离开地球表面前进ISS!太空人的考验之路与国际太空站上的日常

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提姆 ‧ 皮克(Tim Peake)是英国第一位登上国际太空站的太空人,在他上太空前,究竟做了哪些准备?国际太空站上的日常生活又是如何?让我们重回访谈现场,听听他怎么说!

本文作者致赠皮克一本客制杂志。 图/《BBC 知识》国际中文版提供

 

提姆‧ 皮克自2009 年皮克被欧洲太空总署(European Space Agency,简称ESA)选拔为太空人之后,已经在地底下生活了一个星期、在海底实验室待了12 天,还完成了让阿诺也汗颜的运动训练。 ESA 在 2013 年指派皮克前往国际太空站(International Space Station,简称 ISS)待六个月,成为英国第一位在轨道太空站生活与工作的太空人。那也是他大展身手的时刻。

皮克在2015 年12 月15 日登上联盟号(Soyuz)TMA-19M 太空飞船,执行第46、47 次探险任务,和尤里‧ 马连琴科(Yuri Malenchenko)和提摩西‧ 柯普拉( Timothy Kopra)一起从哈萨克发射升空。这趟任务取名为「原理」(Principia),向牛顿的物理学大作《自然哲学的数学原理》(Philosphiae Naturalis Principia Mathematica )致敬;因为将这些机组员送上轨道的正是此书里的知识。

我在皮克出发前,拜访 ESA 位于德国科隆的欧洲太空人中心,以便了解他做了哪些准备工作、在 ISS 会做些什么事,还有他是否有机会在太空里享受一杯好茶?

你准备得如何?

我花了两个星期在欧洲太空人中心抱佛脚。由于我参加了 23 项人体生理实验,工作人员收集了我的血液样本,还拍了 X 光跟磁振造影扫描等各种实验所需的医事资料!

接着,我抵达俄国莫斯科郊区的星城(Star City),跟 NASA 组员柯普拉以及俄国的马连琴科一起进行联盟号太空飞船模拟器的最终训练。发射前,我们在白科努接受两周的隔离检疫。

皮克上 ISS 之前接受联盟号太空飞船的模拟驾驶训练。 图/《BBC 知识》国际中文版提供

 

将近六年的训练极为紧凑,你有想过要打退堂鼓吗?

我从没想过要打退堂鼓。训练确实很辛苦,但我很享受所有过程。学习俄语大概是最艰难的部分,很多时候一点也不好玩。不过,我很庆幸自己熬过来了。我们的教官很棒,有一套独门方法,确保我们受训之后,能够达到最高标准,你也确实会感受到地面团队的全力支持。

為了前往國際太空站,皮克得完成令人筋疲力盡的準備工作,例如水下太空漫步練習。 圖/《BBC 知識》國際中文版提供

 

在训练过程中,你觉得哪个部分最耗费体力?

太空漫步训练。要训练一个人如何穿着太空装,在 ISS 外头操作各种工具跟设备,需要非常漫长的时间。这或许是最耗费体力跟心力的工作项目,但也是最有趣的一部分。

我们在美国休士顿强森太空中心深 12 公尺的水池里接受训练。工作人员把整个太空站模型沉入池底,我们就在里头练习太空漫步,一待就是六小时。池里的中性浮力(水的浮力跟重力互相平衡,因此人在水中既不会沉下去,也不会浮起来)使你的身体能够上下颠倒,或是侧向移动,以便钻进各种不同的工作位置。当然还是有重力影响,因此身体上下颠倒时,你会感觉到血液往头部流动,在太空装里的身体也会些微下滑,不过中性浮力还是能够让你自由移动。

身为一名飞行员,每次我穿太空装入水时,都会当作在执行飞行任务。我必须谨慎思考一举一动,随时都得知道下一步要干啥、同伴在哪里、他接下来要做啥,同时全神贯注于自己手头上的工作。

洞穴探索也是前往 ISS 前的准备工作之一。 图/《BBC 知识》国际中文版提供

 

你在 ISS 有哪些例行公事?

