书城童书太空宇航知识篇(二)
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第8章 衣食住行在太空(3)

在失重环境,一切重量消失了,头和躯体会感到分离了一样,手臂也像在自由飘浮。一名前苏联宇航员一次把手臂放在睡缈L面睡眠,醒来时在朦胧中发现两只手向他迎面飘来,吓出了一身冷汗。所以,睡眠时最好把手臂放进睡袋中。在早期狭小的航天器座舱中睡眠,为了防止无意中碰着开关,睡眠时必须将双手束在胸前。

在自给自足的农业社会,生活的普遍规律是“日出而作,日落而息”。在工业发达的现代社会,又出现了白天睡觉,夜晚活动的“夜游神”。在近地轨道飞行的载人航天器。一般90分钟左右绕地球飞一圈,也就是说,一个昼夜的周期只有90分钟,白天黑夜各45分钟,34小时内有16个昼夜交替变化。这种昼夜节奏的变化,使宇航员既不能“日出而作,日落而息”,也不能黑夜工作,白天睡眠;为了保持在地球上形成的生命节律,航天飞行中仍以34小时为周期安排宇航员的作息时间,一般8小时工作,2小时用餐,1.5~2.5小时锻炼,3.5~4.5小时启由活动,8小时睡眠。为了不使快速的昼夜节奏影响睡眠,睡眠时应戴上眼罩。更先进的办法是用灯光亮度的变化来模拟地面上的昼夜节奏,以保证宇航员能很好地睡眼。

但是,各种仪器设备工作时产生的噪声仍然会影响字航员的睡眠。因此,在太空睡眠时还应戴上隔音帽。进一步的措施是将卧室与其他部分隔离开,用消音材料降低噪音的强度。

为了使宇航员能很好地睡眠,地面上也停止与他们的无线电联系,以免打扰他们。在多人飞船上,一般采用轮流工作制,以保证每个人的睡眠。

尽管如此,仍有许多偶然因素影响宇航员的睡眠。如1982年3月,美国“哥伦比亚”号航天飞机飞行时,因座舱中的静电干扰,指令长洛马斯大部分时间都没睡好,静电的“噼啪”声也影响其他宇航员的睡眠,使大家很疲劳。地面指挥中心不得不重新安排他们的日程。一些宇航员初进太空时,也会因兴奋而睡不好觉,也有因工作太累和其他种种原因而失眠的,这就需要依靠药物的帮助了。

对太空睡眠问题,航天医学专家们已做了许多研究。早在70年代,美国就在“天空实验室”上对宇航员的睡眠进行过测量实验,了解到太空睡眠亦和地面上一样分为六个阶段,但较深度的睡眠阶段(第三阶段)更长,醒来的次数减少,每次睡眠中间可能醒来5~6次,也不断翻身变换姿势,但很少做梦。根据太空飞行环境的特点;科学家们已采取了许多可靠的措施来保证宇航员的睡眠,并在不.断地加以完善。但是,对太空睡眠这个平凡的问题,仍有许多问题需要进一步深入研究。

梦,是与睡眠紧密相连的一个问题,大概没有一个人是不做梦的。我们常说,“日有所思,夜有所梦”,在梦境出现的常常是最熟悉的人物和环境,特别是童年的生活环境。但是,究竟为什么做梦,做梦的规律是什么?仍然没有一个科学的、权威的解释。科学家们希望通过对太空梦的研究来解开做梦的秘密。

那么,每个人在太空都做梦吗?太空梦与地球梦有什么不同?太空梦与地球上的生活有什么联系?

前苏联的太空医学生物学研究所的专家研究过许多宇航员的太空梦。他们的研究表明,宇航员酌太空梦完全是地球梦。几次上天飞行的前苏联宇航员克利穆克,在太空梦见过和妻子、儿子一起在森林中采摘蘑菇,甚至还闻到了牛肝菌和变形牛肝菌的香味。宇航员贾尼别科夫和萨维内赫都曾梦见过在莫斯科近郊的家乡、星城宇航员训练中心和他们的亲朋好友。另一名前苏联宇航员梦见过下大雨,而且这梦中的大雨把他惊醒了,使他辗转难眠。

至于太空梦境的颜色,许多宇航员都十分肯定地回答完全是黑白梦。第一名到太空行走的宇航员列昂诺夫,酷爱绘画,他两次到太空飞行,所做的梦没有一次是彩色的。

但是,世界上第一名女宇航员瓦莲金娜·捷列什科娃1963年6月16日到6月20“东方—3号飞船在太空飞行71小时,未做过一次太空梦。

有的宇航员虽然没有做过太空梦,但却遇到过太空幻象。在太空飞行211天的前苏联宇航员列别杰夫,一次在他刚刚睡下时,突然眼前一亮,冒出一片闪光,有时像十字架,有时像小球。这时如果想象某人的形象,他就会清晰异常地出现在眼前。为此,他后来有意做了试验,当眼前再次出现闪光时,他就回忆熟悉的地方和友人,结果一切变得非常逼真和亲近。这种状态可保留5~0分钟。

