常备药箱中的药不能改善其病情。地面测控中心不得不作出决定中止他的飞行，让他返回地球住院治病。 为了保证航天飞行中航天员的身体健康，地面测控中心的医生们时刻都密切注视着他们的身体状况，每天要向他们提出许多询问，并定期用遥控医疗设备给航天员作健康检查。1987年7月和平号航天站乘员拉维金，这个平时身体很棒的小伙子，在长期地面训练中从未发现有什么心脏方面的疾病，现在经过近半年的太空飞行，通过遥诊突然发现他心跳异常。什么原因？一时难以作出解释。为了保险起见，地面测控中心的领导和医生们联合作出决定：拉维金立即返回地球，由另一名航天员亚历山大德罗夫接替他的工作。 航天站向着空间容积增大和永久性方向发展，配备的实验仪器多，随之来站工作的航天员也会增多，停留太空时间也会大大延长。空间飞行环境特殊，除了微重力会引起人体生理功能出现一系列变化，如前庭功能紊乱、血液重新分布、心血管功能降低、胃矿盐丧失等外，发病的机会必然会更多。而且，有些在地球上很容易处理的疾病在太空中却变得很复杂。因此，航天站和星际飞船应有医生及必要的医疗设备，他们会保证其他乘员的身体健康。如果必要的话，他们还将提供医学帮助，包括外科处理。 航天员的业余时间 即使是长时间轨道飞行，航天员也没有很多空闲时间。通常，大部分时间用来观察地球及其大气。航天员们说，从太空看地球，地球是非常漂亮并变幻无穷，观看地球非常像看电视节目，看生动的图画或在戏院看戏，感到是一种“艺术”享受。他们处在离地球300到500公里的空间，可以看到地球的弧形边缘。由于常常看，他们对五大洲大陆的颜色也熟悉了，例如，非洲是黄色，那里有着大片沙漠；美洲则是绿色。美国的深谷、中国的长城、大河也收入他们的眼底。 航天员在业余时间特别爱欣赏日出、日落的壮观和瑰丽影象，玫瑰色、浅蓝色、蓝色交织在一起，活像一幅精美油画，且天天有变化，不会重复。夜间，万里无云，航天站从欧洲上空经过，黑色巨毯的背景上撒满大大小小的“夜明珠”，这是城市的灯光，好看极了。 业余时间，航天员还看录像、听音乐和下棋以及进行体育锻炼；地面也定期将新闻广播、消息传送给航天员；货运飞船还送邮件、新闻报纸、杂志给航天员读。当然，和地面相比，空间娱乐是有限的，然而是合适的，因为可以帮助避免紧张情绪，对航天员产生有益的心理影响，从而使他们能保持良好的精神状态。 航天员远离故乡和亲人，长期生活在环境特殊的密闭舱室里，活动范围很小，难免会产生某种孤独和寂寞，严重时可能产生心理障碍，影响航天员的健康并影响空间任务的完成。为预防这点，地面测控中心设有专门的心理支援小组。每天晚上，该小组要和航天员通话一次，报告航天员的家人情况以及同事中的新鲜事儿。地面有时还安排航天员和知名演员、喜爱的作家和诗人进行天空和地球之间的双向电视座谈。每个星期日则安排他们和家人进行电视约会，可以交谈一切他们想谈的事情，包括孩子学习情况以及家庭琐事，大大缓解航天员的思亲之苦。这种可谈、可望而不可及的约会倒真还有一种特别的情趣呢！ 航天员睡不着时还可随时和地面测控中心的工作人员交谈，缓解睡不着觉时的烦躁。 航天员的心理问题 对于长时间的轨道飞行，航天乘员之间的心理相容性是必须考虑的最重要因素，因为在航天过程中，他们执行任务的能力，取决于这种心理适应过程。但是在执行短期航天任务时，这点并不如此重要。 因为空间任务并不是经常的，专家们相信相互不喜欢的人构成一个航天乘员组对短期航天应是允许的，甚至是有益的。这里最重要的是他们能完成工作计划。但是对于一次长时间航天任务，这样选择航天员是不能允许的。一个由2人或3人组成的航天乘员组，在和外部世界隔离的情况下得生活和工作在一起。