在空間站“吃喝拉撒”，是何種感受？

董健

2017年，歐洲宇航局公布了法國(guó)宇航員在國(guó)際空間站吃“馬卡龍”的照片。

隨著中國(guó)的“天宮”空間站正式進(jìn)駐航天員，算上美國(guó)和俄羅斯等國(guó)合伙搞的“國(guó)際空間站”，人類(lèi)在太空里又有了兩個(gè)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)中的空間站。宇航員在空間站的生活是個(gè)很有意思的事情，這跟乘坐飛船環(huán)繞地球幾圈有著本質(zhì)的不同，相比飛船的飛行時(shí)間，空間站要累月成年地在軌道飛行，宇航員在這里生活的時(shí)間，少則數(shù)周長(zhǎng)則論年。如果在短時(shí)間里有各種不便，宇航員也可以忍耐一下：可以吃郵票大小、用糯米紙膜包裹的即食食品，可以用紙尿褲湊合一下解決排泄問(wèn)題……但是到了累月成年的份上，他們?cè)撛趺催^(guò)？比如俄羅斯宇航員謝爾蓋·克里卡列夫和謝爾蓋·阿夫杰耶夫都在空間站停留了2年，美國(guó)女宇航員佩吉·惠特森也有534天，這種不便性就可能壓到人的生理忍耐極限了，因此必須想辦法解決。但在太空里，人類(lèi)的生存面臨著幾個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)——失重、物資支持和空間有限，這讓解決宇航員的長(zhǎng)期生存問(wèn)題變得尤其棘手。

失重與碎末

失重，從電視里看起來(lái)是個(gè)蠻好玩的事情：不管多重的包裹宇航員都可以輕松地用手指提起，而且他們也不再需要走路，可以用手腳劃動(dòng)空氣就能飛來(lái)飛去?？墒牵@會(huì)給普通的日常生活帶來(lái)多少麻煩呢？有這樣一個(gè)笑話：在太空里，美國(guó)宇航員想寫(xiě)航行日志，可是鋼筆和圓珠筆是用不了的，因?yàn)槭е貙?dǎo)致墨水不會(huì)自動(dòng)流向筆尖。最后不得不花了200萬(wàn)美元開(kāi)發(fā)了一種內(nèi)部充氮?dú)猓脷鈮和苿?dòng)油墨的圓珠筆。美國(guó)人很好奇，蘇聯(lián)人是如何解決這個(gè)問(wèn)題的？終于，在美國(guó)的航天飛機(jī)和蘇聯(lián)的和平號(hào)空間站對(duì)接時(shí)，他們專(zhuān)門(mén)問(wèn)了一下，結(jié)果是蘇聯(lián)人從口袋里拿出了——鉛筆。

當(dāng)然，這終歸只是個(gè)笑話，因?yàn)樵谔绽锲胀ǖ你U筆也是不能隨便使用的！鉛筆的筆芯是由石墨混合黏土制成的，在書(shū)寫(xiě)的時(shí)候不可避免地會(huì)有一些微小的顆粒脫落。在地球上，重力會(huì)把這些微小的顆粒變成地上的塵埃，打掃一下自然就沒(méi)事了。可是在空間站里，這也許會(huì)成為要命的問(wèn)題。因?yàn)槭е?，這些四處漂浮的顆粒會(huì)被宇航員吸進(jìn)肺部，日積月累很可能危及其健康。而更危險(xiǎn)的情況是，因?yàn)榭臻g站不存在所謂的“地板”，在有限的空間里四面八方都被塞滿(mǎn)了設(shè)備，而鉛筆的石墨顆粒是良好的導(dǎo)體，當(dāng)顆粒進(jìn)入這些設(shè)備后造成短路，輕則引起設(shè)備故障，重則可能起火引發(fā)爆炸……所以，早期的美蘇宇航員雖然都使用鉛筆，但也必須是特制的，確保不會(huì)在書(shū)寫(xiě)的時(shí)候產(chǎn)生微小顆粒的脫落。即便這樣，特制鉛筆也總有各種不便，于是今天各國(guó)宇航員在空間站書(shū)寫(xiě)時(shí)，還真就采用了大價(jià)錢(qián)開(kāi)發(fā)出來(lái)的氣壓平衡筆。

