奇妙的太空睡眠睡眠是人的生命活動的重要組成部分。人在一生中有將近三分之一的時間在睡眠。
在太空失重環境中,宇航員不能躺在**睡覺,因為身體會自動飄浮起來。必須鑽進睡袋並固定在航天器的艙壁上。由於太空中沒有上下前後左右之分,宇航員站著睡、躺著睡,還是倒著臉都一樣。在太空睡眠,多數宇航員覺得身體稍微蜷曲成弓狀,比完全伸直或平躺著要舒服得多。手臂可以放在睡袋內,也可以伸出外麵,任其自由,不過多數宇航員不願意讓自己的手臂自由飄動,而放進睡袋裏。
飄浮在半空中睡眠是別有情趣的事。有的宇航員願意領略一下這種滋味,他們用繩子將睡袋的一端吊掛在艙壁上,讓睡袋在半空中飄來飄去。不過大多數宇航員不喜歡這種睡眠方式,因為當航天飛機或其他航天器的姿態控製發動機(用於控製航天器姿態的發動機)開動時,睡袋如果掛在半空中,就會與艙壁相碰撞。大多數宇航員喜歡將睡袋緊貼著艙壁睡覺,這樣就會使人感到像睡**一樣。采用這種睡眠方式,後背可以伸直,有利於預防腰背痛。
歐洲航天局設計出一種新式睡袋。在袋的外麵有一些管道,當管道充氣時,睡袋被拉緊,從而向人體施加一定壓力。這種壓力可以使人感到像在地麵睡眠一樣舒適,而且還可以消除一種飄飄然似的自由下落感。
太空淋浴人在太空中長期生活和地麵上一樣,也需要定期洗澡。在地麵,淋浴對人說來。隻不過是日常生活中的一件小事。可到了太空就非同小可了,完全可以算得上一種高貴的享受。如果用價值計算,將一套淋浴設備送上太空,再使用比銀子還昂貴的水,那麽,一次淋浴的費用恐怕要比世界上最豪華的浴池還要高得多。
在“禮炮”號航天站上,規定宇航員每10天洗一次澡。前蘇聯“禮炮”號航天站,1982年曾為宇航員創造了連續生活工作2ll天的紀錄,1984年又創造了續航時間237天的紀錄。前蘇聯另一艘航天站——“和平”號航天站,1988年宇航員創下了續航366天的世界紀錄。
航天站裏的洗澡間像一個手風琴式的密閉塑料布套,它被掛在頂棚上,使用時將它放下,不用時可疊起來吊在頂棚上。頂棚上固定著一個圓形水箱,噴頭、電加熱器。水箱內裝5升水。浴室的地板上有許多小孔,下麵是廢物集裝箱,用於盛廢物和汙水。上麵壓水,下麵抽水,就形成了從上往下的效果。地板上還有一雙固定的橡皮拖鞋,宇航員穿上拖鞋,人就不會飄浮起來。浴室放下後,形成真空環境。在失重狀態下,水是危險品,少量的水也會嗆傷人,甚至溺死人,為了安全,宇航員通過管子進行呼吸。
宇航員洗澡時,首先把通到浴室外的呼吸管套到嘴上(戴上呼吸罩),戴上護目鏡,避免從鼻子和嘴吸進汙水;接著,開動電加熱器,把水箱中的水加熱到適當的溫度;然後,打開水噴頭,加壓的溫水從上麵噴下來澆到身上,這時正像在地麵上淋浴一樣。
洗用過的汙水從室內地板上的小孔中排到廢物集裝箱裏。由於失重,汙水會飄浮起來,因此,地板上的小孔靠吸收裝置,把汙水吸入小孔抽走。
前蘇聯宇航員在“禮炮”號和“和平”號航天站裏長期生活和工作,他’們親身體驗在太空失重環境裏洗澡的樂趣。隨著航天事業的發展,將會出現更完善的太空浴室。
太空吃飯趣事在地麵吃飯,可以很隨便,也可以很講究。但在失重的太空,吃飯不但非常講究,而且要非常注意,否則食物碎塊就可以把宇航員嗆死。
60年代載人航天的初期,人們認為在太空不能吃固體食物,因此宇航員主要食用鋁管包裝的肉糜、果醬類膏糊狀食物。宇航員進餐時,用手擠管壁,通過進食管將食物直接送人口中。這類食品在失重狀態下使用簡便可靠,也容易保存。宇航員穿著加壓的航天服時,仍可以通過頭盔進食孔進食。這種吃法,由於既看不見食物,又聞不到味道,往往使宇航員的食欲不佳。