航天员也是普通人，他们各有其个人的倾向和弱点，各有其思想和信念的背景。他们并没有像老师或心理学家那样受过专门训练，因此他们的相互关系，无论在地球或空间是由不能预见的因素决定的。例如 1968年，美国阿波罗7号宇宙飞船的航天任务快近尾声时，航天员们产生了一种神经衰弱综合症。他们不仅相互之间开始争吵，而且还和地面测控站的操作员争论。对各项指令满不在乎的所有航天员，解下他们记录心理数据的传感器，拒绝和地面测控中心讨论事情。 太空可以使航天员变成一个完全不同的人。在太空的头几天可能感觉不到什么变化。但是过了一段时间就可能开始感到神经质。本来在地面相互之间相当友好的航天乘员，对于同一个进程会有不同想法。有的航天员在地球时是以有自控力著称的，谦逊和平静，在太空会失去自控力并高度紧张。当然航天员本身也自觉和这种神经质作斗，缓解他们的分歧并在行动和行为上忘记分歧进行和解，而且，往往在很多方面取得成功。 心理相容性是由很多因素决定的，诸如性格、对世界的认识、文化内涵以及年龄。考虑所有这些因素，专家们提出了选择航天乘员组的建议及相应的专门测试。由于在如何组成航天乘员组方面的科学努力，航天乘员的相容性得到了较好解决，出现了很好相容的实例。例如，前苏联在1984年和1986年的两次长时间的飞行中，列·砍什和弗·索洛伏夫在礼炮7号以及和平号航天站共同度过362天。虽然他们在空间一年，并没有影响到他们之间的关系。 尽管在选择和构成航天乘员组方面作出了专门努力，也并非所有航天飞行都那么好。地面心理相容试验并不能总是保证在太空航天乘员之间的良好关系。 有时你可以非常喜欢一个人，然而长时间单独和他在一起，总会产生一些摩擦，问题是不要让这种摩擦发展成为严重的冲突，并破坏计划项目的完成。 太空任务 航天飞行时间本身并没有一个终点；人们也不是为了创造太空逗留时间的记录而增加航天持续时间。一个空间航天站是一个多功能实验室，在那里可以进行广泛的研究、实验和进行长周期的例行观察。经济因素起很重要的作用。航天飞行时间越长，研究成本也就越低，因为可以用较少的航天发射。反之，经常调换航天站乘员，功效就低。此外，没有持续几个月的空间任务，整个航天事业的进步也是不可想象的。 载人航天初期，并没有长时间轨道飞行。航天任务的持续时间是逐步增加的，人类表现出小心翼翼的谨慎态度。当然这里谈的是前苏联的情况，因为只有它有20多年来连续不断地进行长时间载人航天活动。第一次长时间任务持续18天，然后是23天，其后持续时间增加到63天、96天、140天、175天、185天、211天、237天、326天和一年。执行长期航天任务的航天员们知道，他们之前的一次航天时间比本次短。返回地球后，每个航天员都要接受医学测试，测试结果为大家知晓，目的是为其他航天员对人体的巨大潜力产生信心。实际上每次航天时间的增长，也意味着人体在空间的一次适应试验。 展望未来，人们清楚意识到人类期望的星际旅行为期不远了。从技术角度看，没有什么问题是不可解决的；然而，关于人体的能力，主要是适应太空的能力还有很多未知数。例如，火星离地球平均约9千万公里，在顺利条件下，人到火星去旅行并返回需要两年时间。那末，人能不能在没有重力的情况下生活这样长的时间？因为现在空间飞行生理学和心理学的研究已经指出，在载人空间飞行中，对航天员构成严重威胁的，与其说是宇宙辐射，不如说是失重，对于未来的长时间载入空间飞行，必须预先研究遗传的演变。在长期失重下飞行，人的机体组织会不会经历不可逆的变化而使他不可能再生活在地球上？为克服这种后果，是否应该用专门产生人工重力的装置，或能对抗宇宙飞行中的失重效应和其他不利因素的装置来装备宇宙飞船？