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太空1年生活錄:「俯瞰」亞洲的空氣 就像病了一樣

該故事出現於近期的《國家地理雜誌》上

美國宇航局宇航員斯科特·凱利(Scott Kelly)曾連續在太空中停留340天,參加活人太空科學實驗。凱利受到不間斷監測,以便幫助研究人員了解身體在太空中如何反應,眼睛如何適應太空中的苛刻條件等。在距離地球300多公里遠的國際空間站上,斯科特參加了3次太空行走,圍繞地球軌道飛行了5440圈,他於2016年3月回到地球上。在這裡,他揭示了長期太空旅行面臨的生理和情感挑戰。

圖1:凱利在國際空間站上自拍,背景中可以看到地球

在300多公里遠的太空中,我發現自己正以大多數人無法體驗到的直觀方式觀看地球,包括海岸線、地形、山脈以及河流等。世界許多地方都被空氣污染,尤其是亞洲,這些地方似乎生病了,需要治療或至少一個治療的機會。我們地平線上的大氣線看上去就像眼睛離的隱形眼鏡那樣薄,它的脆弱似乎需要我們來保護。

我最喜歡地球的景色之一在巴哈馬群島,那裡有著從淺到暗、顏色鮮明的對比。充滿活力的海洋呈現深藍色與更加明亮的青綠色相融,打旋的東西看起來就像黃金,實際上是太陽反射的淺沙和珊瑚礁。每當有新的宇航員來到國際空間站,我總是要帶他們去Cupola模塊倉,它完全由玻璃打造,可以透過窗戶俯視地球,包括巴哈馬群島。那景象總是提醒我停下來欣賞地球上的風景,這是少數人才能有幸體驗到的。

有時候看著窗外的時候,我突然意識到,對我來說每個活著或死去的重要的人(除了我們6個宇航員),都在下面這個星球上。而其他時候,我知道這些工作在我身邊的人對我來說就是全部人類。如果我要和某個活生生的人交談,看著某人的眼睛,請求某人的幫助,和某人分享晚餐,那隻能是他們5人中的某個人。

這是我的第四次執行太空任務,也是第二次在國際空間站上駐留,我已經在這裡待了3個星期。自從我第一次在太空中醒來後,我越來越了解自己所在的地方。但由於身體定位方面的差異,我依然常常感到困惑。我醒來時發現自己是頭上腳下顛倒的,因為在這種黑暗且沒有重力的情況下,我的內耳只能在狹小的空間中隨機猜測身體的位置。當我打開燈時會產生錯覺,房間似乎在快速旋轉,並重新定位在我身邊,雖然我知道這是大腦調整以應對新的感官輸入所致。

對於我來說,宇航員宿舍只是勉強夠大,裡面塞滿了睡袋、筆記本電腦、衣服、化妝品、Amiko(我的女友)和女兒的照片,以及幾本平裝書。還沒有從睡袋裡出來,我就把牆上掛著的兩台電腦中的一台喚醒,看看我的日程安排。今天的大部分時間將被長長的任務標籤「DRAGON CAPTURE」所佔據。

國際空間站有時被描述為一個物體,比如:「國際空間站是迄今為止人類製造的最昂貴物體」,「國際空間站是唯一由不同國家製造零部件並在太空中組裝的物體」,這些描述都是真的。但是當你在空間站里待上幾天、幾個星期甚至幾個月的時候,它就不象是一個物體了。我們感覺它就像個擁有自己獨特個性和特定的地方。它有里有外,擁有無數個房間,每個房間都有不同的用途,有自己的設備和硬體,還有獨特的感覺和氣味。每個模塊都有自己的故事和自己的怪癖。

從外面看,國際空間站就像個巨大的空汽水罐,它們端對端連接起來。空間站的面積與足球場大小相當,主要由美國和俄羅斯製造的五個模塊組成,還有來自歐洲、日本的更多模塊。其中,美國的模塊主要連接左右舷和太空港口,而俄羅斯模塊主要連接上下兩端,我們也稱這些方向天頂和天底。

在我第一次訪問空間站和這次任務的過程中,它已經增加到了七個模塊,體積膨脹了很多。這種增長不是偶然的,而是反映了20世紀90年代空間站項目開始以來就規劃好的裝配順序。每當有新的航天器與空間站接軌,就會有新的「房間」出現,它們通常位於空間站靠近地球的一側。

