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就決定是你上天了,動物宇航員!

編者按:

4月20日,我國第一艘太空貨運飛船「天舟一號」發射升空,其除了要完成與天宮二號的交會對接以及推進劑補加試驗外,近日它將撤離天宮二號,獨立飛行三個月,期間開展若干項生物實驗。

本次天舟一號所攜帶的生物樣本主要為生物細胞,然而在人類航天史上,我們也曾送許許多多的動物航天員上過太空,它們為人類航天事業做出了不可磨滅的貢獻。

航天員培訓哪家強?從下圖可以看到,說到航天員的數量,美國一枝獨秀,俄羅斯底蘊猶在,而我國航天事業正在蓬勃發展。

就決定是你上天了,動物宇航員!

各國航天員人數

自1961年前蘇聯航天員加加林進行太空行走以來,全世界有超過500名人類航天員曾經「上過天」。不過,還有一類航天員,它們的數量要更加龐大。例如1998年美國「哥倫比亞」號太空梭第25次飛行,除了7名人類航天員,還有超過2000名「特殊」的宇航員同行——1500多隻蟋蟀、223條箭魚、170隻實驗鼠和135隻蝸牛。

時至今日,人類航天活動如此頻繁,動物上太空,已經很難引起轟動效應。然而,細數航天技術發展的歷史,可以發現人類能走出地球,與動物航天員們的鋪墊和犧牲是分不開的。

幾十年來,一批批動物被送上太空,要麼代替人類進行危險的旅程,要麼被當成實驗對象。這裡就盤點一些較為著名的動物航天員。

執著於猴子的美國人

美國是最早開始太空動物試驗的國家。1946年至1947年,美國在白沙試驗場先後發射了8枚火箭帶著植物種子、細菌芽孢和果蠅等生物上天,這應該是最初的太空宇航員實驗。

早期火箭發射的高度還都比較低,大部分的動物都還算不上「動物航天員」。外太空的起點通常被認為是距離地面100千米高的空中,被稱為「卡門線」(Kármán line)。只有飛到卡門線高度以上,才認為是真正進入外太空。

1947年美國用V-2火箭送一隻果蠅到109千米高空;1948年美國將一隻編號為阿爾伯特一號(Albert I)的猴子送到62千米高空,但不幸的是,它在降落時摔死了;1951年,美國送到天上的11隻小鼠生還,但同行的猴子降落後2小時依然死亡;直到1952年,2隻猴子才實現上天之後的成功回收。

就決定是你上天了,動物宇航員!

狹小火箭中的動物

美國人執著於猴子,是因為猴子的生理結構與人類相似。猴子往往是麻醉後上天的。最早上天的猴子是剛才提到的1948年的阿爾伯特一號(Albert I),但它所乘坐的火箭沒有飛到卡門線高度(100千米)。真正意義上的第一隻太空猴是它之後的阿爾伯特二號(Albert II),1949年它乘坐的火箭飛到了134千米高。阿爾伯特二號同樣因為降落失敗死去。

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第一隻進入外太空的太空猴:阿爾伯特二號

鍾情於狗的前蘇聯

前蘇聯從一開始就鍾情於狗,因為他們認為狗能更長時間忍耐惡劣的發射環境。

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航天狗萊伊卡

1949年到1958年,前蘇聯曾把42隻狗發射升空。

1957年11月3日,第一個到達地球軌道、真正的動物宇航員誕生了——前蘇聯發射了人造地球衛星2號圍繞地球飛行,衛星近地點約211千米高,遠地點約1659千米高。衛星上搭乘了一隻名叫萊伊卡(Laika)的小狗。它是第一隻到達地球軌道高度的動物,可惜由於缺乏空氣和水僅存活了2天。

平安返回安度餘生的黑猩猩

第一隻進入外太空的黑猩猩則叫做哈姆(Ham)。

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航天猩猩哈姆

1961年1月,哈姆作為宇宙飛船「水星號」的唯一乘客進入253千米高的外太空,成為第一個到達外太空的類人動物。

它的任務相當重大——當看到儀錶盤閃現藍光時,扳動拉杆引導降落。在地面上是通過香蕉和電擊來訓練哈姆學習這項操作的。哈姆成功完成了任務,太空艙墜入大西洋,營救人員打撈起太空艙,給出艙的哈姆一個蘋果和半個桔子作為獎勵。

哈姆在這次太空之旅中毫髮未損,後被送到美國華盛頓國家動物園生活了17年,最終在北卡羅來納州動物園去世,享年25歲。

進入太空的喵星人

1963年法國發射Veronique AG1火箭將一隻來自巴黎的、名為Félicette的黑白色母貓送到了156千米的太空中。

就決定是你上天了,動物宇航員!

