《我问宇航员》 真真解读
《我问宇航员》| 真真解读
关于作者
蒂姆·皮克(Tim Peake),欧洲空间局(ESA)宇航员,首位造访国际空间站(ISS)的英国宇航员。2015年12月起,在太空进行了为期约半年的科研活动,总行程123,206,400千米,绕地球2890圈,飞行时长26周3天23时11分50秒。其太空摄影作品《你好,这是地球吗?》获得英国国家图书奖。
关于本书
本书集合了在twitter和Facebook上大热话题#ask an astronaut的回答。问答体的模式既承载了大的信息量,又轻松易读,明快清晰。作者根据自己在空间站生活半年的一手经验,给出了成为优秀宇航员的心法。本书入选2018年英国国家图书奖。
核心内容
在今天的听书中,我会带你试着从宇航员的选拔阶段,到接受训练,在太空的日常以及回到地球后宇航员重新适应地球生活,和作者皮克一起畅想,经历六个月的宇航员生活。
你好,欢迎每天听本书,我是真真。今天为你解读的书是《我问宇航员》。
这本书的作者蒂姆·皮克,是英国第一位造访国际空间站的宇航员,2015年12月起,他在太空进行了为期约半年的科研活动,共绕地球2890圈。这本书集合了他本人对#ask an astronaut(“向宇航员提问”)的回答,这个话题也是Twitter和Facebook上的热门话题。因为问答体的模式,这本《我问宇航员》既承载了庞大的信息量,行文明快幽默,读起来非常轻松愉快。这本书还有非常宝贵的一点就是,它呈现了大量宇航员太空中日常生活的细节。正是在这些和地球上生活的细微的差别中,我们才能够感知太空生活的神奇之处。这些可贵的航天生活的片断,是很难在其他媒介上得知的。
英文宇航员“astronaut”这个单词来自古希腊语,由“星星”和“水手”这两个单词组成。其实,宇航员们也经常在非正式的场合中,互称对方“水手”。的确,这个单词既富有诗意,又很准确:宇航员就是乘坐着航天器穿梭在星星之间的水手。过去的水手探索新大陆时,面对的是喜怒无常的大海,而今天这些“星星间的水手”,也就是宇航员,面对的则是神秘莫测的太空。从大海到太空,这些水手一直勇敢地将人类的探索的边界向外推进。
书封面上写着这样一句话:“你可能永远也成不了一个宇航员,但你有机会像坐在宇航员身边一样,看他征服太空。”但看完这本书以后,我反倒感觉成为宇航员并没有想象中的那么难。如果不考虑名额受限,只看个人素质,或许我们中的很多人都有成为宇航员的潜质,说不定经过专业训练,你也会是一名出色的宇航员。
因此,在今天的听书中,我希望能带你试着从宇航员的选拔阶段,到接受训练,在太空的日常以及回到地球后宇航员重新适应地球生活,和作者皮克一起畅想,经历六个月的宇航员生活。
现在,你对太空充满了好奇,决心前往太空一探究竟。那么,如何成为一名宇航员呢?