隨著我們將貨物卸下,那些房間會變得更寬敞,但在我們裝填垃圾的時候,這些空間又會變小。那不是我們需要空間,特別是在美國這邊,空間感覺很寬敞,事實上我們很容易在這裡錯過彼此。但是,這就像額外的空間出現,而在我們的安排下它們又會消失,這是大多數家庭所沒有的奇怪特徵。

圖2:2015年11月份,凱利進行了長達7小時48分鐘的太空行走中,以便重新配置冷卻裝置。他被安全地拴在空間站上,身上僅有太空服保護他不受輻射和其他太空因素危害

在太空梭退役之前,美國宇航局就與私營公司簽訂合同,要求後者開發能夠向空間站提供補給的航天器,並在將來某個時候為宇航員提供運送服務。到目前為止,最成功的私營公司就是美國太空探索技術公司,它更多被稱為SpaceX,已經研發出「龍」飛船。就在昨天,一艘「龍」飛船剛剛從卡納維拉爾角的發射架上升空,並進入距離我們10公里的安全軌道上。

今天早上,我們的目標是利用空間站的機械臂捕獲它,並把它連接到空間站的對接埠上。捕獲來訪航天器的過程有點像玩測試手眼協調性能的電子遊戲,只不過它涉及到價值數億美元的真正設備。小小失誤不僅會使我們失去或損壞「龍」飛船以及上麵價值數百萬美元的物資,就連輕微手抖都可能導致航天器撞上空間站。此前補給船曾發生過事故,貨運飛船撞上俄羅斯老舊的和平號空間站,幸運的是,上面的宇航員沒有在解壓過程中遇難。

這些無人航天器是我們可以從地球獲得補給的唯一途徑。俄羅斯的聯盟號飛船有能力向空間站送出3名宇航員,但幾乎沒有空間運送補給。利用「龍」飛船和獵鷹火箭,SpaceX迄今已經取得很多成功。2012年,該公司成為第一個到達空間站的私營公司。自那時以來,SpaceX已經成為我們的常規補給供應商,並希望未來幾年利用飛船運送宇航員。如果能取得成功,SpaceX將成為首家將人類送入太空軌道的私人公司,這次發射將是自太空梭於2011年退役後,宇航員首次從美國離開地球。

現在,「龍」飛船為我們送來1950公斤重的補給物資,包括食物、飲用水和氧氣;能讓我們維持生存的系統零部件和其他用品;衛生保健用品,比如針頭和可用於抽血和儲存樣本的真空管和藥物;服裝、毛巾和浴巾等,所有這些都需要在使用後扔掉。「龍」飛船也將為我們帶來新的科學實驗設備和樣本,以支持當前進行的實驗。值得注意的是,在科學實驗中還有少量活老鼠,它們被用於幫助研究失重對骨骼和肌肉的影響。

圖3:凱利2017年出版的回憶錄《耐力:我在太空這一年》(Endurance: My Year in Space)

每艘補給飛船還攜帶著來自地球家人的小包裹,這是我們一直期待的,還有我們只能享受幾天的新鮮食品,直到吃完或它們壞掉。在空間山上,水果和蔬菜似乎比地球腐爛速度快得多。我不知道為什麼,看到這個過程讓我擔心同樣的事情也會發生在自己的細胞中。

我們特別期待這艘「龍」飛船的到來,因為2014年10月份另一艘補給船起飛後發生爆炸,那是美國承包商包商Orbital ATK運營的Cygnus。空間站的供應遠遠超出了目前駐留人員的需要,因此當這些物資丟失時,這裡沒有立即耗盡食物或氧氣的危險。不過,這是多年來首次為國際空間站運送補給失敗,導致價值數百萬美元的設備損失。像食物和氧氣之類的重要物資的損失,使每個人都在想:如果連續發生這樣的故障,結果會發生什麼?

