宇航员地球生活指南:大部分工作在地球上,为一项任务训练4年。
从太空俯视地球。
1961年,加加林在最大高度为301 km的轨道上绕地球一周,这是人类第一次被发射到地球轨道上,打破了人类只生活在我们地球家园表面的限制。
60年后的6月17日,神舟十二号载人飞船发射,航天员聂海胜、刘伯明、唐洪波进入天河核心舱,成为首批“入住人员”。这是中国人第一次进入他们自己的空间站。
人类每一次征服太空,都是激动人心的。是什么让人类不顾艰难险阻飞向星辰宇宙?人类出现在太空的意义应该是什么?它的极限是什么?它的责任是什么?
本次阅读,我们将以载人航天和航天员为主题,从湖南科学技术出版社近年来出版的航天主题书单中,探索载人航天的奥秘和航天员不一样的人生。
宇航员在地球上度过了他们大部分的工作生涯。
“飞船的舷窗随时可能向你展示奇迹。每隔92分钟,还会出现另一次日出:天空就像一块奶油蛋糕,下面是一层橘黄色,上面是一层厚厚的蓝色,上面是一片厚厚的黑暗,星星点点。我们星球的所有秘密都展现在我们面前……”
《宇航员地球生活指南》描绘了一段壮观而鲜为人知的太空探索经历。作者克里斯·哈德菲尔德上校是世界上最有经验和成就的宇航员之一。他从九岁起就一直从事飞行员的职业。1995年,哈德菲尔德第一次进入太空。2013年5月,他在国际空间站担任了五个月的指令长后返回地球。
哈德菲尔德将永远记得他的第一次太空行走。漂流在太空舱外,完全沉浸在宇宙的奇妙之中,把自己绑在一艘宇宙飞船上,以每小时17500英里(约28163公里)的速度绕地球飞行——这是他一生梦想并为之奋斗的目标。原来,他设想的出舱动作与电影中的场景有些相似——随着电影配乐的旋律达到高潮,他优雅地推开舱门,进入黑暗的空间。但那一刻,他已经无心去想那些神奇的场景,只能专注而笨拙地扭动身体,避免宇航服被系绳缠住。他先小心翼翼地露出了头,世界上只有几十个人这样露过头。然后像被缆绳捆住的小牛一样进入空间。
“简单地飞入太空并不能让我立刻成为一名真正的宇航员。现在,任何人都可以进入太空,只要他富有和健康。这种人可以被称为‘太空飞行参与者’,通常被称为‘太空游客’,他们可以离开地球大约10天,人均花费2000万到4000万美元,乘坐联盟号飞船到达国际空间站。这可不是登机那么简单。他们需要完成为期半年的基本安全培训。但当太空游客和当宇航员真的不一样。”哈德菲尔德说。
在书中,他讲述了多年的训练经历。像所有想成为宇航员的人一样,他在同一个地方学习:在地球上。
当人们遇到宇航员时,他们总是问:“当你不在太空飞行时,你做什么?”人们对宇航员的印象是这样的,仿佛他们要么在太空,要么在去太空的路上,而哈德菲尔德告诉大家的真相是:“我们在地球上训练,我们的大部分工作生活都是在地球上训练。”
“如果你只是喜欢坐飞船绕地球飞行,你肯定会讨厌当宇航员。”准备时间与在轨时间之比是几个月,相当于在太空中的一天。这意味着如果你想去太空,你至少要训练几年,然后你可能不会被分配到太空任务。具体任务的训练需要2-4年的时间,而且这种训练比平时更加密集和严格。你需要练习困难和重复的任务,但也要练习具有挑战性和令人疲惫的任务。这些时间非常非常长。
从根本上说,航天员从事的是服务行业。这份工作的本质不是为了在太空中寻求个人刺激,而是为了让对太空的探索更加安全,获得更多的科学成果。因此,虽然需要学习进入太空所需的关键技术,如太空行走,但也有许多其他问题,如训练、上课——特别是许多课——和考试。我们也应该在晚上和周末学习。除此之外,我们应该在地面工作,支持其他宇航员的任务,这对提高我们的能力也很重要。
长时间模拟体验可能永远不会发生。
在他第一次进入太空6年后,2001年4月,当哈德菲尔德再次进入太空完成STS-100任务时,他对整个复杂的太空飞行有了更深入的了解。在计划发射之前,他为STS-100训练了四年。当他们开始训练时,他们的目的地国际空间站甚至还不存在。空间站的第一部分于1998年被送入太空。他们的主要任务是运送和安装加拿大Arm-2,这是一个巨大的机械臂,可以抓住卫星和宇宙飞船,运输物资和人员,最重要的是,它可以用来组装国际空间站的其余部分。飞船将继续运送功能舱和实验室,加拿大Arm-2将帮助将它们放置在指定的位置。这是世界上最昂贵和最复杂的建筑工具。将它抬上来并使其工作需要不止一次舱外活动,而是两次——而哈德菲尔德是EV1,主要的太空行走者,尽管他以前从未走出过太空舱。