帶有Félicette爪印的照片和它航天生還的報紙新聞報道

這是一次非軌道飛行,持續約15分鐘。它是世界上第一隻也是唯一一隻進入過太空的貓。最終它成功生還。

水熊,生命力頑強的寶寶

後來,太空中進行了越來越多的動物實驗。在一些實驗中,蟋蟀能夠生出小蟋蟀,初生的老鼠能學會爬行,而水熊竟然能夠在真空和太陽輻射雙重嚴酷條件下存活!

就決定是你上天了,動物宇航員!

水熊被證明能夠在真空和太陽輻射雙重嚴酷條件下存活

水熊不是「熊」,也稱為水熊蟲(Water Bear),是對緩步動物門(Tardigrata)生物的俗稱,有記錄的約有900餘種,其中許多種是世界性分布的。水熊體型極小,最小只有50微米,而最大的則有1.4毫米,必須用顯微鏡才能看清,其身體表層覆蓋著一層水膜,用於避免身體乾燥,同時可呼吸水膜中的氧氣。

在太空實驗中,水熊在太空環境中都生活得很好,和在地面上沒有多大區別。但是遭受太空環境和太陽輻射雙重考驗後的樣本,被放回水中只有10%存活了下來,並且,所有的幼蟲都沒有孵化出來。儘管如此,這也是人類迄今為止發現的第一種在雙重暴露下仍然有樣本存活的動物。

遭遇抗議的哥倫比亞號動物實驗

前邊說到的「哥倫比亞」號太空梭,其貨艙中放置了一個神經實驗室用於生物實驗。如較著名的第25次飛行(受到了動物保護組織的抗議),7名航天員進行26項(11項以人類航天員為實驗對象,15項以動物為研究對象)以研究大腦和神經系統為主的生物學實驗,旨在發現地球上特有的疾病,如失眠、血壓異常及暈車船症等常見病的新療法。

一些和動物有關的實驗包括了如摘除實驗鼠大腦觀察大腦在失重下的變化、解剖懷孕母鼠觀察胎兒發育、觀察幼鼠學會在失重條件下爬行等。

哥倫比亞號太空梭在2003年最後一次飛行時,還攜帶了蠶、蜘蛛、蜜蜂、螞蟻和魚等動物,最後遺憾失事,其殘骸中依然發現了活著的線蟲。

我國的太空動物實驗

2008年兩隻蜘蛛隨「奮進」號太空梭進入太空,並在失重環境中編製了蜘蛛網。

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太空蜘蛛編織的蛛網

2014年俄羅斯發射了一顆名為Foton-M4的科學實驗衛星,攜帶了五隻壁虎觀察其在太空中如何交配,遺憾的是返航後發現壁虎全部死亡。

就決定是你上天了,動物宇航員!

壁虎太空交配實驗

動物航天員可以說是一個國家新興航天事業的指向標和先行者。我國的航天事業起步於上世紀五六十年代,其空間科學探測的第一步,也是從動物試驗開始的。

1964年7月19日,一群大白鼠隨著我國發射的第一枚生物火箭「T-7AS1」進入了太空。之後,有兩隻小狗參加了上天試飛實驗,一隻叫「小豹」,一隻叫「珊珊」。1966年7月15日「小豹」乘坐的「T-7AS2」火箭從安徽省廣德火箭發射基地發射,1966年7月28日 「珊珊」也乘坐「T-7AS2」火箭在這裡上天,兩次試驗兩隻小狗宇航員均安全返回。

反觀伊朗也試圖用動物航天試驗打開宇宙的大門,並在2013年宣稱將猴子航天員用火箭送到了距地120千米的太空中並回收,不過之後被廣泛質疑真實性——根據照片,上天前後的猴子被認為不是同一隻。

就決定是你上天了,動物宇航員!

伊朗宣稱的航天猴上天前後相貌有些不同

動物航天員們曾在航天史上有著光輝的過去,將來也會長期服務於人類航天事業。上天大概不是它們的本願也不是它們的幸福,但讓我們尊重和緬懷它們。

作者:王錚(中國科學院國家空間科學中心)

文章首發於科學大院,空間中心供稿

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