2025年第四期 太空生活趣事多

2025-04-14


由于缺乏引力 , 空间站处于微重力或零重力的状态。那么,怎样证明失重的状态呢?科学家曾在空间站上进行了燃烧试验和水试验。燃烧试验结果表明:地球上的火苗呈水滴形,而空间站上的火苗则为圆形。

在地表和空间站状态下的燃烧试验对比

水试验结果表明:一瓢水泼出去,立刻缩成一个晶莹剔透的圆球。

失重状态下的水球


异于地表的生活环境

人体内的体液都属于液体。在地球上 , 因为存在地球引力,集聚在头部位置的体液较少。在失重环境中 , 集聚在头部的体液大量增加,容易导致头痛、眼睛充血、青筋凸起和脸部肿胀等症状 , 因而被称为“月亮脸”或“太空脸”。


在空间站,由于没有重力,一切都是轻飘飘的,甚至连航天员的头发都能飘起来。这时,航天员就需要像婴儿一样重新学习生活技能。飘浮在空中的航天员若想要移动一下当前的位置,只要抓住周围固定的把手和物体,轻轻一拉一推,便能飘浮着前进、后退、转弯和翻筋斗。

我国女航天员王亚平在空间站演示太空失重状态

在太空的微重力环境下,航天员除了会出现“月亮脸”,长高也属正常现象。2018年1月10 日,国际空间站上的日本航天员金井宣茂在微博上写道:“大家早上好!今天,我要宣布一个重要的消息。我们刚刚测量了身高……哇哦!我竟然长高了9厘米!我在3周的时间里就像植物一样长大了……我有点担心,当要返回地球时,自己是否还能坐进返回舱。”

日本女航天员山崎直子的“月亮脸”

当回到地球后,航天员就又会变回原来的身高。对此,金井宣茂笑着说道:“我的脊椎好比是一个大弹簧。在地球上时,它处于稍稍压缩的状态,进入太空后,‘扑哧’一下拉伸开一些。”


在太空中,航天员会分不清上下左右,失去了空间感和方向感,这就容易罹患太空病。为了具备空间感和方向感,航天员要在舱壁上悬挂一些文字标识、图片或画像等,营造一种上下左右的方向感。在我国天宫空间站内,就将地板的颜色涂刷为灰色,顶部设置为蓝色,置身其中仿佛脚踏大地,头顶蓝天。


为了尽量仿造地球环境 , 空间站内安装了空气调节器,可以调节空气成分、压力、温度和湿度。空间站内的空气成分与地球上一样,氧气约占21%,氮气约占78%,气压为1个大气压,温度为18~25℃。航天员穿着春夏季的衣服就行了。


航天员的太空日常

空间站运行在400~450千米的轨道高度上,每天环绕地球飞行16圈。因此,航天员每天能观赏到16次日出和日落,每环绕地球一圈飞掠100多个国家。这是一件既幸福又苦恼的事情!苦恼的是无法分辨到底处于白天还是黑夜,对时间的长短也没了感觉。因此,空间站上实行8小时工作制,一天三班倒,以地球时间为标准安排一天的工作和生活。

国际空间站的“救生艇”——俄罗斯“联盟号”飞船随时待命

在空间站里,航天员保持健康非常重要。在这里没有妙手回春的医生,只有紧急医疗包。每位航天员都接受过紧急医疗训练。如果患上急症或出现生命危险,就需要搭乘“救生艇”返回地面。至今,国际空间站上一直停泊着2艘以上的“救生艇”——飞船。我国天宫空间站也停泊着1~2艘救生飞船。空间站万一发生重大事故,航天员便可马上乘坐飞船撤离。50多年了,国际空间站从未动用过“救生艇”。


航天员处于空间站内失重的环境下,且运动量大减,会导致肌肉萎缩。为了预防失重对人体的危害,航天员每天必须花2小时锻炼身体。空间站里配备有跑步机、健身器和动感单车等健身器材。但与地球上健身不同的是,航天员需要用绳索捆绑住自己,以防锻炼时飘浮起来撞上舱壁。

美籍华裔航天员卢杰身穿夏威夷衬衫,在挂着航天先驱照片的舱内锻炼身体

太空中最奇特的经历,当数睡觉。在空间站环境下,航天员到底是白天睡觉,还是晚上睡觉?答案是想睡就睡。当想要睡觉时,航天员就将舷窗遮住,营造适合睡眠的昏暗氛围。在空间站上的睡姿,堪称一种功夫。航天员可以把睡袋随意捆绑在舱壁上、天花板上或地板上,躺着、站着、大头冲下都可以入眠,但一定要固定住,不然便要四处“梦游”了。