這次爆炸幾天後,維珍銀河公司開發的實驗性太空飛機在莫哈韋沙漠墜毀,造成副駕駛員喪生。當然,這些失敗是不相關的,但是其發生的時間讓我們感覺到,多年的成功之後,一連串的壞運氣可能會降臨到我們身上。

回到我的工作區,我穿好衣服,瀏覽點擊各種電子郵件。穿衣服也是件麻煩事,你不能「坐」或「站著」,但我已經習慣了。最具挑戰性的事情是穿襪子,沒有重力物我彎下腰,我只使用核心力量和靈活性,把我的腿抬到胸前。想穿什麼衣服不存在挑戰,因為我每天都穿同樣的衣服:有許多口袋的卡其布褲子,穿過大腿的Velcro尼龍搭扣,不能彎腰放東西的時候這非常關鍵。

我已經決定嘗試衣服可以穿多久,這不禁讓我想起去火星的主意。內衣可以穿4天而非2天嗎?一雙襪子穿1個月嗎?一條褲子可以穿6個月嗎?我的目標是找出答案。我穿上自己最喜歡的黑色T恤和運動衫,因為它陪伴我第三次執行太空任務,可能是服裝史上旅行最多的一件衣服。

穿好衣服後準備吃早飯,我打開宿舍門。我推著後牆飄出去,不小心踢到了鬆散的平裝書:《耐力:沙克爾頓不可思議的旅程》(Endurance: Shackleton』s Incredible Voyage),它由艾爾弗雷德·蘭辛(Alfred Lansing)所著。在前一次執行太空任務時,我也帶著這本書。有時我在空間站中度過漫長的一天後,會翻閱一下這本書,並仔細思考這些探險家100多前經歷了什麼。

他們被困在浮冰上幾個月時間,被迫殺死自己的狗作為食物,險些在嚴寒中被凍死。他們徒步穿越了曾被視為不可逾越的山脈,即使裝備精良、補給充足的探險者都認為無法翻越。最值得注意的是,探險隊中沒有任何人失蹤。當我試圖把自己放在他們的位置上時,我認為不確定性肯定是最糟糕的。他們肯定在想自己是不是能活下來,這種懷疑肯定比飢餓和寒冷還要糟糕。

當我讀到他們的經歷時,我想到他們比我難多了。有時我會特地為此選擇那本書。如果我傾向於因為想念自己的家人而感到遺憾,或因為隔離感而感到沮喪,讀了幾頁關於沙克爾頓遠征的故事會提醒我,即使在我當前所處的情況下,在某些方面,我肯定無法完成他們取得的成就。我把書塞進了其他私人物品中,也許今晚睡覺前我會讀幾頁。

「龍」飛船現在進入到距離我們10公里的軌道中,並與我們28163公里的時速相匹配。我們可以在外面的攝像機上看到它閃爍的燈光。很快,SpaceX位於美國加州霍索恩的地麵糰隊會控制它接近空間站,2.5公里、1.2公里,然後是250米、30米、10米。在每個停止點,地麵糰隊都會檢查「龍」飛船的系統,並評估其位置,然後再繼續下一個階段。

在250米之內,我們將開始介入,以確保飛船保持在安全走廊內,並按預期進行操作。如果有必要,我們準備中止這個過程。當「龍」飛船足夠接近時,我的同事薩曼莎·克里斯托弗雷蒂(Samantha Cristoforetti)將利用空間站的機器人手臂抓住它。這是個極其緩慢、深思熟慮的過程,這其中的許多東西在電影和現實生活之間截然不同。

在電影《重力》(Gravity)和《2001:太空漫遊》(2001: A Space Odyssey)中,到訪的飛船會通過拉鏈連接到空間站上,並鎖定它;然後一個艙口打開,人們通過,整個過程約90秒。但在現實中,我們操作飛船需要非常小心,飛船與空間站都是對方的致命威脅,越靠近危險越大,為此我們需要慢慢操作。

克里斯托弗雷蒂將在Cupola模塊倉重點機器人工作站中操作機器人手臂。空間站上唯一的美國宇航員特里·維爾茨(Terry Virts)會充當克里斯托弗雷蒂的助手,我也會幫忙。特里和我擠入克里斯托弗雷蒂所在的Cupola模塊倉里,越過她的肩膀觀看屏幕上的數據,它們顯示著「龍」飛船的速度和位置。

圖4:這是2015年,日本航天器為國際空間站帶來近5噸重硬體和補給,下面是地中海東部沿岸

和我一樣,在加入美國宇航局之前,特里是空軍試飛員。他的呼號是弗蘭德斯(Flanders),即《辛普森一家》(The Simpsons)中的原型奈德·弗蘭德斯(Ned Flanders)。特里擁有弗蘭德斯的積極態度,包括樂觀、熱情以及友善等。我發現他很有能力,我很欣賞他這樣的領導者。他是一個共識建立者,而非獨 裁者。自從我來到這裡以來,他始終尊重我以往的經驗,總是樂於聽取關於如何做得更好的建議。他喜歡棒球,即使在空間站上也從未放棄過,尤其是Astros或Orioles比賽時。

