以下是一位美國航天局的負(fù)責(zé)人對一些航天問題的解答。
1. 在失重情況下航天員是否很難進(jìn)入睡眠狀態(tài)？
這是個(gè)值得討論的問題，因?yàn)橛绊懰叩脑蛴泻芏唷Ｊ紫龋趾教靻T在太空的工作是一班制還是二班制。在國際空間站和大多數(shù)航天飛機(jī)上，所有的航天員都是同時(shí)睡覺，他們將睡袋掛在自己喜歡睡的地方，如墻上、墻角、天花板上等等。當(dāng)航天員實(shí)行倒班工作制時(shí)，像包括空間實(shí)驗(yàn)室在內(nèi)的一些航天飛機(jī)上，航天員睡在一個(gè)小的鋪位上，將它關(guān)閉后，可以隔絕工作室傳來的噪音。開始，航天員有些不安的感覺，覺得自己躺在一個(gè)狹窄的鞋盒中，而且大多數(shù)航天員出現(xiàn)10-15秒的背部感到舒適的錯(cuò)覺。
然而，當(dāng)你打算睡覺的時(shí)候，你需要習(xí)慣你的背部和側(cè)面沒有感覺，事實(shí)上你是在睡袋中漂浮著，只是用繩子將你倒掛著，因而那種使得你昏昏欲睡的重力感覺是不存在的，也有些航天員對此還不太適應(yīng)。他們毫無睡意，緊張得必須吃安眠藥才能睡著。另一些人即使是在這種特殊環(huán)境下也能睡得很香。
需要補(bǔ)充的是：如果睡覺的時(shí)候你的頭部處在不通風(fēng)的地方，呼出的二氧化碳會(huì)聚集在你的鼻子附近，當(dāng)你血液中的二氧化碳達(dá)到一定程度的時(shí)候，腦后部的一個(gè)報(bào)警系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出警告，使你驚醒，會(huì)感覺呼吸急促。這時(shí)，你走幾步或換個(gè)地方，又可以沉睡了。
2. 航天員在太空中穿衣服時(shí)會(huì)有什么特殊的感覺嗎？
航天員的航天服除了在舒適性和安全性上有特殊要求以外，通常和我們在地球上穿的沒什么差別。例如，衣服必須由防火材料制作。當(dāng)在失重情況下穿航天服的時(shí)候，航天員實(shí)際上就是在衣服內(nèi)漂浮，只有當(dāng)衣服碰觸到肌膚的時(shí)候，才會(huì)感到是穿著衣服。
3. 太空中漂浮很有意思么？
航天員們都認(rèn)為一旦適應(yīng)微重力環(huán)境后，在太空中漂浮是非常有趣的。順便說一下，科學(xué)家們不喜歡將微重力稱為零重力，這是因?yàn)槌悄阏谜驹趪@地球做自由落體運(yùn)動(dòng)太空船的中心位置，此外你就不可避免的受到來自微小的加速度和潮汐的影響，即使它們的作用很小，只有地球引力的百萬分之一，我們也不能認(rèn)為它是無重力或0重力。這就是我們?yōu)槭裁捶Q之為失重的原因。
在微重力環(huán)境下生活是很有趣，不同人的感覺也不同。第一次參加太空飛行的航天員，在進(jìn)入太空后的頭兩三天，約有30%-40%的人出現(xiàn)“空間適應(yīng)性綜合癥”（它是運(yùn)動(dòng)病中的一種），其他人不會(huì)出現(xiàn)這種癥狀。血液流向上身，使鼻竇和舌充血，影響人的感覺，一周左右的時(shí)間，航天員體內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)適應(yīng)失重的反應(yīng)。
在失重情況下，脊椎由于沒有重力的作用而變長了，使得人變高了（長高1-2英寸）。在失重情況下，當(dāng)所有的肌肉放松的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)大腿輕輕的向上抬起，胳膊向前方舒展開，身體略微弓著，仿佛是在水中一般。由于沒有“上”或“下”的感覺，需要依靠別的標(biāo)志來確定“上”和“下”，在航天飛機(jī)內(nèi)部設(shè)計(jì)時(shí)，考慮用天花板和地板的不同來定位。
在微重力的情況下，航天員常常產(chǎn)生錯(cuò)覺。當(dāng)航天員告訴自己的大腦哪個(gè)方向是“上”，它立刻會(huì)認(rèn)為那是錯(cuò)覺。這樣，在太空定位、轉(zhuǎn)移或運(yùn)動(dòng)等感覺與在地面上不一樣。在太空行走是非常輕松的，航天員很快就習(xí)慣到處行走和用固定足的方法將自己固定在空間站上。穿上航天服在太空中行走變得困難得多，這是因?yàn)楣ぷ鞣w積大，就像套上一個(gè)氣球，視覺和觸覺都受到了限制。
4. 你可以穿多長時(shí)間的航天服？
一般可以穿5-7小時(shí)。當(dāng)然也要視航天服的中的可消耗材料的情況，例如氧、電量、冷卻水等。航天服簡直就是小型太空船，穿航天服工作是很辛苦的。穿著的時(shí)間也與穿著者對舒適性和耐磨性要求有關(guān)。
5.如果在太空中遇到骨折或重病如何處理？