失重帶來(lái)的麻煩可不止這么一點(diǎn)。宇航員吃飯喝水也要面臨這種挑戰(zhàn)，雖然中國(guó)航天員的食譜很豐富，可吃法就要和在地球上大為不同了。同樣是炒飯，在地球上可以用碗盛飯慢慢吃，在太空里他們可沒(méi)有這么“奢侈”，只能吃裝在密封袋子里的食物，用微波爐或者水浴加熱后，撕開(kāi)一個(gè)小口慢慢地?cái)D著吃。只有吃面條時(shí)可以用上叉子或筷子，放在桌面上的盒子里，而桌面和盒子之間需要有用來(lái)固定的磁性裝置，不然宇航員可能就要追著飄蕩的面條吃面了，那就不是滑稽的問(wèn)題而是麻煩了。同時(shí)，吃的時(shí)候還不可以說(shuō)話！因?yàn)槭澄镲堅(jiān)谑е貤l件下，也會(huì)隨著氣流到處亂飛。同理，喝茶或者果汁時(shí)，只能拿著類(lèi)似奶瓶一樣的裝備慢慢擠。即使他們?cè)谙矔r(shí)——可以看見(jiàn)他們把花生扔在空中慢慢用嘴接住，也絕對(duì)不會(huì)看見(jiàn)他們?nèi)绱巳コ允砥?lèi)的食物，因?yàn)橥瑯訒?huì)產(chǎn)生太多的碎末。

“方便”之難

還是因?yàn)槭е兀a(chǎn)生摩擦力的機(jī)會(huì)也變得稀少起來(lái)。也許你覺(jué)得沒(méi)摩擦是好事，但在太空里上廁所時(shí)，就不會(huì)這樣認(rèn)為了。因?yàn)樾”愕姆醋饔昧芸赡茏屇泔w出去！宇航員不管男女，在上廁所時(shí)，都必須先把自己固定住。這不光是防止宇航員在空間站里碰傷自己，更重要的是防止尿液在空中四處飛舞，否則這不僅是個(gè)“有味道”的麻煩，同樣可能會(huì)帶來(lái)空間站的滅頂之災(zāi)！

針對(duì)小便問(wèn)題，美蘇之間就曾各自腦洞大開(kāi)過(guò)。蘇聯(lián)直接利用了自己的現(xiàn)成技術(shù)“遠(yuǎn)航內(nèi)褲”——當(dāng)年蘇聯(lián)轟炸機(jī)為了確保飛機(jī)性能而不得不壓縮人員活動(dòng)空間，遠(yuǎn)航的飛行員為解決內(nèi)急問(wèn)題，專(zhuān)門(mén)發(fā)明了連在真空泵上的內(nèi)褲。而美國(guó)的遠(yuǎn)程轟炸機(jī)空間足夠，所以有位置專(zhuān)門(mén)設(shè)置了衛(wèi)生間和馬桶。在沒(méi)有這種“技術(shù)儲(chǔ)備”的情況下，美國(guó)想解決太空小便問(wèn)題只能另想法子，結(jié)果發(fā)明出了太空“紙尿褲”。后來(lái)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展演變成為“尿不濕”，太空技術(shù)轉(zhuǎn)為民用，也減少了航天投入的成本，沒(méi)想到“尿不濕”如今在民用領(lǐng)域也能賺得盆滿(mǎn)缽滿(mǎn)。不過(guò)，這兩種辦法應(yīng)付飛船上短期工作的宇航員所需還可以，但對(duì)空間站里長(zhǎng)時(shí)間生活工作的宇航員來(lái)說(shuō)，還是讓人接受不了。所以后來(lái)各國(guó)空間站都設(shè)置了昂貴的太空馬桶，研發(fā)費(fèi)用和造價(jià)也是天文數(shù)字。這種馬桶不僅能固定住宇航員，更重要的是里面設(shè)計(jì)了精巧的真空泵，能快速地抽走尿液和糞便。