不如我们先来看看,皮克是怎么获得这个做宇航员的难得机会的:
皮克中学毕业后就参军了,成为了一名飞机试飞员,他在军队服役了18年,试飞的飞机类型超过30种。皮克发现,试飞员除了需要掌握高超的飞行技巧,还需要做很多研究,研究意味着试飞员必须拥有优秀的数学水平。这对中学就中止学业的皮克是一个不小的挑战,他努力补课,又索性考取了朴次茅斯大学的飞行动力学与评估专业。
2008年,皮克的机会来了,欧洲空间局选拔宇航员。选拔标准主要有两条:候选者要么是飞行时间超过1000小时的飞行员,要么在特定领域取得过学位。你应该猜到了,皮克同时完美地满足这两个条件:作为资深飞行员,皮克飞行时间超过3000小时,他也拥有飞行动力学的学位。更重要的是,皮克为人谨慎冷静,友好又擅长协作,而且他始终对科学技术和探索有强烈的渴望。他和几位候选者进入了最后的名单,等到2015年,当皮克终于成了第一名进入国际空间站的英国宇航员,他已经43岁了。
成为一名宇航员,需要通过层层选拔。在这本书中,皮克似乎觉得这些测验很容易,他原话是这么说的:“其实你只需要以快速的高正确率通过每一次测试”,就能成为宇航员。俗话说,会了不难,高分通过的皮克说得是很轻巧。但实际上,这些测验每项都需要熟练的专业素养,测验领域涵盖:数理化,生物,工程,英语,和医学,不过,有相关工作经验和知识储备的普通人也完全有可能通过。
普通人也能通过?为什么这么说呢?之前,宇航员一般在空军飞行员中挑选,但是近年来,宇宙空间站任务变得更加多样化:比如在太空开展科学研究,维护太空站。由于人类在太空停留的时间也越来越长,对宇航员的人际交往能力和心理调节能力也提出了更高的要求。因此越来越多的普通人也有机会参加宇航员的选拔,目前有一半的宇航员来自各行各业,比如教师、工程师、医生等等。美国国家航天局甚至招募了一名新宇航员,他曾经的工作是捕鱼。
好了,现在你是一个想成为宇航员的普通人。问题是,什么样的普通人才能被选上呢?怎样才能尽可能增大自己入选的概率呢?
首先,你要做的第一件事,就是盘点一下你自己的过往经历。如果你曾经在国际化的环境里工作过,一定要写在你的简历里,那将会是巨大的加分项,因为国际空间站就是一个多国合作的地方。如果你掌握多门外语,也具有学习外语的激情,那就更好了。国际空间站上的官方工作语言是俄语和英语。因此,英语国家出身的宇航员们必须学习俄语。皮克就没想到,对于他来说,学习俄语竟然是各项训练中最难的部分。
现在你通过了简历的初步筛选,获得了参加笔试的资格。笔试主要是理科方向的试题,答题时间很短,但对正确率的要求极高。过了笔试,你将有幸接受一系列面试。
在第一次面试中,不同国家的航天机构对宇航员的考查重点大不相同。举个例子,加拿大航天局主要考察压力测试和体力测试,比如让你用有限的工具尽快灭火,或者把你和其他候选者一起放在大西洋中间的一正在漏水的艘船上,你们要一起齐心合力堵住那个漏水的缝隙。而欧洲空间站的选拔过程中体力活动较少,但是认知测试和心理分析的内容有很多,目的是确保宇航员们进入太空几个月里心智健康。
这些面试都会着重考察你的身体协调能力,空间方位感和关键时刻迅速做出决断的能力。皮克说,虽然所有入选的宇航员都会接受飞行训练,但在面对危险或者是关键时刻,判断能力比飞行训练重要得多:“优秀的宇航员之所以优秀,是因为他拥有卓越的判断力,这使他不必使用自己高超的飞行技能。”
