人類已經在太空中生活了整整20年

人類已經在太空中生活了整整20年2018年10月,三名離開的乘員拍下了國際空間站在地球及其淡藍色大氣層上方飄浮的樣貌。作為技術和外交勝利的象征,從2000年11月2日至今,國際空間站已經連續20年每天都有人在上面生活和工作。
圖源:ROSCOSMOS/NASA

撰文:MICHAEL GRESHKO
 
  2000年萬圣節,一枚俄羅斯聯盟號火箭從拜科努爾火箭發射場升空,載著一名美國宇航員和兩名俄羅斯宇航員飛向初生的國際空間站,掀開了歷史新篇。
 
  兩天后,乘員們抵達,此后,空間站上一直有人居住,直至今日。這是人類在近地軌道上連續生活、工作20年的一段“歷史”。
 
  美國宇航局國際空間站項目副主管Kenny Todd說:“對于現在上大學的孩子們而言,在他們迄今的一生里,我們都一直生活在地球之外。當我還是小孩子的時候,這些東西還全都是夢想。”
 
  國際空間站這座在軌實驗室是人類迄今建造的最昂貴、技術上最復雜的物體之一:價值1500億美元的增壓棲息艙,長達一個足球場,以每小時約27360千米的速度飛在地球表面以上408千米左右。過去20年,全世界共有241名男女宇航員曾暫時稱之為家,有些人甚至一次在上面待過將近一年。

人類已經在太空中生活了整整20年
在這張2000年12月的照片中,國際空間站的首批全時居民正準備吃橘子。乘員從左到右依次是俄羅斯宇航員Yuri Gidzenko、美國宇航員William Shepherd、俄羅斯宇航員Sergei Krikalev。
圖源:NASA
 
  “這太瘋狂了,我很驚訝我們居然沒有嚴重傷害任何人,”美國宇航局宇航員Scott Kelly曾在國際空間站上待過將近一年,他說:“這確實證明了地面工作人員對待這份工作的認真態度,以及對細節的關注。”
 
  David Nixon曾在20世紀80年代中期在美國宇航局參與過國際空間站的設計工作。據他介紹,參與設計、建造、發射和運作國際空間站的人數多達十萬。他說:“如果要把空間站與人類文明起源至今所建造的偉大結構和建筑對比,你會發現它堪比金字塔、雅典衛城等所有偉大的建筑。”
 
一場全球的勝利
 
  與地球上最不朽的建筑一樣,國際空間站的建造也耗時幾十年。國際空間站從1984年美國“空間站自由”理念中誕生,并逐漸演化成美國、加拿大、日本、俄羅斯以及歐洲航空局11個成員國共計15個國家參與的大項目。國際空間站的首批部件于1998年進入軌道,“遠征1”任務乘員于2000年11月2日登上新生的空間站。現如今在軌的是“遠征64”任務乘員。
 
  過程中,該項目曾面臨嚴重的挑戰。1986年挑戰者號和2003年哥倫比亞號的航天飛機爆炸,不僅造成14名宇航員死亡,還影響了空間站項目,使空間站建造延緩。2007年,空間站的太陽能板上一個長6.4厘米的裂口需要乘員進行太空行走并修復,即在太陽能板通電的情況下系繩子飄浮到太陽能板上方。成員們還不得不應付空氣泄漏、冷卻泵損壞、精密科研儀器維修、補給任務失敗等諸多困難。

人類已經在太空中生活了整整20年
2007年,美國宇航局宇航員Scott Parazynski和Doug Wheelock(畫面外)執行了一次7小時19分鐘的太空行走,修復了國際空間站太陽能板上一個長6.4厘米的裂縫。宇航員必須使用自制的一套“袖扣”穩定器來修復破損處。
圖源:NASA
 
  為了維持空間站運行及其居民生存,成員們和地面支持團隊必須進行技術合作,Todd稱之為“迷你聯合國”。
 
  “我們美國的宇航員、我們俄羅斯的宇航員,他們住在我們拼湊的這些小罐子里,處在最尖端。如何把這些文化聚在一起,是一個值得學習的經驗。”
 
  空間站上的日常活動也充滿挑戰,部分原因在于空間站上獨特的環境。光照和陰影會使空間站升溫、降溫,引起金屬結構熱脹冷縮。一些宇航員會帶上耳塞睡覺,以求得內心平和。
 
  上面的環境對人體而言也不好受。由于重力的作用,通常流向腳部的體液會滯留在頭部,引起不適,甚至可能會使宇航員在回到陸地時視力受損。國際空間站上的二氧化碳含量通常比地球高10倍,讓宇航員感到頭痛。人類在重力下進化出來的上廁所這種基本活動,也變成了復雜的事。
 
  “這可不像去度假,會有很多不適感。”曾在國際空間站上待過499天的Kelly說道。他的在站時長橫跨兩期任務,其中,2015-2016年還與俄羅斯宇航員Mikhail Kornienko共度了340天的“太空年”。
 
  除了身體不適,在國際空間站上生活的經歷還會以其他方式改變人們。Kelly在地球上空欣賞了巴哈馬群島的電光藍、撒哈拉沙漠的廣袤,而地球稀薄的大氣層看上去像是一顆大眼球上的隱形眼鏡。
 