人们认识到，今日逐步增加长期航天的时间，也是为未来的星际旅行铺平道路。 长时间航天会逐步积累经验，能让医学专家们去解决在地球上难以对付的问题，诸如处于长期失重后骨组织中钙的减少，心血管系统状态及其内部变化和血液成分的变化，等等。 太空飞行，特别是第一次太空飞行的人，其准备周期是很长的，通常要数年。这是因为航天员必须吸收大量信息，必须获得操作宇宙飞船和进行成打实验的技能。这是一种只有用长期飞行采集并传送到地球的大量信息形式作补偿的投资。为获得这种可靠信息，最好用同一些人重复试验、检验统计结果。这样做是必须的。需要技术周期长的实验不能在短期航天中进行。例如，在航天站进行生物实验，从种子培育成植物进而开花结果，需要苦干时间。 一个人发现自己处在不熟悉的环境下，在他能有效工作之前需要时间来适应它。在失重的头几天，许多航天员得“运动病”（motion sickniss）且极易疲劳。在长期航天中这点不重要，因为经一周到十天时间航天员会恢复他的正常工作能力。但是，他需要时间去学习太空工作，去进行复杂的实验和观察地球、海洋和其他研究项目。例如，为学习分辨地球表面的研究项目诸如断面、环形结构、污染面积、浮游生物范围、冰块漂移或评价田野和森林状况以及大气特征和大气现象，需要航天员花一到两个月的时间。况且，在长期航天中研究结果也更有效，因为航天员会不断改善他的技能并成为真正的研究人员。他总会寻找机会去重复一个实验。他能分析所获得的结果，修正和改进他的研究方法并认真调整仪器。此外，航天乘员组能展开集体工作，在短期的航天任务中航天员没有时间去做这些。最后，长时间的定期航天获得的经验，对在航天站上进行不间断研究或工业生产是极为重要的。 人体失重状态 前苏联的长时间空间飞行已经显示，人在失重状态下停留的时间还未达到临界极限。在这些飞行中航天员的身体状况很好，感觉也良好。航天员们重新适应地球的状况也令人满意。 回顾1977年，当时前苏联专家说，航天员持续半年的航天飞行很快会变成现实，那时世界上很多科学家还半信半疑。1984年前苏联专家又预言，人在太空的航天飞行将会持续一年甚至一年半，这时并没有使任何人惊异或不相信。1987年到1988年期间，前苏联航天员季托夫和马纳罗夫已经实现了在太空一次连续漫游达365天22小时39分钟的一年记录，使人相信人在太空逗留时间还可能更长。现在已经有十多名航天员在空间留驻200天以上。尤利·诺曼尼科的三次航天飞行共持续430天。列·砍什，弗·索洛伏夫和万·罗敏等几位航天员各自在太空生活总计有一年。美国也有3名航天员曾在他们的天空实验室逗留过84天。 1978年，弗·柯万尔诺克和阿·伊万钦可就曾首先越过一个非常重要的极限。他们经历了一次血液中的红血球的完全改变。红血球平均寿命为 120天。他们在航天站4个月后红血球已全部再生。倘若失重在形成和生长红血球时产生完全相反的效应，那么两个航天员会变成真正的宇宙生物了。回地球后彻底的医学检查表明，他们的血液成分没有发生可逆变化。 自1961年以来，飞向太空的人越来越多，太空停留时间也越来越长，航天载人发射次数更趋频繁。虽然如此，失重仍然是一个巨大的谜，是长期航天的主要威胁，目前仍有许多问题需要解答。为解决这些问题，还需要作出重大的努力和收集有价值的统计材料。例如，目前仍不清楚骨骼中钙盐的失去过程在长期飞行中会不会停止。1979年在175天的航天飞行期间，航天员弗·利亚可夫和万·罗敏失去钙盐的8％。科学家相信，如果这种失落超过20％，可能会危及航天员的生命。 研究者们猜想，失重影响人体组织的细胞存在过程。医生和生物学家目前还不能回答关于人在失重状态停留时间的极限问题。 