為什么不采用一次性的塑料袋，用完就扔？其實(shí)，那意味著更多的麻煩和危險(xiǎn)。早期的宇航員確實(shí)嘗試過(guò)類(lèi)似的辦法，躲到艙室角落用塑料袋解決問(wèn)題，但這樣做會(huì)非常容易弄臟自己。和平號(hào)空間站早期的設(shè)計(jì)也是把尿液直排去太空的，但是麻煩很快就來(lái)了——排到太空的尿液飄舞在空間站周?chē)?，沒(méi)多久就因?yàn)榈蜏刈兂闪吮鶋K，凝結(jié)在了太陽(yáng)能電池板上，最后導(dǎo)致空間站停電，沒(méi)辦法的宇航員只能出艙，手動(dòng)敲掉這一塊塊在太空里還是黃澄澄的冰……這樣，宇航員的安全無(wú)法保證，也同樣會(huì)危及空間站的安全，無(wú)奈最后只能搞“內(nèi)循環(huán)”了。順便一提，在空間站里洗澡依然不容易。首先，要防止出現(xiàn)四處飛舞的水球;其次，除了噴頭之外，宇航員同樣也需要有個(gè)固定物，不然水的作用力會(huì)把他沖走;再有，還需要一個(gè)巨大的密封塑料袋外加真空泵同時(shí)工作，而同伴們則必須拿著大毛巾和吸水紙?jiān)谝慌跃洹?/p>

當(dāng)然，尿液的主要成分還是水，而空間站里物資有限，水的價(jià)格可以說(shuō)比黃金還貴。尿液里的水分怎么可以浪費(fèi)？為了寶貴的水分，也為了空間站的安全，這些都必須循環(huán)利用。此時(shí)，造價(jià)上億的馬桶自然有其昂貴的理由了。除了真空泵確保宇航員不會(huì)“惹麻煩”之外，更重要的是馬桶里有一個(gè)復(fù)雜的分離和烘干系統(tǒng)，能把排泄物固化到體積最小之余，還能確保提純出來(lái)的水分達(dá)到純凈水的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，也把人體排出的硫化氫、甲烷、吲哚等既危險(xiǎn)又有味道的氣體一并過(guò)濾掉了。

一個(gè)滑稽的事實(shí)是，目前在設(shè)計(jì)太空馬桶的技術(shù)方面，俄羅斯還是領(lǐng)先于美國(guó)的?，F(xiàn)在國(guó)際空間站上使用的馬桶就是由俄羅斯設(shè)計(jì)制造的，但由美國(guó)出錢(qián)購(gòu)買(mǎi)安裝的。如此復(fù)雜的太空馬桶同時(shí)要滿(mǎn)足體積小、重量輕、功能全面等苛刻要求，還要有不能輕易堵塞的可靠性。太空馬桶具有的技術(shù)復(fù)雜性，你可以想象一下，俄羅斯能設(shè)計(jì)出來(lái)，也實(shí)屬不易。不過(guò)，似乎美國(guó)對(duì)此仍然不滿(mǎn)意。無(wú)論是因?yàn)楸仨殢亩砹_斯進(jìn)口馬桶讓美國(guó)感到丟臉，還是因?yàn)?000萬(wàn)美元的馬桶造價(jià)讓美國(guó)難以接受，美國(guó)始終認(rèn)為俄羅斯設(shè)計(jì)的馬桶依然存在缺陷，比如容易造成男性宇航員受傷的情況。據(jù)說(shuō)美國(guó)目前正在懸賞征集未來(lái)空間站的馬桶設(shè)計(jì)方案。

在太空種植植物。

宇航員用特制的棋盤(pán)和地面控制中心的工作人員進(jìn)行一場(chǎng)國(guó)際象棋比賽。

在太空失重環(huán)境下理發(fā)，頭發(fā)會(huì)飄散。宇航員在理發(fā)推子上套一個(gè)類(lèi)似吸塵器的東西，可以把剪下的頭發(fā)吸進(jìn)去。