每天要做的事都不太一样,不过基本上要从事科学研究,以及维护太空站的运作。 ISS 花了十年才建造起来,如今运作良好,因此我们大部分的时间可能都在研究。我会在欧洲跟日本的实验室做实验,也会做任何必要的修缮或维护工作,例如更换阀门、维持二氧化碳的浓度,以及把尿液处理成水等等。我们觉得厕所早晚会坏掉,毕竟已经使用 15 年了,修理厕所也是受训内容之一。

任务中哪个部分是你觉得最提不起劲的吗?

听说输送尿液的过程有点琐碎,但你几乎每天都得处理尿液(ISS 的设备可回收尿液,制成饮用水供太空人饮用)。我们正在努力达成火星任务所需、100% 密闭式自给自足维生系统。若能还原尿液,解决饮用水的问题,我们就能达到大约 90% 的自给率。

你在 ISS 会做哪些科学实验?

有些人类生理实验真的很令人期待。我们会监测呼吸道,观察气喘的成因,以及一氧化氮对呼吸道的影响。我们也会研究为何有时候在太空中视力会产生变化;有个理论认为这是由于颅内压力上升,把眼珠往后推,或是因为 ISS 上二氧化碳浓度增加。

我们会在日本实验室里培养蛋白质晶体,进行药物研究。人体内有数十万种蛋白质,其中有些会致病;找出对付致病蛋白的药物,就像拼图般,要能跟这些蛋白质契合。若是在地球上培养蛋白质分子,会产生沉淀(蛋白质分子受到重力影响而沉淀)跟对流(液体因为密度不同而产生流动)现象,而制出纯度很低的微小晶体;这样的晶体药物,药效就不会太好。但在太空中可以培养纯度很高的大型晶体,得到很棒的对症药物。

我还会在日本实验室里安装静电炉,用来烧灼小颗的合金跟复合材料,借此研究其熔化、冷却以及结晶性质。在微重力环境下可以创造在地球上做不出来的新材质。我们正在研究如何能使飞机跟汽车引擎更环保、更有效率,以及如何能够更有效地烧东西,同时减少污染物。

ISS 上的希望号日本实验舱。 图/wikipedia跟汽车引擎更环保、更有效率,以及如何能够更有效地烧东西,同时减少污染物。

 

现在回想起来,有没有某个特别时刻,让你决定要成为太空人?

真要说的话,是 ESA 挑选太空人的时候;在此之前,我并没有成为太空人的机会。海伦‧ 夏曼(Helen Sharman,第一位进入太空的英国人)在1991 年有个很棒的机会,一间商业公司把她跟候补的提姆‧ 梅斯(Tim Mace)送到俄国,接受太空人研修学习。
对于想要成为太空人的英国人来说,当时除此之外的唯一途径,就是像麦克‧ 福尔(Mike Foale)、尼克‧ 派崔克(Nick Patrick)、皮尔斯‧ 塞勒斯(Piers Sellers )等人一样,成为美国人,才能透过NASA 飞上太空。因此我在 2008 年发现 ESA开放英国人申请时,立刻就申请了。

图/《BBC 知识》国际中文版提供

 

你是否觉得自己参与这趟任务,象征英国太空探索事业的新时代正式开启?

我打从心底这么觉得。 ISS 的使用期限大概还有 10 年,届时我们就会准备好进入月球探索的领域,并且以此作为探索火星的基石。
月球跟火星任务很大部分会涉及机器人科学,而英国在这方面很厉害。因此我觉得就科学家、产业强项以及太空人来说,正是英国人大展身手的好时机。

你自己有机会前往火星吗?

很遗憾的是,就时间表来看,等到人类能够前往火星时,我的职业生涯应该已经结束了。这就是为什么当我跟青少年还有学童谈到这件事,都会特别兴奋,因为他们绝对有机会前往火星。以我的职业生涯来说,应该正好可以在 2020 年代晚期进行月球探索任务。我当然很想要参与月球任务,不过竞争自然相当激烈,只能够走着瞧啰!