假如你在这些测试中表现优异,获得了最后一对一面试的机会。能来到这一关,已经说明你是一个行动力很强而且擅长与他人合作的聪明人了。你的面试官将会是去过太空站的宇航员,这次面试侧重考查的就是个人的性格和品质。皮克曾经问面试他的老宇航员,他的衡量标准是什么,面试官告诉皮克,他唯一的考虑就是:“我愿意和这个人一起去太空吗?”这不但要求宇航员的个人能力优秀,还要表现得十分专注果断,更要求他具有良好的合作能力,以及值得信任和托付的态度。
恭喜你,经过层层严格的测试,你已经成了预备宇航员了,现在等待你的是一系列的训练。
在众多宇航员训练中,最有名的就是失重训练,又叫“呕吐训练”,听这个名字,可见这个训练的可怕。为了模拟失重的效果,飞机先以45度角爬升到高空,然后关闭发动机,完全失重,直到飞机以45度角向下俯冲。这期间,机舱内有25秒的失重时间,宇航员们可以借此体验在太空中的感觉,比如抓握物体,控制身体,甚至做一些耗时较短的微重力科学实验。这种训练将会持续3到4个小时,模拟30到40次失重,约三分之二的宇航员都会觉得恶心和晕眩。当然,这仅仅是失重感的一个训练,宇航员还会接受其他训练:比如离心力训练,洞穴探险,求生训练,比如多位宇航员在20米的水下生存12天,等等。你在这些训练中的表现都会被细致观察和记录下来,你的一举一动将会决定着,你最后是不是那个,最合适乘上火箭前往太空的人。
皮克认为,对那些怀有宇航梦想的年轻人来说,最应该牢记的一条建议:“无论你学过什么,你都应该擅长它。”学历或者飞行经验只能决定你在面试中能走到哪一步,而要成为宇航员,更重要的是你的工作激情以及你的个性能为国际太空站带来什么活力。这些要素虽然无法被量化,但越往后期,这些品质将越成为决定候选人去留的关键点。
经过几年的训练,你已经成长为一名优秀的宇航员了,专家团决定选择你作为宇航员的第一人选。你现在只差坐上火箭前往空间站了。
现在让我们来回顾一下你学到了什么:你已经掌握了空间站的仪表操作;你的身体也渐渐适应了失重、高速旋转的环境;你的抗压能力也变强了,领导力也变强了,在封闭的环境里,你可以带领不同国家的宇航员在警报声中冷静地找到火源并灭火;你不害怕牺牲,但更懂得避免不必要的牺牲;你学会了驾驶飞船等各类飞行仪器,即使飞船出了故障,你也能冷静地手动驾驶;你和你的伙伴培养出了可以互相托付性命的默契;你还掌握了俄语——可能说得不够好,但看得懂俄罗斯实验室的仪表,也完全可以和俄罗斯同事沟通。
这样合格的宇航员在升入太空之前,就被会被分为各个单元的用户、操作员或者专家。比如皮克,就是欧洲哥伦布实验室和日本希望号实验室的专家,是美国命运实验室的操作员,是俄罗斯实验室的用户。这几种身份是什么意思呢?在这几种身份中,专家责任和义务最大,作为哥伦布和希望号的专家,这两个实验室的任何重大问题都要由皮克来解决;而作为命运实验室的操作员,皮克要对命运实验室和空间站的美国模块进行日常维护,并协助命运实验室的专家完成一些更复杂的工作;作为俄罗斯实验室的用户,皮克只需要接受训练,安全地使用各项设备即可。
到了终于要升空的那一天。早上起床,除了要接受一系列复杂的身体检测,每一位宇航员都要先要接受灌肠,将身体内部清洗一遍,这样做是为了让宇航员的消化系统能在最快的时间内习惯微重力环境。然后你要用无菌香皂洗澡清洗体表,洗完保持赤裸状态,医生再用抗菌毛巾再将你擦拭一遍,最后穿上无菌的白色长袖内衣和长裤还有纸尿裤。穿纸尿裤倒不是因为担心你在发射时,坐在300吨的大烟花上激动得失禁了,而是因为你即将在宇航服中待上十几个小时。