經過若幹次的飛行試驗後,知道在太空失重狀態下,也可以吃像方塊糖那樣大小的塊狀食品。於是宇航員開始食用一口一塊的小塊食品。經過一段實踐,科學家又為宇航員研製了脫水複水食品。這種食品是用冷凍升華法生產的,它不僅複水性能好,而且形狀和風味更接近於地麵普通膳食,能滿足宇航員的口味要求。在“阿波羅”登月飛行中,宇航員開始使用軟包裝罐頭食品,吃起來也比較方便,宇航員喜愛這種食品。
目前航天飛機上的食品達百餘種,飲料20多種,既有脫水複水食品,也有軟包裝食品,還有小塊食品,五花八門,各式各樣。宇航員每天3頓飯的菜單都不同,每周輪換一次,可以選擇宇航員喜愛的食品,如美籍華人王贛駿博士,在1985年4月29日至5月6日乘“挑戰者”號航天飛機時,他的菜單就有一道他愛吃的“王太太炒羊肉”。
宇航員的食品盡管種類繁多,但它們一般都要求重量輕,體積小;不會因航天器發射時的震動而散開,碎沫不會飛散,能在太空失重狀態下進食;脫水食品在恢複正常的含水量後,仍能保持原來的色、香、味;能切成塊狀或製成粉狀,以便定量包裝等。
太空手術室在地麵對病人進行手術是常見的事,在太空失重環境裏,太空醫生又如何為病人做手術呢?
過去,由於宇宙飛船或航天飛機遨遊太空一次隻有幾天,似乎沒有必要考慮太空中的手術治療問題。但是隨著航天事業的發展,長期的太空實驗室、航天站、月球基地將相繼建立,人類居住火星的計劃也在擬定中,因此,宇航員在太空生活、工作的時間越來越長,由幾天增加到幾百天,甚至更長。航天站和月球基地將是人類永久居住的“天堂”。人久住“天堂”免不了生病,需要手術治療,但在“天堂”裏又不能及時送回地麵,故需要解決失重環境下快速止血和組織縫合等外科手術等醫療問題。
前蘇聯科學家已在拋物線飛行的飛機上,使用一種特製的透明容器,對兔子施行局部麻醉,然後進行開腹手術試驗,初步證明可以在失重環境下進行外科手術。在太空航天站裏,由於容積的局限及人在太空時免疫反應降低,因此需要設置外科手術艙。這種手術艙有一套新型精巧的輕便外科手術器械及手術手套等用具。
經過研究人員的努力,目前已研製了一種用於失重環境的可擴展的小型外科手術艙。它設有袖套式止血帶和注射器、無菌手套、手術器械袋等。這種手術艙可以根據手術的需要,隨時改動和擴展。倘若宇航員一隻手臂受傷,可先將傷臂伸入止血袖套止血,給手術艙充氣,然後醫生將雙手插入手術套用手術器械進行手術。
太空手術艙的誕生,將消除宇航員及其家屬們的後顧之憂。當然,目前剛剛研製出樣品,但不久的將來,航天器內將設置完善的手術艙。
失重趣談人在失重環境中感覺如何?這是非常有趣的話題。下麵是部分宇航員在太空的點滴趣事。
在太空的第一夜,當我飄遊去睡覺時,突然產生了忘記自己手腳所在位置的感覺,盡管心裏明白,但手腳不知去向。隨著有意識地控製手和腳的運動。這時才感覺到手腳的存在。
一天,我想睡覺又覺得身邊無床,隨手亂抽打。幻覺消失了。我適應失重環境後。睡覺比躺在羽絨鋪上還舒服。
在太空吞咽毫無問題,但不能咽下混在飲食中的氣泡。因為咽下空氣會引起胃發脹,而且不能用打嗝來解除。打嗝在失重狀態下是做不得的,除非你冒反胃的危險,因為吃的和喝的東西充滿胃的各個部分。
在太空中,手腳趾甲長得比地麵慢,不必一周修剪一次,而是一個月左右一次。
在航天站裏生活久了,有時感覺到好像是在高層建築的涼台上站著,自己一動也不動。地球和其他星體都在運動。
我不害怕從高空中掉下來(人飄浮著掉不下來),而是害怕從航天站裏飄出去消失在太空中,有一種害怕“消失”的恐懼感。