哈德菲尔德在中性浮力实验室练习太空行走多年。太空行走就像爬山、举重、修理小型发动机、表演复杂的双人芭蕾——同时穿着沉重的宇航服,不时摩擦你的关节、手指和锁骨。在失重环境下,许多简单的任务变得异常困难。仅仅用扳手拧下螺栓就像穿着冰鞋和曲棍球守门员手套换轮胎一样困难。因此,每次太空行走都需要多年的精心准备,包括数百名工作人员和大量未知的不懈工作,以确保所有细节——以及所有紧急情况——都被考虑在内。超级周密的计划非常重要,因为每次太空行走都很危险。你必须冒险进入一个完全不适合生存的真空地带。如果你遇到麻烦,你不能马上逃到船里面。
宇航员接受的训练中,很多内容都是神秘的、千载难逢的经历,让人很难不爱上这项活动。2010的夏天,哈德菲尔德在帕维尔湖和一个国际研究小组一起工作。Pave湖的湖底覆盖着微生物岩石,奇形怪状,看起来像珊瑚礁。看着这些湖底的微生物岩石,有点像探索另一个星球。国际研究小组认为宇航员也应该参与此事,于是哈德菲尔德获得了DeepWorker小型潜艇的驾驶员资格。
当你一个人在一个小小的防水泡里,位于水下约61米处,拍摄和收集一些与地球生命起源有关的结构样本时,你会觉得自己远离了这个世界。这种工作绝对适合宇航员。他们接受的训练要求他们的眼睛、手和脚能在危险的环境中工作,不能撞到任何东西。同时,DeepWorker本身就像一个在月球、小行星和火星上收集样本的运载工具。最终有机会从事这项工作的宇航员可以学习如何成为地球上科学家的手和眼,如何将宇航员培养成地质学家——虽然他们不是伟大的地质学家,但他们只是足够的地质学家。因为这比试图把一流的地质学家培养成宇航员更实际。
显然,这些都是长期目标。作为宇航员,很多训练都是这样的:“我们在学习如何做一些事情,这只是对更大的任务的一点点贡献,对自己的职业前景没有帮助。”有些体验我们会花很长时间去学习和模拟,但我们可能永远不会有这样的体验。其实这些都是假设的场景,但是我们都会努力学习。"
如何处理内心的恐惧?
“你如何处理内心的恐惧?”这是宇航员经常被问到的问题之一。
当人们想到太空探索时,他们不只是想象尼尔·阿姆斯特朗走下登月舱的台阶,用脚踩在月球上。他们还会记得哥伦比亚号航天飞机重返大气层后解体的惊人火焰,以及漂浮的金属碎片和机组人员的遗体。这些太空飞行的悲惨场景和喜悦的成功时刻深深地印在了公众的意识中。
因此,很自然地,当人们试图想象坐在引擎轰鸣的火箭上时,他们认为这一定是一种可怕的体验。而且,如果你从街上被拦下来,然后被捆进火箭船,被告知四分钟后发射,你要知道,一旦你操作失误,你不仅会丢了自己的命,还会害死身边的所有人,你会被吓死的。
但是,哈德菲尔德并不害怕这些,因为他们已经训练了很多年。训练由几个专家小组进行,他们帮助宇航员清楚地思考如何处理发射和着陆之间可能出现的各种情况。像所有宇航员一样,哈德菲尔德经历了许多模拟真实场景的太空飞行,所以当火箭发动机最终轰鸣着弹射出去时,他的主要情绪不是担心,而是放松。
感觉准备好做一件事并不意味着你确定你会成功,而是你知道可能会出现什么问题,并有一个准备好的方案来解决这些问题。太空计划的训练者会专门设计各种恶劣情况,让宇航员在越来越复杂的模拟环境中一遍又一遍地练习。例如,你应该练习在引擎故障、电脑崩溃或爆炸的情况下该怎么做。比如,被迫冷静面对失败,研究失败,分析随之而来的所有可能的情况,拆分所有成分,分析所有可能的后果,真的很有效。几乎每天都做这个训练,连续几年下来,你就像穿上了最坚固的盔甲,可以对抗恐惧。这种盔甲是通过努力获得的能力。
宇航员的训练使他们形成了一套新的本能:面对危险,他们不再考虑是战斗还是逃跑,而是会立即考虑威胁的优先顺序,然后找到有序解决的方法。
面对危机,他们不想直接逃避,而是如何行动,找出问题所在,然后解决。
火灾是宇宙飞船上可能发生的最危险的灾难,因为宇航员真的无处可去。同时,火焰在失重状态下的表现是不可预测的,更难熄灭。作为宇航员的第一年,哈德菲尔德认为,如果听到警报声,他的反应会是抓起灭火器,立即投入战斗自救。
然而,经过21年的训练,这种本能在训练后变成了另一组反应,可以用三个字来形容:警告、聚集、工作。“处理问题”是美国国家航空航天局的口头禅,意思是依次遵循决策树,有条不紊地寻找问题的解决方案,直到氧气耗尽。他们经常要练习“报警、组装和处理”的代码来处理火灾,所以这些反应不仅已经成为宇航员的第二天性,而且实际上已经取代了他们的自然本能。