对于非常想要成为太空人的青少年,你会给他什么建议?

许多青少年写信给我,就是问这个问题。我觉得最重要的是全力以赴,做好准备。也许你真的很想成为太空人,不过请你暂时把这个念头放在一旁,毕竟没有人 19 岁就能成为太空人。你最少会有 10 年的时间做别的事,可能是当工程师、科学家、学校老师或医生,但是别让当太空人这件事主导你的决定。

最要紧的是去做你拿手,而且充满热情的事;倘若你真的想成为太空人,这自然而然会引领你成为一名太空人。

图/《BBC 知识》国际中文版提供

 

这趟任务之后,你有任何想立刻做的事情吗?

目前我把心思都放在任务上,但我当然有想过回到地球的日子要怎么过。任务结束之后,第一件事是前往复健中心,尽快恢复完美体能;之后再运用我的经验,协助其他太空飞行计画,规划未来的太空任务。

加拿大太空人克里斯 ‧ 哈德菲尔(Chris Hadfield)带着吉他上太空,义大利太空人莎曼莎 ‧ 克莉丝托福雷蒂(Samantha Cristoforetti)则是带了义式浓缩咖啡机。你打算带什么东西前往国际太空站吗?

茶杯!其实太空站上已经有茶杯了。 NASA 太空人唐 ‧ 佩蒂特(Don Pettit)算出了茶杯在太空中要呈什么角度,才能够让液体留在茶杯里,不会飘出来(液体因表面张力留在杯中)。因此我很期待「正常地」享受一杯好茶,而不是用吸管吸!


同场加映:国际太空站上的日常

图/《BBC 知识》国际中文版提供

 

吃饭、睡觉、上厕所⋯⋯即使是这些最稀松平常的活动,在太空中也会截然不同。来瞧瞧 ISS 太空人如何进行这些例行公事。

  • 上厕所
    在微重力环境上厕所,跟在地球上完全不同。 ISS 上的两间厕所使用风扇驱动的抽吸系统,以免排泄物乱飞。粪便会排进塑胶袋里,储存在铝制容器内;尿液则收集起来,经过处理成为饮用水。
  • 吃东西
    太空食物过去味同嚼蜡,不过如今已有长足进步。太空人如今可选择的食物种类很多,包括新鲜水果、蔬菜、肉类、米饭、玉米薄饼、汤,还有布朗尼蛋糕。提姆 ‧ 皮克还可以享受由英国名厨赫斯顿 ‧ 布鲁门索(Heston Blumenthal)特别为他研发的英国风味餐
  • 喝飲料
    除了喝处理过的回收尿液以外,太空人还可以享用成冷冻干燥包的咖啡跟茶,以及各种调味饮料跟果汁。克里斯‧哈德菲尔在 ISS 上啜饮过的饮料有热带水果酒、可可亚、芒果水蜜桃冰沙以及苹果汁。听起来就超好喝的!
  • 睡觉
    ISS 上散落着六个小型睡眠站,太空人可以挑一个打盹。绑在墙上的睡袋可为疲惫的太空冒险家,提供安全的睡眠处。太空人环绕地球,每天会看到 16 次日出,因此可能需要戴眼罩以隔绝阳光。
  • 保持清洁
    想要在太空里冲个晨澡有点难度,因为 ISS 上没有淋浴间。太空人会使用不含润滑精的洗发乳洗头,再用一块有点像肥皂的湿布擦拭身体,刷牙则是用水包加上牙刷和牙膏。太空人漱口时必须把口中的东西吞下去,而不能吐出来,因为你不会想要唾液水珠在太空舱内到处乱飘。

 

受訪者/提姆 ‧ 皮克(Tim Peake)

作者/詹姆士 ‧ 洛伊德(James Lloyd)

譯者/高英哲 │ 英國約克大學經濟學碩士,台灣大學科學教育發展中心長期合作譯者。

文章来源:泛科学 / BBC知识

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