會(huì)更有趣

失重還帶來(lái)一個(gè)不容忽視的麻煩——人體骨質(zhì)流失和肌肉萎縮。因?yàn)樯眢w不再需要負(fù)擔(dān)重力，所有的宇航員都會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象，即便是采取了飲食補(bǔ)充和專(zhuān)門(mén)的強(qiáng)化鍛煉，也不能阻止這種現(xiàn)象的發(fā)生，只能是延緩。造成這個(gè)問(wèn)題的原因到現(xiàn)在還依舊眾說(shuō)紛紜，沒(méi)有一個(gè)明確的答案，所以也沒(méi)有徹底的解決方案。不管多么健壯的宇航員，長(zhǎng)期在太空停留，返回地球后他們只能先坐輪椅。這是為了重新習(xí)慣在地球重力作用下的行走模式，更重要的原因是，他們多數(shù)都已經(jīng)患有不同程度的骨質(zhì)疏松了，不小心就會(huì)讓自己骨折受傷。睡覺(jué)反而是宇航員受影響最小的一件事，失重條件下只要用睡袋把自己固定好，大多數(shù)人很快就能習(xí)慣。不過(guò)，為了確保更好的睡眠，美國(guó)人開(kāi)發(fā)了一個(gè)加壓睡眠系統(tǒng)，這種睡袋在宇航員“躺進(jìn)去”的時(shí)候，能自動(dòng)產(chǎn)生類(lèi)似床鋪的壓力，讓宇航員找到在地球上躺在床上睡覺(jué)的感覺(jué)，更好地解決睡眠質(zhì)量問(wèn)題。

物資和空間有限造成的困難還有很多，比如宇航員沒(méi)法攜帶太多的私人物品，長(zhǎng)時(shí)間在封閉空間里只跟有限的人接觸，普遍會(huì)產(chǎn)生精神緊張的狀態(tài)。過(guò)去的宇航員試圖通過(guò)娛樂(lè)消遣來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，但發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有想象中的那么容易?？梢韵缕鍐?？對(duì)不起，失重條件下你做不到。可以抽煙嗎？更不可能，道理不言而喻?？梢院染茊幔坷碚撋弦彩遣辉试S的，但曾經(jīng)也有蘇聯(lián)宇航員偷偷地把酒帶上過(guò)空間站的案例。所以，能帶幾盤(pán)磁帶和一個(gè)錄音機(jī)聽(tīng)聽(tīng)音樂(lè)，就算奢侈的享受了。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，讓現(xiàn)在的宇航員在太空打牌下棋絕對(duì)沒(méi)問(wèn)題，看電影也是可以的。當(dāng)然，基于信道資源的寶貴，電影絕對(duì)不是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載的，只能提前儲(chǔ)存在筆記本電腦的硬盤(pán)里。目前各國(guó)為了公關(guān)需要，同時(shí)也具有通信試驗(yàn)的科研性質(zhì)，宇航員在空間站里已經(jīng)可以用WIFI跟家人發(fā)送電子郵件或者更新自己的社交媒體了。那些在日常生活中稀松平常的娛樂(lè)項(xiàng)目，在空間站里都是寶貴而奢侈的要求了，要知道，實(shí)現(xiàn)這種信道通信技術(shù)的成本，可不像我們?cè)诘厍蛏仙暇W(wǎng)如此便宜。不過(guò)，未來(lái)隨著人類(lèi)各種技術(shù)的進(jìn)步，空間站的生活也將不再枯燥無(wú)聊，更重要的是不再危險(xiǎn)和昂貴。普通人作為旅客進(jìn)入太空的時(shí)刻也許真就到來(lái)了。不要忘記的是，正是這些宇航員在太空中肩負(fù)著偉大的使命，在空間站不斷探索著未知的星辰大海，開(kāi)拓著人類(lèi)前進(jìn)的道路。

（責(zé)編：南名俊岳）