航天员将卫生间美其名曰“化妆间”。在国际空间站里,俄罗斯设计了2个卫生间,分别位于“红星号”和“宁静号”舱里。太空卫生间的科技含量极高,但使用起来并不如地球上那么方便。因为空间站是一个失重的环境,航天员先要将双脚和下身固定好,然后双手握住马桶两侧的扶手后才能如厕。需要注意的是马桶下水道的孔径很小,航天员的臀部必须与马桶边缘紧贴,以确保马桶内部与外界完全隔绝,这样屎尿才不会飞出来污染洁净的舱内环境。

太空卫生间里的马桶

在空间站里除了空气之外,最珍贵的生活必需品便是水。货运飞船和航天飞机穿梭往返,为空间站送去来自地球的水。国际空间站每一升水的运费是2万欧元,约合16万元人民币。为了节约用水,空间站上安装了水分搜集器,搜集航天员的尿液和空气中的水分,将其过滤后变成纯净水。纯净水的味道怎样?航天员的答复是干净透亮,没有臭味!因为其中不含矿物质,所以口感非常淡。


太空中的水资源如此宝贵,那么,航天员怎样洗漱和理发呢?他们通常会使用一种可食用的牙膏刷牙。洗发则使用不用冲水的清洗液。在太空的微重力环境下,洗澡可是一件大事。航天员通常都是用湿巾擦拭一下身体,最奢侈的洗澡方式也不过是钻进一个盛有水的大塑料袋里动作轻柔地洗。

美国航天员凯迪·科尔曼为欧洲航天员保罗·内斯波利理发

而理发则更麻烦一些。为了防止碎发到处飘飞,一种理发器+吸尘器的专用理发器——真空吸尘器诞生了。这款真空吸尘器能够从太空环境中吸收自由漂浮的头发微粒。


在国际空间站 , 驻留人数少则3人 , 最多时达13人;个人驻留时间少则十天半个月,多则一年多。虽然空间站的生活单调乏味,但航天员的意志却非常坚强。他们想方设法将太空生活过得有声有色,丰富而多彩。太空生活好玩吗?世界上第一位太空游客丹尼斯·蒂托曾坦言道:“好玩,但不好受!”


航天员的首要任务

在空间站上,航天员担负的最重要的任务就是科学实验。


2012年11月,美国宇航局制订了一个基因研究计划。该研究计划设想让双胞胎中的一个兄弟在太空生活一段时间,而另一个在地球生活,以此来研究太空环境对人类基因会产生什么影响。

美国双胞胎航天员:哥哥斯科特(右)和弟弟马克(左)

美国宇航局决定让迄今唯一一对飞上过太空的双胞胎航天员作为此次的研究对象——哥哥斯科特·凯利曾3次飞上太空,飞行时间为180天。弟弟马克·凯利 次飞上太空,飞行时间为54天。


这是一次有关生命科学的基因医学实验。2015年3月27日,斯科特搭乘“联盟-TMA16 号”飞船飞往国际空间站。2016年3月2日,他搭乘“联盟-TMA18 号”飞船返回地球。此次实验,斯科特在国际空间站共生活了340天8小时42分,总计环绕地球飞行了5356圈。

斯科特正在进行基因医学实验

通过此次实验,科学家最终确认:太空生活会改变人类基因的表达方式。该实验结束6个月后,斯科特的大部分基因表达恢复了基准水平,但仍有7%的基因表达存在变化。基因表达会影响基因如何读取或表达,但不影响用于遗传的基因代码本身。

人体细胞染色体末端的端粒

人体细胞染色体末端有一种端粒。染色体每复制一次,端粒就缩短一点。如果端粒消耗完了,那么人体也就走向了死亡。端粒与细胞老化及人类寿命有着密切的关系。科学家发现斯科特的细胞染色体端粒变长了。这表明人类在太空环境中能延长寿命,这绝对是个好消息!但坏消息是:当回到地球,斯科特的细胞染色体端粒就迅速恢复到了正常值。


对此,科学家评价道:“这个实验结果非常振奋人心。它是目前关于人类生物学最全面的报告。我们将了解保护和修复遗传变化的方法,为更长远的太空任务作准备。比如人类登陆火星,甚至更远的深空。”


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文 / 天 星 严 磊 ( 金睿航天科技公司 )

来源 /《科学24小时》


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