终于,飞船经过三次成功的火箭分离,宇航员就要抓紧时间按照清单操作,启动引擎,和国际空间站会合了。一旦飞船和国际空间站对接成功,进入了空间站,宇航员们稍作休息,就得进入例行的工作状态了。窗外的地球绝美无比,但是没有时间欣赏,要赶紧投入工作。宇航员们对周围的一切令人吃惊地习以为常,因为这些操作早已经在地面模拟过了很多次。皮克说:“我们不能总是敬畏空间站,这样可没法集中精力地工作。”说到工作,宇航员在空间站中的一项重要工作,就是装备太空舱,现在已经装备好的太空舱,是宇航员们用超过1200小时的太空行走组装起来的。这是一个极其艰巨又复杂的工程,一位美国国家航空航天局的工程师这样说:“建造空间站,就像把一艘远洋巨轮的所有碎片丢进太平洋中,再在海面把它拼起来。”
除了拼装空间站,宇航员在太空中忙碌的事情,对地球上的人会有什么帮助吗?国际空间站上的科学研究,如何改变我们每个人的生活?就拿制药来说吧。药物发挥作用的关键,就在于药物能准确地与致病蛋白质结合起来,就像两款三维拼图能严丝合缝地拼起来一样,这要求我们对蛋白质有非常详细的了解。因此在研制药物的过程中,成功的关键在于制作出高质量的蛋白质晶体。研究人员发现,在失重状态下,更容易生长出高质量的晶体。这是因为失重状态下晶体形成速度较慢,更重要的是:不受重力和对流的影响,晶体的精细结构不会被扭曲和破坏。太空中生长的晶体比地面上生长的任何晶体都更大更完美。目前在国际空间站研究并取得巨大进展的病症包括丙型肝炎、一些癌症和囊性纤维化等。除此之外,还有疫苗研究,衰老过程研究,甚至有合金冶炼。
下面我们来说说,空间站的生活跟地球上究竟有什么不一样呢?在刚进入太空站的几天,皮克感觉空间感有些失调,腿总是撞倒其他东西,好在一周后,大多数宇航员都能掌握失重下的运动技巧。皮克曾经没能来得及抓住周围的把手,只好无助地飘在巨大的舱室中间,无法用力。他手脚并用苦苦挣扎,扑腾了好久,才游到一个扶手上,控制住了自己的身体。失重感其实没什么,最让初到太空的皮克惊讶的竟然是:在太空中,白天的天空居然是全黑的,比你能想象的最黑的东西还要黑。在一次太空行走中,皮克感觉太空像黑色的深渊一样,引诱着他脱离空间站,跳向深渊。皮克当时吓坏了,只能牢牢抓住手边的东西,与这种诱惑相对抗。
类似的细节很多,基本上都可以总结为两点:第一是重力改变,第二是水资源匮乏。为了让你更好理解,我们从衣食住行和工作与娱乐几个角度,来看看宇航员的生活与我们有什么不同。
先来看看宇航员们的穿的。水在太空中是最宝贵的资源之一,所以没有洗衣服这回事,你不得不在太空中把衣服连续穿上几天,然后直接扔掉,换上新衣服。听上去不太卫生,没关系,大部分服装中都加入了抗菌纤维。按规定,通常每两三天换一次内衣,每周换一次T恤和袜子,每月换一次裤子。每个宇航员还可以从地球携带两个鞋盒容量的私人物品进入太空,其中皮克最喜欢的,就是他的妻子为他剪下了两个孩子睡觉的毯子的边角,陪着皮克在太空中翱翔。
再来说说吃。太空中的食物是不是不太好吃?也并非如此,在空间站,宇航员们吃的和在地球上吃的一样,太空菜单上足足有超过100种食物,大多用箔袋、塑料袋或金属罐包装起来。蔬菜包和汤包加点热水就会复原,肉和甜点则放在加热器中热个二十分钟,味道也不错,但是往往没有地面上的食物那么咸,因为太空中的食物食品盐分含量往往较少。因为在微重力环境下皮肤会减少钠的排放,骨质也会大量流失。皮克认为,最美味的太空食物是罐头,但因为罐头太重,所以在太空站,罐头是很罕见的东西。像薯片这样的易碎易飞溅的食物是被彻底禁止的,还是因为失重情况下,碎屑会溅射到整个太空舱,飘到宇航员眼睛里,飘到仪表盘的间隙中,造成数不尽的麻烦。曾经有一位美国宇航员在宇航服的手套里面偷偷带了一个牛肉三明治,结果被宇航局严厉批评,因为面包屑和薯片一样,这种粉末和碎屑状的物体,都可能在失重状态下造成毁灭性的后果。所以在太空中,盐和胡椒甚至会被调制成溶液状,涂抹在食物表面。