谈及这一点，前苏联航天医学专家、医学博士格·泊夫沃诺夫说道：“关于最长太空飞行持续时间以及在航天站工作最佳持续时间的问题，仍然是应广泛公开讨论的问题，我是乐观的，就目前遗传密码来说，显示出失重并未造成任何飞行持续时间的限制。无论如何，很多数据表明，细胞和它的生长与重力无关。” 发射生物卫星 在频繁的载人航天活动的同时，科学家一再发射搭载动物的空间飞行器进行试验。在谈到这个问题时，前苏联航天医学权威专家之一奥列格·盖柯曾说：“在生物学、生理学存在着的大量问题，用动物做试验可以避开人固有的主观感觉。通过生物卫星获得的发现能有效地帮助解决太空生物学和医学方面面临的许多问题。” 虽然载人航天已经提供了大量信息，科学家还是搞不清楚在太空头几个小时和头几天里，生命组织发生的所有变化。 从1973年到1978年前苏联把8个载有动物的生物卫星送入地球轨道，其试验成果帮助确立了为保护航天员抵抗失重的反效应方法。人造重力实验是在生物卫星上进行的第一批实验。卫星装备小型离心机，为白鼠、龟和鱼创造实验室人造重力。离心力产生的效应和地球重力相似。动物很好地承受了这种条件。1983年末，在生物卫星宇宙1514上的实验产生了有趣的结果。它搭载了怀孕长尾巴鼠，它们的胎儿部分时间是在失重条件下成长的。卫星回收后，返回地球的长尾巴鼠生下了健康的小鼠，后来它们又顺次产生了另一代。 为了探索和试验动物在失重适应期间，前庭和血流动力学对失重的响应，宇宙1514，1985年发射的宇宙1667和1987年发射的宇宙1887搭载猕猴进行了实验。 猴子阿白来卡和彼洪的第一次飞行已经证明，某些通常想法是错误的。例如，航天员是从具有稳定前庭的人员中选择的。尽管如此，他们中某些人比其他人容易承受失重，有些则不然。这在灵长类动物中也证明是真的。阿白来卡第三天就对失重适应了，并开始执行分派给他的任务；但是，彼洪直到它的飞行结束，感觉还不太好。这意味着有机组织对失重的适应不单与前庭器官有关。其他还有什么重要因素？将来的研究会帮助解决。 在宇宙1667飞行期间，科学家记录并评估了前庭器官功能的定量变化。他们获得流入大脑和流出大脑的血流关系的直接信息。类似的研究在宇宙1887生物卫星上也进行过。它搭载猴子焦曼和娅沙，不过这时的研究计划更广泛。除猴子外，生物卫星还搭载果蝇、鱼、两栖动物、水藻、细菌、单细胞组织、高等植物、蚯蚓以及飞虫 （直翅目类昆虫）的卵。 通过生物卫星进行的另一研究项目是人体辐射安全研究。科学家们正在研究宇宙射线的特征，宇宙射线对物体单细胞结构的效应。这将帮助改进航天站及飞船上的辐射监督方法并研究辐射防护系统。 通过生物卫星获得的主要发现成果使人能排除空间因素对其组织的令人讨厌的效应，这些因素仍然是广泛向宇宙空间渗透的障碍。 航天员飞行中的印象 广阔无垠的宇宙，自古至今都充满着神秘的色彩。飞向太空领略一下空间的奥秘，肯定是每一个人所向往的。那么，还是先了解一下航天员在太空的直觉吧！ 凡是到太空去过的航天员都说，即使是一个简短的轨道飞行，也会令他们终身难忘。人在太空看到的现象在地球上是无法想象的。例如，在太空日与夜快速交替。航天员环绕地球只一小时半，这意味着航天员每天可以 16次看到太阳升起。这里是航天员维·西万斯特亚诺夫的描述： “当飞船在地球背影部分并逐渐迫近到白昼与黑夜之间的分界线时，使可看到黎明时的彩色。首先看到深红新月状。然后它上面的空间快速变亮，深红色扩大并成为桔红色和黄色。空间破晓时的主彩色光谱开始形成。出现了白昼和黑蓝色，然后是紫色、深紫色及其以后的近似黑色的黑影部分。这时能看到天空的星星。” 