克里斯托弗雷蒂是曾擔任義大利空軍戰鬥機飛行員的少數女性之一,絕對勝任任何相關技術。她也很友好,總是面帶笑容,除了具備參加太空飛行的其他資格外,她還有一個難得的語言天賦。她能夠流利地聽講英語和俄語(國際空間站上的兩種官方語言),還會法語、德語和義大利語。現在,她還在學習漢語。

對於那些希望參加太空飛行的人來說,語言可能是個挑戰。我們必須都會說第二語言(我已經研究俄羅斯多年,我的宇航員同事說英語比我說俄語的情況更多),但如果不會講英語或俄語,歐洲和日本宇航員學習這兩種語言會增加很多負擔。對克里斯托弗雷蒂來說,這完全不是問題。事實上,她的俄語和英語都很好,她有時充當宇航員之間的翻譯,即使是我們要談論一些微妙或複雜的事情。

位於休斯頓任務控制中心的加拿大宇航員大衛·聖亞克斯(David Saint Jacques)將指導我們通整個捕獲過程,在「龍」飛船靠近空間站的每個停留點,他都會宣布飛船的位置。聖亞克斯說:「龍飛船在外環200米內。」所謂外環是圍繞空間站的假想半徑邊界,用來保護我們避免意外碰撞。到了這個位置,空間站中的宇航員有權終止整個過程。這意味著,如果我們失去了與休斯敦的聯繫,或者「龍」飛船在走廊之外,我們可以自己決定關閉這個進程。

特里回復稱:「休斯敦,捕獲條件得到確認。我們已經準備好了捕獲龍飛船。」在10米距離時,我們關閉了空間站的推進器,以防止意外顛簸。克里斯托弗雷蒂控制機器人手臂,她用左手控制手臂變化(進、出、向上、向下、向左、向右),她的右手來控制手臂旋轉(俯仰、翻滾和偏航)。克里斯托弗雷蒂伸出機器人手臂,觀看顯示器,它們是機器人手臂上的「手」或「末端執行器」的攝像機看到的視圖,還有兩個視頻屏幕顯示「龍」飛船的位置和速度數據。

克里斯托弗雷蒂還可以透過大窗戶看看她在做什麼。她慢慢地、小心翼翼地把機器人手臂伸出空間站,一寸寸地讓飛船與空間站接近,絕沒有搖擺或偏離軌道。在中央屏幕上,「龍」飛船的抓鉤裝置變得越來越大。她作出精準的調整,使飛船和機器人手臂完美地結合。手臂慢慢地伸過來,它幾乎觸到了「龍」飛船。克里斯托弗雷蒂突然扣動扳機,並高呼「捕捉到了」!很完美!

在「龍」飛船和國際空間站之間加壓的過程需要幾個小時,最重要的是要正確地進行。「龍」飛船對國際空間站構成的危險還沒有結束,任何錯誤都可能導致減壓。所以克里斯托弗雷蒂和我一步一步地穿過台階。我們直到第二天早晨,才會打開通往「龍」飛船的國際空間站艙口。

當克里斯托弗雷蒂滑出的時候,我聞到了明顯不同尋常的氣味。有點兒像燃燒的味道,還有金屬味兒。這不禁讓我想起了「國慶節」的煙花氣味,而這就是太空的氣味。經過一系列的程序,我們終於打開「龍」飛船的艙口,我們的護理包上有明確標記,很容易找到,以及小鼠和新鮮食品。特里和我把包分發給每個人,感覺有點像聖誕老人。

我終於在我的船員宿舍里打開了我的護理包,裡面是來自Amiko的詩歌和巧克力(她知道我在太空中想吃糖果,雖然在地球我不太喜歡甜食);新式鞋帶,因為在沒有重力的情況下系鞋帶很難;一瓶弗蘭克辣醬;我孿生兄弟馬克的照片,顯示兩個紅頭髮的小男孩正用手指著相機,背面寫著:「希望那裡的WCS有用!」WCS代表垃圾收集系統,這裡指太空馬桶;還有來自我的女兒夏洛特和薩曼莎的卡片,他們獨特的字跡很容易辨認。

我把所有的東西都收起來,吃了一塊巧克力,再檢查一下我的電子郵件。我在睡袋裡待了一會兒,想著我的孩子們,想著他們正在做什麼,然後進入了夢鄉。

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