说完吃的,说说喝的。那么,在国际空间站中,饮用水从哪里来?听上去似乎有点糟,宇航员尿液、汗水和呼吸中的水会都被循环利用。但其实,这种水比地面上我们的饮用水都要干净得多。目前水在空间站的利用程度高达70%~80%,未来太空探索时会要求水能够100%循环使用,毕竟按照目前的转化率,意味着空间站仍然需要地球派来飞船为空间站补充水分。
说完了吃的穿的,再来看看宇航员住的睡的怎么样。在空间站中,宇航员们往往是按照格林尼治时间一起睡觉的,并不需要值班。用皮克自己的话来说,他的卧室和“飞机上的厕所差不多大”。在这个小小的卧室里,睡眠质量真是不怎么样。对于睡眠你肯定也有体会,要想睡得好,起码不能太吵,得有够暗的环境,适宜的温度和湿度,以及舒服的寝具。
那我们来看看,空间站的睡眠环境怎么样。首先,空间站不够安静,即使是卧室里,也有不小的排气扇噪音,排气扇必须一直运转,以免二氧化碳浓度过高造成宇航员头疼。更糟糕的是,进入太空以后,宇航员的时间感往往变得很混乱。因为人体对光十分敏感,光的强度强烈影响着人对时间的感知。空间站每天绕地球飞行16圈,所以国际空间站的宇航员每天能看见16次日出和日落,光照条件频繁变化,让宇航员很难建立起良好的昼夜节律。太阳发出的大量紫外线阻止身体产生让人感到困倦的褪黑素,因此临睡前,只有确保窗外的地球是处于晚上的时候,皮克才会往窗外看。有一次皮克在外面的地球是白天的时候,不小心看了一眼窗外,强烈的紫外线就让疲惫的他睡意全无,十分痛苦。还有失重,失重本来应该是一种非常放松的体验,然而它剥夺了重力给人类的一大奖赏,就是睡觉时的放松感。虽然你已经在失重环境下漂浮了一整天,身心俱疲,但是在空间站里晚上你也不会有那种身体沉重,陷入床里枕着柔软枕头的放松感觉,因此地球上的安稳睡眠也是皮克在太空最怀念的东西之一。
那么,宇航员在空间站中的休闲娱乐是什么样的呢?宇航员可以在空闲时间刷社交媒体吗?答案是:不可以。为了防止非法入侵,宇航员在互联网上的操作需要极端谨慎,他们会将太空中拍摄的照片发送到地面的新媒体团队的邮箱里,再由地面的媒体团队编辑发送到推特和脸书上。在太空中,闲暇时间里,除了和家人通话,宇航员还可以阅读电子书和听书,但是根据皮克观察,大部分宇航员都会选择听书,就像你现在一样。
不知不觉,六个月过去了,是时候回家了。接下来,我们来看看宇航员的归程。
在前往太空的上升过程中,火箭全力推进,加速度极大,带来了强烈的动力感。下降返回地球的过程,则更刺激,返回舱下降的速度高达800千米每小时,主要靠的是空气阻力减速,而且在距离地面1万1千米的时候,皮克那重达3吨的返回舱还在像砖头一样高速下坠,速度只略低于空气中的声速。至于待在返回舱里的感受,皮克引用了另一位宇航员的话:就像被装在一个着火的桶里,然后从尼亚加拉大瀑布顶端滚下来。
回到陆地,让皮克最高兴的,除了闻到扑面而来的自然风带来哈萨克斯坦草原的清香,更重要的是,他喝上了一杯美味的红茶,茶叶并没有什么不同,但好在泡茶的水终于不是从尿液里过滤的了。在着陆后最初的48小时,宇航员们会有直立不耐症,他们摇摇晃晃走路的样子像是喝得烂醉。有趣的是,因为地球上突然有了重力,有的宇航员在回到地球之后,头几天吃完了饭,总是习惯性地把餐具放在面前的半空中,以为它会悬在那里,结果在地上摔得稀碎。皮克去拿一个笔记本电脑的时候,习惯性地只是轻轻地把电脑扯过来,没想到地球上强大的重力让他没拿住,差点直接把电脑摔在了地上。
回顾这次太空中的旅行,一切似乎都太棒了,在太空停留六个月以后,你的平均身高甚至还会长高3%。成为宇航员是不是太棒了呢?