目前,科学家们对太空梦和地球梦皇样没有清楚的了解,研究仍在继续。

宇航员的个人卫生

哪里有人,哪里就有垃圾。载人航天也会产生垃圾。密封座舱内的垃圾包括人排出的固、液、气体,卫生辅助品,头发,指甲,食物屑,包装材料,损坏的器具和仪器设备产生的废物,更换下来的仪器设备和零部件等等。

放屁,是人的一种正常生理现象,但也是一种令人讨厌的生理现象,特别是那种污染空气的臭屁和以声报人的响屁。因此,即使在地面上,放屁也当检点。而在太空放屁,更是一件很不简单的事。美国宇航局曾对放屁做了专门研究。每人每天平均放屁三次,一天放出的屁,重量约相当于一瓶牛奶。人之所以放屁,是肠内细菌作怪的结果。在水中放屁,可用玻璃瓶把屁收集起来进行研究。屁的成分包含有数百种气体,其中氢占10%、氮占60%~70%、二氧化碳占10%、氧占5%,甲烷占5%。还有具有臭味的挥发性胺、挥发性脂肪酸、氨、硫化氢、靛基质、吲哚、粪臭素和其他微量气体。飞船的座舱是密封的,而且很狭小,放屁多了会污染座舱环境,使人心情不舒畅,食欲不振,甚至产生疾病。氢和甲烷等可燃气体多了还会发生爆炸。座舱当然有调节设备,但也会增加调节设备的负担,消耗更多的能源。在失重环境中,放屁的微小推力,还会把人推走哩!

因此,在太空应尽量少放屁,憋一憋,屁中的氢和氮可由肺部和皮肤排出,其他成分也可进入血液,最后由尿排出。但有时憋屁会感觉不舒服,甚至引起精神不振。这时,也不要随时随地放屁,最好是到厕所里去放。为了减少屁源,应讲究个人卫生,进食时要细嚼慢咽,使食物在肠胃中得到更好的消化。航天食品应避免选择那些容易产生屁的原料。

在太空放屁难,在太空大小便更难。如果像地面上一样撒尿,由于失重,射出的尿碰到便桶会反弹回来,溅在自己的身上,飘浮在空中。拉出来的大便,也会到处飘浮。载人航天初期,将尿撒在尿袋中,然后倒掉;大便时,将袋口带胶布的粪袋贴在臀部上,大便完将用过的手纸和消毒水放人袋中,合上袋口,然后抛弃,或者用手将袋中的东西揉捏在一起,放在贮存箱中带回地面检验。加消毒水和揉捏是为了彻底消毒,不然粪便在袋中腐烂,产生气体,袋子膨胀,甚至将袋子胀破,就会污染环境。

这种方法是不可靠的,稍不注意,屎尿就从袋中飞出来。后来逐步改进,美国在“天空实验室”上装有侧孔式厕所,就是在舱壁上开一个口子安上便座,大便时双手抓住便座旁的把手,将臀部贴在便座上,粪便由气流抽人一个袋中,水分和臭气通过过滤网兜进入一个容器中处理。便袋中的干粪便就地处理或带回地面。小便则对准一个漏斗,尿通过一根管子被抽入容器中处理。

这种划、便方法对女宇航员仍很不方便。要使妇女在太空失重环境中小便符合卫生要求,是很不容易的一件事。为了解决这个特殊问题,美国宇航局聘用了几名自愿帮忙的妇女,请她们演示了撒尿的全过程,并把整个过程录了像,然后进行研究。根据获得的资料,为航天飞机研制了一个男女共用的马桶。马桶的前端安有尿收集器,以满足妇女便尿的要求。使用这种马桶时,臀部坐在便座上,然后把固定带系在腰上,双手抓住把手,小便和大便被分别吸入不同的桶里。把手旁有一个控制杆,可以调节吸嘴的空气流量。臭气经臭气过滤器排除。部分粪便进入样品收集袋中经冷冻贮存,带回地面化验研究,便后,便桶盖自动封闭,里面形成真空使粪便干燥,固体部分弃之舱外,液体部分经再生处理,作为使用水。

