正在阅读: 想上太空?先听NASA宇航员怎么说

想上太空?先听NASA宇航员怎么说

2018-11-02 09:08来源:科技日报

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  你印象中的外太空是什么样子的?

  一个年仅10岁的孩子回答说,太空很黑,是个不存在地心引力的地方。另一个差不多年纪的孩子接着说,太空很大,没有边界。

  中学生对这个问题的了解似乎更深一些。他们中有人说,宇宙是由大爆炸形成的;有人说,太空处于无氧状态;还有人说,生物学研究很重要,因为人类在太空容易生病。

  “那么,在座有多少人长大后想成为一名宇航员?”NASA宇航员威克曼博士问。

  下面的孩子们一个个把手举得高高的。也许人类对于地球之外那茫茫宇宙的探究和向往,从未在我们的血液中沉睡。

  这是10月26日下午,美国未来火星登陆计划候选宇航员、美国加州浸会大学(CBU)工程学院教授莱斯莉·威克曼(Leslie Wickman)一行到访北京市东城区崇文青少年科技馆,与来自北京市第五十中学、文汇中学、板厂小学的130余名学生代表相聚“NASA宇航员在京科普分享会”上的一幕。

  本次活动由北京市东城区崇文青少年科技馆主办、北京外企国际商务服务公司承办,希望这位国际知名学者、工程顾问,同时也是前美国职业沙滩排球和美式橄榄球运动员的杰出女性,能将自己对于航空事业的热爱、外太空的生活经历以及前沿的航空专业知识分享给青少年学生。

  “接下来我会告诉你们在太空中生活和工作的真实场景是什么样的,”威克曼说,“宇航员进入太空会遭遇各种生理、心理上的问题,当他们返回地球、着陆后也挑战重重。等我讲完,你们再告诉我,你们长大后还想成为一名宇航员吗?”

  重力变化引起两番生理“磨炼”

  比想不想更现实的问题,其实是能不能。

  太空飞行具有其特殊的条件。由于重力减少、辐射、真空、温度变化等物理因素,人的身体会发生各种变化。最初的生理上的变化发生在几分钟至几小时内,人体会长高、变瘦,具体来说是脊椎扩张反应将带来2.5-5厘米的身高增长及腰围减少;内脏器官会发生位移;人的姿态转换成如在水下漂浮状;体液移位,造成面部肿胀、头部充血、嗅觉抑制……这些变化出现得很快,相应的,也可以在返航着陆后快速逆转。

  接着,在几小时至几天内,生理上会发生更多变化,返航着陆后宇航员也相应需要更长的恢复时间。这些变化包括但不仅限于:到第四五天时,人体体液损失会达到身体总水分约3%的程度;腿部肌肉萎缩、变细;前庭系统对于运动、定位的各种感知信号冲突、失真——“我们可以把人的大脑想象成一个处理器,当习惯地球重力环境的宇航员到达太空时,他的大脑会接收到来自眼睛、耳朵等各部位的不同信号,这一系列‘错乱’的信息让他非常迷惑、无法处理,因而产生恶心、不舒服的感觉,因此最初几天宇航员们常常处于生病的状态。”威克曼说。

  然后,在几天至几周内,体液流失将导致宇航员血浆流失、红细胞减少(贫血),肌肉也进一步萎缩(失去协调能力),心血管功能失调(心脏变小、变弱)……

  再然后,在几周至几个月内,宇航员将面对骨萎缩/骨质疏松症、肝脏等器官增大、免疫系统失调等生理问题;另外,还有辐射反应带来的各种风险(可参照癌症化疗后的症状):细胞可能凋亡、基因突变、发育缺陷、脱发、呕吐、不孕不育、中枢神经系统改变、白内障、染色体改变、肿瘤,甚至死亡。

  “当然,这些生理问题是有解决方案的,比如,体育锻炼、人体定位设备、激素和药剂、人造重力,”威克曼说,“不过,人造重力现在只用于动物,还未用于人类,因为人类需要更大、更为昂贵的人造重力设备。我们正在积极尝试——太空飞行距离常常较远,需要人造重力设备来支持宇航员面对各种生理上的挑战。”

  而即便是体育锻炼这种听上去很简单的解决方案,实现起来也相当有难度。据悉,宇航员的常规锻炼方式包括跑步机、脚踏车和阻力训练,他们需要保证每天4小时的锻炼才能够“抵御”上述生理风险。但实际上,宇航员们平均每天的锻炼时间有多少呢?