尤利·格拉次可夫说：“地球的彩色光谱，北极地区的冰和赤道上的夏季是不相同的。你可观察到密林光亮的绿色，地球颠峰的白雪和蓝色的海洋，整个彩色使你眩目。看到的一切是一幅令人陶醉的不能不赞赏的地球奇异的自然图景。” 斯·萨维茨卡娅指出：“地球，不仅亮的一边，背影的一边也极其漂亮动人。当飞船处在地球背影部分，我们在飞船舱外的开放空间度过了一些时候。有两件事给我留下了不可磨灭的印象：多云的地雷暴轰鸣；在黑暗背景衬托下电光闪烁和彩色狂舞，确是像梦幻般的仙境。各种灿烂的效应展现地球自然界充满了魔幻。” “不管人们可能说些什么，”阿·菲利辛可说道，“空间最令人惊奇的还是失重。虽然在实验室专门经过训练和飞行，失重还是首先把你制服了。你会感到某种力量将你倒了过来，你被倒悬在空中，同时每一样东西从你身边飞过。”描述自己的感受时，弗·库巴索夫指出：“你经受的完全没有身体的感觉，恰似在梦中，所有你必须做的事情是伸开你的双臂去飞翔。但是你得当心，别撞着飞船的墙。如果你不小心擦着边缘，产生痛觉，那时就使你记起物质的存在了。” 回忆起自己的感受时，阿·拉维金说：“回想起空间飞行，不得不指出最美丽和印象最深的一事，即太空行走，当阳光射进充满空气的太空航时，它涌向每一样东西，我们的灯光似乎变暗。这是一个可爱的时刻。我们注视着美丽的地球，真无法想象在太空能感觉环绕地球自由飞行的可怕速度，它确实难以置信！” 着陆地球同样是无与伦比、激动人心的奇观。初始，人们经受的东西连科学幻想作家都未想到过，神话故事里也未听到过。航天员坐在返回舱内以极高的速度冲入大气层，冲向地球，剧烈的摩擦点燃了飞船的外壳保护层表面，产生了几千度高温，构成一个燃烧着的等离子流星，他们就从这个火星内部向外观察，就像坐在巨大的火球中心而安然无恙。尤里·加加林第一个透过飞船小孔观察火焰流涌和听到飞船保护层燃烧时的爆裂声。他说，未保护的天线着火，就像一根火柴燃烧，当仪器舱从返回舱分离出来时，发生同样景观。 叶·克鲁诺夫对飞船着陆是这样描述的：“当着陆速度迅速增加时，我们的身体似乎被压进了座位；燃烧的火焰狂怒着、包围了整个着陆舱，并模糊了观察孔的视线。当速度和高度减小时，返回舱颠簸得像马车行驶在鹅卵石的道路上，这意味着速度已降到声速了。在大约离地10公里高度，我们感受到被强烈地用力一推，接着又是一次，力度较前次小些。这表示打开了第一个减速降落伞，然后是主降落伞打开。最后是一个冲撞使我们知道，我们已经回到了地球。” 由于每个航天员的个人倾向和性格，各人的回忆因人而异。把他们的上述感觉和印象相对照，便会获得一个太空飞行奇观的印象。太空飞行是何等美妙、神奇而充满神秘。 在太空看地球景物 从350公里的高空用肉眼观察地球，有时有可能区分出奇特的细节。例如，可见到城市街道，甚至看得见自己熟悉的房子。航天员飞越非洲上空时清楚看到村中小房的屋顶。许多航天员说，他们看到从大洋下面冒出来的山脉。从理论上说这是不可能的，因为太阳光渗透到水下深度不到一公里。然而，奇怪的是水下山脉竟在航天员讲的地方被发现了。古时候，人们认为只有天上的神仙能眼见千里，现在常人到了太空，他的眼睛竟也神奇起来！ 又如夜间晴空，观察城市就更容易更清楚了。航天员在飞船经过莫斯科上空时，从天上往下俯视：它美极了，成片的住宅灯光放射出银色光辉，在银色的背景上串串路灯形成的黄色线条四通八达。可以分辨出列宁大街、花园环街……等街道。路灯组成的黄色线条还向外辐射，伸向远方，这是通向其他大城市的公路。有一次航天员拉维金用望远镜对着夜间莫斯科搜索，找到了自己家所住的那栋大楼。外层空间肉眼观察地球不仅显著扩大了由普通摄影、电影和电视摄影机所采集的信息，而且在某些情况更有效。