人的生活离不开水,暂时缺水,会到处污秽不堪;没有—水,人就不能生存。在太空飞行,每人每天大约需要消耗18.5升水,如果6名宇航员在太空飞行7天,则总共需要7770升水。要把这么多的水运往天上,花费是非常昂贵的。因此,对长期多人航天来说,除数量极少的饮用水从地面上运送外,还需开辟其他水源。其办法之一是人工造水,目前的办法是一举两得的燃料电池。燃料电池是利用氢氧反应产生电的化学电池,氢和氧在催化剂作用下生成水。这种水先经过冷却器冷却到18~34℃,然后进入银离子消毒器净化处理,再送人贮水箱。美国航天飞机上有3个燃料电池,每小时可产生6.8升水,每天160升,可供6名宇航员使用。

另一个办法是回收和再生水。尿和洗澡用水是回收水的主要来源。每人每天约排泄1.6升尿,其中96%是水。目前常用蒸馏法再生水,就是将废水首先送人过滤器进行沉渣处理,然后在蒸馏器蒸馏,进一步去掉固体和有毒物质,再经过杀菌消毒处理,经化验合格后,放入贮水箱中以备使用。

说到太空用水,要算洗澡最奢侈了。作为个人卫生,洗澡是必须的。但太空中的水跟银子一样昂贵,再加上以高昂运费送上天的洗澡设备,洗一次澡的代价是非常昂贵的。一般一个星期甚至一个月才能有一次淋浴,这无论从费用、心情和身体舒适方面讲,都是一次高贵的享受。显然,少于一星期或一个月的短程航天是无法享受太空淋浴的,即使出了大汗以后,也只能用毛巾擦一擦身子。

198.5年在“礼炮7”号航天站上生活211天的前苏联宇航员列别杰夫,在他的日记中对太空淋浴做了生动的描述。他说,为了洗一次澡,准备工作需要花好几个小时。淋浴时,必须把双脚固定起来,不然,飘浮着的身体被水一冲,就会翻筋斗。在失重状态下水是危险品,少量的水也会呛伤人,甚至把人溺死。为了安全起见,最好戴上呼吸罩和护目罩。因此,太空淋浴总是在紧张中进行的,有一种既危险又舒适的探险家的心情。

没有淋浴设备的载人飞船,宇航员只能用湿毛巾擦身。

在太空飞行,除了个人卫生外,环境卫生也非常重要,在狭小封闭的座舱中,甚至比地面上更重要。保持环境卫生,除了空气的自动净化外,密封座舱要经常打扫。保持环境卫生最困难的是垃圾处理。对短期航天来说,把垃圾收集起来带回地面即可;对多人的长期航天来说,如果不处理垃圾,小小的密封座舱很快就会变成垃圾箱。处理的办法目前有两种,一是将垃圾压实成块,像发射炮弹一样从航天器上发射出去。不过不是像发射卫星那样向上发射,而是向下发射,让其进入大气层中烧毁。这种“发射法”的优点是及时,不增加航天器的重量负担,而且可以防止垃圾腐烂发臭,滋生霉菌,污染空气,但需要添置必要的设备。

另一种方法是将垃圾积存起来带回地面处理,不妨叫“零存整运法”。前苏联的“礼炮”号和“和平”号航天站就采用这种办法。“进步”号货运飞船的每次飞行,都要带回一吨多垃圾。这种方法要支付一定的空间运输费用,而且要解决垃圾存放时的防腐、防霉和污染环境等问题。

太空中的体育活动

太空体育活动与地面上的体育活动有许多不同。首先,它有特别强的针对性。在地面上开展体育活动,其出发点自然是增强体质,但有时也是为了比赛或表演。当然,比赛和表演的目的也在于推动体育活动的广泛开展,以达到增强人民体质的目的。不过,这多少是拐了点弯儿。太空中的体育锻炼则不然,它有非常明显的针对性,就像人得了某种病,遵医嘱进行某项体育锻炼一样。迄今没有为了太空体育比赛而进行太空体育锻炼的,也许将来会有,但那是将来的事。

长期呆在航天器飞行的失重环境中,由于“用进废退”规律在起作用,无用武之地的肌肉会萎缩,人的体重会减轻,骨骼会丧失钙质,还会产生其他一些体质变化。这是人体对失重环境的一种自然适应(要是一直呆在失重环境中,这不会成为什么问题。但在,目前,人还不能总是生活在失重环境中)。进入太空的人总是要返回地面的。一旦返回地面,体质的这些变化就会成为一种病症。长期太空飞行的宇航员返回地面时要用担架抬下航天器,就是为了避免突然在地球重力作用下行走使缺钙变脆的骨骼碎裂或折断。有的宇航员在返回地面时,不能立即站立和行走,就是因为肌肉萎缩而无力反抗地球重力的缘故。前苏联一名宇航员在太空飞行6个月后返回地面时,家人给他献了一束菖蒲花,他竟无力拿起这束鲜花。