  他說:“你會有種印象,我們都并非某個國家的公民,而是這個行星的公民。我們全部都屬于這個叫人類的群體。”

人類已經在太空中生活了整整20年
2020年4月,美國宇航局宇航員及“遠征61/62”任務的飛行工程師Jessica Meir在國際空間站多窗的穹頂艙里演奏低音薩克斯。
圖源:NASA

人類已經在太空中生活了整整20年
“遠征38”任務的飛行工程師、日本宇宙航空研究開發機構的宇航員Koichi Wakata在國際空間站的阻力鍛煉裝置(Resistive Exercise Device)上鍛煉身體。
圖源:NASA
 
太空中的科學
 
  國際空間站的乘員們除了要讓他們在軌的家園一切正常,還需要建立一個太空實驗室。在空間站上開展科學研究并非易事,因為最基本的實驗室設備都需要測試,并常常需要重新設計以在微重力環境下運行。但是,截至目前,在空間站獨特的微重力環境下已經開展了將近3000項實驗。(由于國際空間站繞地球運行,它基本上是處在持續的自由落體狀態中,站上的所有人也是如此。這就在站內形成了穩定的失重感,就像是地球的重力消失了99.999%以上。)
 
  這些科學研究從在太空測序DNA,到研究遙遠宇宙現象的高能粒子,不一而足。但是,國際空間站領域研究成果最豐碩的是對乘員自己所進行的研究。
 
  對于美國科羅拉多州立大學輻射生物學家Susan Bailey而言,國際空間站在太空對宇航員健康影響方面提供了無價的數據。其中最大的一項飛越是美國宇航局的雙胞胎研究項目。該項目對Scott Kelly及其孿生兄弟、宇航員Mark Kelly進行了分析,而Scott Kelly曾一年內大部分時間待在太空。
 
  Bailey檢驗了這對兄弟的血樣,研究其染色體,尤其是染色體端粒。染色體端粒處在染色體終端,能保護DNA序列,有點像是鞋帶兩端的鞋帶頭。研究這對兄弟的DNA讓Bailey及其同事們更好地理解了人體對微重力和太空輻射的反應。初步結果顯示,人體因太空飛行而出現大范圍的遺傳變化,其中包括端粒變短的跡象,而這與衰老和心臟疾病都有關聯。

人類已經在太空中生活了整整20年
2009年7月,奮進號航天飛機停靠在國際空間站,造成當時空間站上最擁擠的狀況:13人同時共用空間站,圖為用餐時間拍攝的8個人。
圖源:NASA
 
  “如果太空飛行確實會加快衰老,增加疾病風險,那我們能做些什么呢?我們如果弄清楚,也有益于我們這些地球上的人們。”
 
空間站的未來
 
  已經繞地飛行120000圈,飛行53億多公里的國際空間站仍然很強大,而且匯聚了更多的全球共同努力。來自19個國家的宇航員曾到訪過空間站。隨著美國宇航局努力推動空間站的商業利用,并可能開始帶游客上去參觀,越來越多來自不同背景的人們將有可能在太空中飛行,其中包括付費研究者和電影明星。
 
  Nixon說:“隨著空間站變得愈加常態化,帶上去的人也絕不再是‘太空先鋒’,他們不是前試飛員或軍隊飛行員,而是來自科研或工程背景的人。就應該這樣。”
 
  不過,Nixon說,隨著飛往近地軌道的途徑越來越寬,國際空間站及其繼任者應該制造得更適合居住且易于操作。他夢想的未來空間站應該不那么吵鬧,能給乘員提供更多物質享受,要有更寬敞的居住設施,還應帶有適當的淋浴。
 
  “如果有人把一個裝修舒適的艙體接到空間站上,你可以在里面盡情跳躍,擺脫一天的疲憊,有何不可呢?”Nixon說道。
 
  國際空間站本身能否存在到看到跳跳屋那一天還不得而知。空間站目前預計將服役到至少2024年,而其中大部分硬件被認定為可以安全運行到至少2028年。
 
人類已經在太空中生活了整整20年
2015年7月25日,乘員、美國宇航局的宇航員Scott Kelly在“遠征44”任務開始幾天、他的“太空年”進行到四個月時,拍下了日本的夜景。
攝影:SCOTT KELLY, NASA
 
  但是,由于美國宇航局正努力率領國際合作登月計劃,且目前國際空間站的成員國中僅有部分參與,因此,這個繞地實驗室的命運仍不確定。國際空間站會不會被拆解然后在軌組建成一個未來的空間站?由于諸多國家開始向深空探索,它是否會被移交給私營公司?它的整個結構會像俄羅斯的和平號太空站一樣在天空中化成榮耀之火并墜入太平洋嗎?
 
  無論國際空間站最終的命運如何,Kelly認為其遺產以及探索的精神必須存續。
 
  他說:“我們應該致力于不要把所有人都留在地球上。我們已經維持了這20年的連續記錄,我不希望看到它中斷。”
 
(譯者:Mike-gao)

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