因此，目视观察估计农作物状况是很有用的，可以用小的误差预测出作物产量。 万·列勃得夫曾在空间飞行211天，其间他应科学家的要求，对农业区状况进行估价；在春天和夏天对克拉斯诺达尔地区的土壤腐蚀区定位；和其他航天员一道鉴定了通过彩色标度确定谷类作物生长阶段的可能性，并使用同样的技术诊断谷物的病虫害。 根据统计学，火灾使 2％的森林受损，因此森林科学家对从空间观察森林火灾的报告特别感兴趣。来自航天站的报告能使他们确定火灾面积、火灾蔓延的方向和灾害程度、灭火的最好形式。 科学家从大量的事实中确认，空间确实改善了人的感觉和视觉，但是还不能解释其中道理。 有人提出了一个假设，原始人能区分的颜色范围是很小的。例如，他们不能区分天空蓝和海洋蓝以及绿色，只是通过不断的实践和比较，人们才学会区分这些颜色。或许，人从外空间对地球的观察是人进一步区别颜色和对自然界具有更细微感觉的另一个台阶。这仍是一个悬而未决的问题。科学家还不能令人信服地解释，为什么人的眼睛和视线在太空变得那么敏锐。但是，从航天站目视观察获得的结果，已经把这个问题放到科学家面前并引起他们严肃的思考。 人类飞向太空的危险 在太空，用“我的家是一个城堡”这样一句话来表达可能再确切不过了。航天站被隔热层包住。专门的系统使其内部维持一个舒适的温度和正常成份的空气。航天站还有抗辐射的保护能力，当太阳活动令人讨厌地增加时，航天员可使用一种能帮助人体增加抵抗宇宙辐射效应的药物。当然只有当其他保护办法用尽时才采取这种措施。但是据说，载人航天以来还未出现过这种需要，因为平均辐射实际上未接近过最大允许值。 航天飞行的另一个重要问题是要避免受流星之害。如果尺寸为火柴盒大小的一个流星以每秒70公里的速度撞击航天站，将会招致不可避免的灾难，然而，这种碰撞概率是很小的，可以忽略；大约在50年到100年的时间之内可能出现一次这种情况。不过经常会有不服从这种规律的意外。例如，前苏联向火星发射的火星1号探测器，在它离地球2000万里以外的空间飞行时进入了陨石流；而美国水手4号探测器更不走运了，它遇到两次陨石流。第一次冲击是在1967年9月，在7分钟之内受到17次撞击；三个月后它遇到严峻的考验。当时它遇到一个大的陨石流并在其中飞行了若干天。由于陨石撞击，最后水手4号爆炸成数百块碎片散布在空间。水手4号的高度控制系统被破坏，和地面的通讯也随之中断。 为了防止流星的侵害，保护航天员和航天站的安全，在设计航天站时采用多层屏蔽防护。如果有流星撞击它的最外层时，流星会立即获得极大的热量并瓦解为较小的碎片。第二层则保护航天站在较小质量的速度粒子撞击时免受损害。 载人航天发射是最紧张的时刻，确保航天员的安全是面临的又一重要课题。通常的解决办法：如果发射失败，马上有精确的营救过程跟上。那时载人飞船会立即分离，飞到安全距离后跳伞着陆。 飞船返回地面着陆是相当重要的一个环节。如果自动着陆系统失效，怎么办？不过也不用慌。航天员可以用手控定向系统并启动回复火箭发动机。降落伞系统和着陆发动机能使航天员再入大气层的舱进行软着陆。即使这些发动机也失效，降落速度在最不利的降落气流条件下不会超过每秒6米。当然，如果出现这种情况，返回舱撞地是强烈的；但是可以放心，不会有危险，因为航天员坐在吸收冲击力的紧凑支座上。返回舱设计适用着落和溅落两种情况，溅落是指落入海洋。 尽管设计师们采取了种种周到措施，航天飞船和其他设备一样仍有可能出故障，造成不安全。由于系统变得越来越复杂，这是必然结果，不能完全排除不安全的可能性，这是现代经验所证明了的。