我用一根長繩的一頭將身體綁住,另一頭固定在艙壁上,然後使勁一推艙壁,我向前飄浮過去。當繩子繃緊時,我又邊旋轉邊慢慢向出發點飄遊回來。無論我怎麽晃動,也無法停止旋轉和飄遊,我請另一名宇航員拉拉繩子,旋轉稍停後又慢慢地反向旋轉起來,真逗趣。
在航天站裏,我突出的感覺是思路敏捷了,許多複雜的問題都可迎刃而解,好像智商提高了不少,聰明多了……
神奇的太空摩托艇太空(也稱宇宙空間)是失重環境,人在失重環境中,行走與地麵行走有何不同呢?在前蘇聯宇航員列昂諾夫和美國宇航員懷特係安全帶第一次離開座艙到太空行走之前,人們曾認為太空行走是非常容易的,隨意飄動,毫不費力,十分有趣。實際上並非如此,因為失重使物體之間缺乏摩擦力。而在沒有摩擦阻力的情況下,宇航員的行動和工作都十分困難,甚至難於將一件物體放置在一個固定的位置上。在失重的太空,宇航員稍稍行動一下,很快就疲憊不堪了。
為了能讓宇航員在太空自由行走,科學家研製了一種專供宇航員在太空行走的機械裝置,人們叫它太空摩托艇,亦稱載人機動裝置,或稱噴氣背包。它的外型像一把有扶手和踏板的座椅,通過它就可以操縱坐在座椅上的人前後、左右、上下方向運動,也能滾動、俯仰和偏航方向運動。太空摩托艇高約1.25米,寬為0.83米,總重150公斤,由兩套壓縮氣箱和電池組構成,箱內存貯液態氮氣12公斤,作為推動人體運動的能源。每套箱有12個噴嘴(推進噴管),每個噴嘴能產生約7牛的推力。這些噴嘴就是一個小發動機,當某一個噴嘴的閥門打開時,氮氣就從噴嘴噴出,從而產生推動宇航員運動的動力。在太空中機動行走的速度,最高為64公裏/時,最低為0.5公裏/時。宇航員控製太空摩托艇上各個不同位置上的噴嘴,就能按需要的方向運動了。
1984年2月,美國航天飛機“挑戰者”號在太空飛行中,兩名宇航員先後離開航天飛機座艙,首次小心翼翼地解開與航天飛機相連接的安全帶(救生索),駕駛太空摩托艇,以15厘米/秒的速度進入太空,把自己推開到離航天飛機約100米遠的太空,成了與航天飛機一樣高速(約每秒7.8公裏)繞地球運行的人體地球衛星,成為在太空自由飛翔的第一批人。這兩名宇航員分別在太空遨遊了兩個多小時。
人自由在太空飛翔是一個創舉,具有重要的經濟、軍事意義。從此宇航員能夠在不係安全帶的狀態下,回收失靈衛星,修理飛行中的衛星,檢修和建造航天站,也可以做各種科學實驗及軍事偵察活動。
探索太空的衣服——航天服為了保障宇航員能完全脫離飛船,在太空豉月麵獨立生活,並適應惡劣的環境,美國宇航局花費了1億美元,經曆5年之久的研製,生產出43套航天服,每套價值230萬美元,是迄今為止世界上最昂貴的服裝。
航天服實際上是一個小型的“密封艙”,共分4層,每層的功能各異。由裏向外數,最裏麵貼身的一層稱為通風與液冷層,起“冷卻器”和排除人體餘熱通風的作用,防止受太陽光的照射而過熱,使人體保持舒適。第二層為密封層,裝有供宇航員呼吸的空氣,並可防止太空溫度驟變的影響。第三層為增壓層,它可保持航天服裏的空氣壓力與地球大氣壓力相等。最外麵能一層為護襯層,表麵塗有閃光物質,可反射陽光中的熱輻射和微流塵對人體的危害。此外,在航天服上還有一根細軟管與背包式生命保障係統連接,以便從中不斷更換新鮮空氣。全套服裝加上生命保障係統,重約83公斤,穿這套服裝,可保證宇航員在太空或月麵停留8—9小時。為了使新設計的航天服能確保宇航員的身體不受危害,在使用前都進行了多次動物試驗,讓身穿航天服的狗、兔、猴等動物經受火箭起飛的超重、再人大氣層和失重等嚴酷的考驗。經過多次試驗和改進,最後製成了適合宇航員穿用的航天服。