  仅仅1小时。

  当我们想象以及评估以上挑战抑或风险的时候,请别忘了,这些只是宇航员从地球去往太空时将经历的;而当他们在几个月或者一年后返航着陆时,他们历经“磨难”已经“重塑”的身体将再次“重塑”:体液从上半身移回腿部组织,血浆置换,前庭系统再次接收混乱反馈,肌肉骨骼萎缩以适应环境压力,心血管机能改变以适应体液体积和重力水平,等等。

  回忆一下那些关于返回地面的宇航员出舱的新闻,他们是不是非常虚弱?他们是不是无法站立?重新回到地球,他们的身体将再次经历各种考验,以便重新适应有重力的环境。

  隔绝、限制和各种心理上的挑战

  除此之外,宇航员还将面临心理上的挑战以及社会关系变化,比如:远离家人和朋友,远离祖国和文化,甚至远离自己的星球,造成的隔绝感;空间上的限制,包括长期居住在非常狭小的空间、和有限的人员一起生活、居住环境质量不佳、物品尤其是个人物品非常有限;还有感官刺激减少、无聊、规定的工作/休息时间、无处不在的风险,以及所导致的巨大焦虑和压力,等等。

  我们可能预想不到,就连日常习惯的每24小时轮回一次的日出日落,在太空舱围绕地球飞行时缩短为每90分钟轮回一次,也会给人的心理带来明显的陌生感。更有甚者,“在太空中,你无法呼吸到新鲜空气,更无法感受到风吹到脸上的感觉,”威克曼如此描述,“你只能一直待在太空舱中,就算有机会出去,也得穿着厚厚的太空服——那其实就像迷你版的太空舱一样。”

  就仿佛是,你和几个朋友挤坐在一辆很小的车里,每个人只带了一个放着极少个人物品的很小的包,却要踏上一条未知的路,去很远很远的地方旅行;并且在危机四伏的路上,你们的那辆车并不会行驶得比过山车更稳。

  对策当然有很多。

  一切重在预防。设计飞行器、宇航员居住区时,可以尽量营造出地球上高低错落层次的样子;团队成员挑选、配置、培训等事项也各有讲究……但同时,一些难关也确实耗费心力,比如,长时间的太空任务需要精神状态足够稳定的人员,可谁知道哪些人才能在复杂环境中长时间保持精神稳定呢?

  “生活是一场冒险”

  威克曼博士表示,宇航员实际上将遭遇的生理及心理上的挑战与风险将比以上所讲的更为复杂和严峻,“现在,在座还有多少人长大后想成为一名宇航员?”她又问了一遍分享会开始时所问的那个问题。

  下面的许多孩子还是高高举起了手。人数一点儿也没有比开场问问题时少。

  威克曼博士很欣慰。她带着笑容,认真回答那些十几岁的青少年提出的各种问题,黑洞、暗物质、移居其他星球、平行宇宙……并不时发出由衷的称赞。“生活是一场冒险,”她说,“认识你自己,找到你激情和才能重合的那个点;然后,利用好你的机会,努力工作;心有所盼,同时享受旅程。”

  崇文青少年科技馆的杨韬说:“这次科普分享会让同学们大有收获。我们希望与更多的国内外行业专家一起,通过各种各样的方式帮助青少年在成长过程中找到学习的方向、理解学习的意义。”(夏 青)

[责编:张佳兴]

阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 马尼拉掠影

  • “科学”号起航维护升级西太实时科学观测网

独家策划

推荐阅读
国家知识产权局已经分别在厦门、天津和广州举办了三期发布会,对移动支付、半导体存储器、超高清显示、锂离子动力电池、生物医药、3D打印、智能制造等领域的报告进行了发布。
2018-11-20 09:47
但现在,我们借助ALMA天文台揭示了这一点,该星系吞噬的气体量足以使其形成恒星并喂养中心黑洞数亿年。
2018-11-20 09:47
由气候原因引起的干旱、洪涝、风灾(包括台风、狂风、风暴潮)等,以及由此引起的土地沙漠化、沙尘暴、泥石流、农作物生物灾害等,皆可称为气候灾害。
2018-11-20 09:46
记录的区域地震走时数据,获得了中国大陆岩石圈深达150公里的高分辨率三维地震纵波速度和横波速度结构模型。
2018-11-20 09:46
包括云南、湖北等省份在内,中国多地通过保护生物多样性相关条例,完善保护机制,加强保护力度,建立起全面的保护体系。
2018-11-20 09:42
试验六号卫星主要用于开展空间环境探测及相关技术试验。天平一号A星、B星主要用于地面测控设备精度标校。
2018-11-20 09:42
新近发表在美国《科学》杂志上的研究显示,已知宇宙最明亮的星系正在吞噬其附近至少3个较小星系,这可能是导致其亮度超乎想象的原因之一。
2018-11-20 09:41
远望3号船自建造以来,先后50次远征太平洋、印度洋、大西洋,安全航行64万余海里,圆满完成了79次海上测控任务。
2018-11-20 09:41
张学宇说:“从那时起至今的18年间,包括4颗试验卫星在内的47颗北斗导航卫星均从这里飞向太空,成功率达到100%。
2018-11-20 09:41
为弥补这些不足,我国的空间地球科学家们也正在为做出原始创新的重大科学发现和成果而努力。
2018-11-20 09:40
中国航天科技集团第一研究院长三甲系列运载火箭总指挥岑拯表示,此次发射是长征三号甲系列火箭的第94次发射,也是与北斗卫星家族的第36次“牵手”。
2018-11-20 09:40
随着两颗全球组网卫星19日凌晨从西昌卫星发射中心顺利升空,我国成功完成北斗三号基本系统星座部署。。
2018-11-20 09:40
1988年开通时,大秦铁路年运量仅为2000万吨,到2002年首次突破1亿吨,实现远期目标。2014年4月2日,长近4公里的3万吨重载列车在大秦铁路试验成功,我国成为世界上仅有的几个掌握3万吨铁路重载技术的国家之一。在大秦铁路这块试验田上,重载技术不断创新。
2018-11-20 09:17
神秘辽阔的青藏高原一直是科研人员们热衷的科考圣地。然而,其复杂高寒的地理及气候环境,也常常令科考之路充满艰险。是否有一天,科研人员们不需要手脚并用地在青藏高原上攀爬,甚至不用去那里就能完成科考工作?
2018-11-20 09:11

指挥令下,火箭升空,赤焰一道,北斗成行。19日凌晨,随着两颗组网卫星顺利升空,我国成功完成北斗三号基本系统星座部署。

2018-11-20 09:07
目前,人类对于细胞分子的检测手段也日益丰富,除了这种“单细胞高时空分辨分子动态分析系统”之外,还有一种超分辨显微镜也获得长足发展。
2018-11-20 09:04
据美国每日科学网站近日报道,宇宙间迄今最明亮星系W2246-0526在贪婪“蚕食”临近小星系时,被科学家“逮个正着”。
2018-11-20 09:02
“雪龙”号船长、船上气象人员及相关气象专家正在进行过西风带的气象会商。“雪龙”号从霍巴特港出发,预计4天后穿过西风带到达浮冰区边缘,12月初抵达南极中山站附近进行卸货作业。
2018-11-19 10:00
更多的智能终端采集到更多的第一手数据,基于这些数据,道路交通运行指数系统、实时在线交通仿真平台、GPS智能化监管平台等10个业务系统组成了深圳交通管理的“城市大脑”。
2018-11-19 09:58
随着两颗全球组网卫星19日凌晨从西昌卫星发射中心顺利升空,我国成功完成北斗三号基本系统星座部署。中国北斗是全球唯一由3种轨道卫星构成的导航系统,对执行发射任务的火箭要求非常高。
2018-11-19 09:58
加载更多