例如，在挑战者号航天飞机灾难性事故后，又有大力神、德尔泰火箭爆炸，1986年5月欧空局阿利亚娜火箭失败，同年8月美国阿利士火箭发射时流产，1987年4月前苏联的量子号天体物理实验室接近和平号航天站时对接不上等等。但是，从失败中可以吸取教训。现代航天飞行器的设计师们，总是不遗余力地坚持以简单可能的解决办法，去保证各阶段航天飞行的安全为最大设计准则。 宇宙空间的污染 斯德哥尔摩国际和平研究所1987年的年鉴说，在宇宙空间的人造碎片总数不断增加，意味着空间碰撞危险的可能性也相应增长，呼吁认真考虑防止太空进一步污染。 的确，在地球的近地轨道上，人造物体的数目每年在增加着。它们之中有脱落的运载火箭级和抛弃的燃料箱、转移舱、舱盖以及其他飞船零件。在再进入稠密大气层并烧毁之前，它们在轨道上会持续很长时间。据估计，每天有5至20个人造物体脱轨。这种空间废弃物也不是完全无害的。 1983年挑战者号航天飞机带着龟裂接受舱返回地球时，查明这裂纹是它和人造碎片碰撞的结果。 1991年9月15日发射的发现号美国航天飞机，在太空飞行中又险遭不测，差一点与前苏联在相近轨道运行的火箭碎块相撞。当时双方相距约2.74公里。空间安全规定，禁止宇宙飞船同其他轨道上任何碎片的距离小于5至8公里。这些火箭碎块是前苏联1977年9月发射的宇宙955号飞船所用火箭的上端部分，有微型汽车那么大，在空间以每小时约25125公里的速度运行。当时发现号航天飞机位于约566公里的高空，速度为28163公里。一旦相撞，其损失不小于1986年挑战者号航天飞机的爆炸，为了防止悲剧的发生，发现号不得不把高度降低16公里。这一事故得以避免应归功于美国的北美防空体系，它在发射当天提前5小时向发现号航天飞机发出警报，发射推迟几分种。如果没有预警，很可能发生机毁人亡的惨祸。 网球大小或更大的物体是特别有害的，专家们估计，目前大约有40000个左右这种物体在近地轨道上。部分废弃物是空间飞船破裂的产物或是它们受外力损坏的结果。1961年美国空军导弹爆炸后，仍然大约有200个碎片在近地轨道空间。反导导弹和其他武器试验可能将数百个，或许数千个碎片送入近地轨道。 高轨道空间也是100多枚使用过的火箭的寄身之处。有的火箭也许还有残余燃料，这些燃料会蒸发和爆炸。而任何爆炸和碰撞将造成更多的碎片。甚至小小的涂料粒，其速度比子弹快许多。如果它撞上高轨道通信卫星，完全可以使卫星穿孔而受到损害。 假如说，飞船和陨石相撞的概率比较低，可以忽略：那么对比之下，飞船和人造碎片相撞的概率要高2至5倍。日前近地轨道的人造碎片还没有构成对载人航天的严重威胁；可航天站与人造碎片的碰撞概率是存在的，对载人航天的危险也是存在的。高轨道碎片对通信卫星的碰撞机会，相对地说少一些，因为那里的人造碎片较少。 随着航天科技的快速发展，人类外空活动急剧增加。在不远的未来，在空间将会出现各类生产空间特殊产品的工厂、天文台、太阳能电站和太空居民站。伴随而来的是在宇宙空间必然会有更多的废弃物出现。而人造碎片无节制的增长，碰撞空间人造结构物的概率也会增加，对人类空间的活动迟早会构成不能忽视的威胁。为了人类在外空活动中的安全，空间人造碎片的增长已经引起科学家们的关注和忧虑。 欧洲航天飞行中心的空间废弃物专家沃尔特·弗卢里说，他相信，若干年内将达成一项国际协议，把所有过期失效的卫星都转移到被称之为“坟场”的轨道上。当前，这项转移工作已由空间国家和国际通信卫星组织自愿进行。例如，300千克重的气象卫星2号，已在它10岁高龄时退役，由更现代化的气象卫星接替它在轨道上的工作。1991年12月，欧洲航天飞行中心的操作人员通过遥控发出指令点燃了卫星上的小火箭，把它转移到了“坟场”轨道上。 