这里,我请你严肃地设想一下:如果你真的有机会像作者一样前往太空,你会去吗?
先别着急点头。其实宇航员的生活并不是我们想象的那么美好,皮克最后提醒我们,除了面对太空中各种高危的情况,太空飞行还会给人的身体带来一系列确定的伤害,迫使很多宇航员提前结束职业生涯。大部分宇航员在回到地面以后,需要半年时间来恢复健康。宇航员在太空中,身体的状态很像进入了高速老化的状态:肌肉和骨骼大量流失,身体受到大量辐射,患癌症的概率也大大增加。人类只要进入太空,由于失重,骨骼肌不必拉伸,就会自动萎缩,5到11天内你就会失去20%的肌肉,回到地面以后,宇航员的颈部肌肉甚至会萎缩到无法承受头的重量。而且,宇航员在太空中每月都会流失1.5%的骨组织,而这相当于老年人一年时间流失的骨质,因此回到地球以后,宇航员们变得更容易骨折了。在太空中待了六个月,宇航员动脉硬化的程度相当于在地面的10到20年,受到的辐射相当于地面的 60年,约等于每天拍摄8次X光片。而且,有六成宇航员的视力下降了,这点很难恢复。除此之外,几乎每个宇航员都面临着不同程度的抑郁症的威胁和挑战。
总之,欢迎回到地球。
这本《我问宇航员》就为你解读到这里。
对于一辈子都生活在地球上的我们来说,阅读本书是一次愉快的思想冒险。但最打动我的部分,其实是皮克回到地球以后的感受。在这本书的尾声中,他写道:“我做过最困难的事,是与家人道别。宇航员都知道太空飞行的风险,尽管我们经历了充分的训练和准备,并进行了反复检查,我们踏入飞船,仍是冒着一去不回的风险。我尽量不把生活中的任何事情视为理所当然,(当回到地球后的第一个早晨,)被孩子吵醒后,我拥抱着妻子和两个孩子,感觉自己是整个地球上最幸福的人。”
对于一名宇航员来说,最困难的事不是火箭发射时巨大的压迫感,也不是太空行走时坠入太空的危险,而是和家人告别;同样地,他最幸福的瞬间不是他初到太空站,也不是看过那么多壮丽不可思议的太空景色,而是回家。对于这位在星星间穿梭的水手来说,来到太空以后,他更加确信了,最美丽的星球是这颗蓝色的地球。出发和远方固然是最让人激动,是最魅力无穷的,但如果没有起点,没有可以回望的地方,不回头的远征是可疑的。从这个意义来说,我们或许都是水手。于是现在,我也能理解皮克身为一名宇航员,为什么最有感触的瞬间是这个归来的拥抱。
撰稿、讲述:真真 脑图:刘艳导图工坊
划重点
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欧洲空间局选拔宇航员。选拔标准主要有两条:候选者要么是飞行时间超过1000小时的飞行员,要么在特定领域取得过学位。
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学历或者飞行经验只能决定你在面试中能走到哪一步,而要成为宇航员,更重要的是你的工作激情以及你的个性能为国际太空站带来什么活力。
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在空间站里晚上你也不会有那种身体沉重,陷入床里枕着柔软枕头的放松感觉,因此地球上的安稳睡眠也是皮克在太空最怀念的东西之一。