过期失效卫星一旦转移到“坟场”轨道后，就不存在撞击电视和通信卫星而中断电视节目的危险了。 人类飞向太空的挫折 遗憾得很，人类航天虽然是无限美好的，但也伴随着风险。在短短 30年载人航天活动过程中，曾出现过不少次危机，也发生过悲剧和灾难。对未来的探索总是伴随着危险的。甚至可以说，这种危险是不可避免的。对航天事业来说尤其是如此：现代载人航天飞船和航天站是高技术系统，极其复杂，由成百个单元和装置构成，功能上要一个问题不出是不可能的。例如，1970年4月11日，美国航天员洛弗尔等三人乘阿波罗13号飞船升空，开始了人类第三次登月考察的旅程。经过两天行程将抵达月球轨道时，突然间，服务舱的液氧气箱爆炸，飞船失去了稳定。登月途中遇险，情况万分危急！幸运的是航天员训练有素，临危不惧，不慌不乱，沉着冷静，在地面测控中心的帮助和指挥下靠着他们的知识、经验和勇敢，在狭小的登月舱使用有限的动力、水和氧气，操纵着登月舱绕过月球，中断登月飞行并安全返回了地球。又如1979年前苏联航天员尼古来·罗卡维什尼科夫和保加利亚航天员乔·拉维诺夫发现他们处于极端危险之中。当联盟33号飞船接近航天站时，其主发动机发生故障。如果备用发动机也失效，那么他们可能成为宇宙的俘虏了。因为不能机动，他们的飞船靠自然减速要经100天后才能返回地球，而联盟33号的飞船只有5天或6天的食物以及3到4天的氧气供应。幸运的是备用发动机工作正常，他们才得以及时返回地球。 再如，有一次前苏联航天员弗拉基米尔·铁托夫和拉弟·斯塔卡罗夫也面临一次极端危险局面。他们的航天飞船定在晚上发射，每一件事似乎都按计划进行。突然之间，宇宙飞船及其运载火箭被包围在火焰之中，眼看顷刻之间粉身碎骨的可怕悲剧就会发生。幸好在可能的悲剧发生之前，一个专门的固体燃料发动机——紧急营救系统——点火，将返回舱从发射火箭中分离出来并把它喷射到约500米到700米的高度，然后通过降落伞着陆在离发射阵地一些距离的安全地方。 无论是在美国，或是在前苏联，在30年的载人航天活动中都发生过很多次危险。其中有不少情况是幸运的，如上述例子转危为安，摆脱了险境；但也有些情况不那么走运，变成航天发展史上的悲剧。人类飞向太空不能不付出沉重的代价。 1967年1月27日，美国肯尼迪空间飞行中的一艘阿波罗飞向正在进行载人航天飞行的地面试验，充满纯氧的飞船座舱里突然起火，阿波罗登月探险计划未出师先失利，第一批三名航天员被火活活烧死。 1967年4月23日，前苏联航天员科马罗夫乘联盟1号飞船在轨道上飞行26小时后返回地球途中，由于降落伞故障飞船坠毁，科马罗夫遇难并成为航天飞行中首先死亡者。 1971年6月30日，联盟11号飞船和礼1号航天站对接成功，飞行24天后在归途中由于座舱空气泄漏，帕查耶夫等3名航天员窒息死亡。 1986年1月28日，在美国佛罗里达州纳维拉尔角肯尼迪航天中心 39B发射台上，挑战者号航天飞机载着 7名航天员升空，进行它的第11次航天飞行任务。飞行60秒，高度10公里，为突破音障航天飞机加速到全速。这时固体助推器突然冒出火焰，飞行第73秒时外挂燃料箱爆炸。碧空传来一声巨响，航天飞机与地面的无线电联系骤然中断，挑战者号航天飞机在数秒钟内化成一团火球。从火球和浓烟中散射出的无数碎片像流星雨一样散落在大西洋的洋面上。发射场上数千名观众和地面操作人员以及在荧光屏前观看发射实况转播的观众，都被这一突发事件惊呆了。没有一个人愿意相信眼前发生的这一可怕情况是真的；在人类飞向太空的征途中，发生了最大的一次航天悲剧。 |
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