幸運(yùn)的是，美國宇航局上天的120名航天員從來沒有碰到這種情況。在早期曾發(fā)生過阿波羅13號(hào)航天員佛瑞德尿感染的問題及小規(guī)模的流感的問題。太空船上總會(huì)帶上足夠的藥品以應(yīng)付這些突發(fā)事件。一旦在圍繞地球飛行過程中發(fā)生意外，不管是在航天飛機(jī)上或在國際空間站，都要以最快速度將航天員送回地球。美國宇航局也為國際空間站開發(fā)了一個(gè)大型的七人座的返回艙，是為在特別情況下作為“太空救護(hù)車”使用的。
如果發(fā)生骨折，在太空船上也準(zhǔn)備了固定骨骼的器材。當(dāng)人類出發(fā)進(jìn)入外太空，比如在探險(xiǎn)火星的時(shí)候，太空船上將攜帶醫(yī)療設(shè)備，有一名或多名航天員是經(jīng)過良好的醫(yī)學(xué)知識(shí)訓(xùn)練的，他們可以進(jìn)行救護(hù)和治療。因?yàn)樵谶@種情況下，短期內(nèi)返回地球是不可能的。可能情況下，飛船上將配備經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生。
6. 空間站可以能容納多少人？
國際空間站最多能容納7名航天員。航天員的人數(shù)從開始的3人增加到6人，到2003年增加到7人（但現(xiàn)在由于空間站上資源的問題，只有3名航天員在空間站上－譯者）。當(dāng)然，在一次意外中不可能所有的工作人員都立刻返回。這就是美國宇航局為什么要改進(jìn)返回艙，以便比俄羅斯聯(lián)盟號(hào)太空船可以容納更多人員的原因。
7.空間站上的航天員在太空中是怎樣打發(fā)業(yè)余時(shí)間的？
他們根據(jù)自己的不同喜好，各有偏重。在飛行中，他們可以各自選取自己喜歡的娛樂。有的可以利用膝上型電腦看書或給家人發(fā)郵件，有些人在聽音樂或玩游戲，再有些人就是與地面的親友打電話或與其他同事聊天。可是絕大多數(shù)航天員在剛進(jìn)入空間站時(shí)，大部分業(yè)余時(shí)間是站在窗旁，眺望宇宙和注視著地球從空間站下消失。
8. 國際空間站的航天員是如何挑選出來的？你對此有何看法？
任何身體狀況良好，符合航天員基本要求的成年男女都可以被選拔出來參加航天員訓(xùn)練。要成為國際空間站的任務(wù)專家或航天員，最低要求是至少獲得一所國家承認(rèn)院校的工程、自然科學(xué)或數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位，在這一領(lǐng)域有三年以上相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，更高的學(xué)位將更合適。航天飛機(jī)駕駛員至少要有1000小時(shí)的噴氣式飛機(jī)的飛行經(jīng)驗(yàn)，其視力要比專家好。競爭是相當(dāng)激烈的，每兩年平均有4000名申請者角逐20個(gè)名額。定期征募航天員。
9. 你們是如何繪制太空圖的？如何知道應(yīng)該往哪個(gè)方向前進(jìn)？
讓我簡單介紹一下，要完全理解這個(gè)復(fù)雜的問題不是一件容易的事情，因?yàn)槟愦_實(shí)需要進(jìn)入大學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。
最基本的是你需要知道宇宙是由三個(gè)空間構(gòu)成，所以你應(yīng)確定自己在這三個(gè)軸構(gòu)成座標(biāo)系統(tǒng)中的準(zhǔn)確位置。在天文學(xué)領(lǐng)域，航天員是用方位角、海拔、赤經(jīng)、距離和時(shí)間來繪制太空圖的。
在太空飛行的時(shí)候，我們的三個(gè)座標(biāo)定為X、Y、Z。然后所有的人都有一致的參照系統(tǒng)，即座標(biāo)系統(tǒng)的位置和方向，以此來進(jìn)行測量和定位。一般這個(gè)系統(tǒng)以地球中心為原點(diǎn)。Z軸向上，X軸和Y軸在同一平面上。有時(shí)候可以假設(shè)它是隨著地球旋轉(zhuǎn)，有時(shí)候它是固定在太空中。這套“參考系統(tǒng)也可以裝載你的便攜電腦上。
太空船（還有所有現(xiàn)在的大型飛機(jī)上）都安裝了一套導(dǎo)航系統(tǒng)，可以知道在它的三個(gè)坐標(biāo)附近的飛行物的運(yùn)動(dòng)，不斷地計(jì)算飛船相對與參照系統(tǒng)的變化。當(dāng)然，通過看所指定的靶，也可以預(yù)測其前往的方向。而且很快的，你就知道你在什么方位和前往的地方，如果偏離了設(shè)定的航線，還可以考慮進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。
10. 航天員在太空中使用什么樣的餐具吃飯？它們有什么不同嗎？
航天中使用的是普通的餐具，像刀、叉、勺，與地球上使用的相同。航天員吃的大部分食物和飲料可以放在容器里。不同的是，當(dāng)要吃這些食物時(shí)，它們會(huì)漂浮出來。一些食物，像在制備豌豆、豆等時(shí)要加入沙司，這樣它們就會(huì)粘在餐具上。食物有熱菜、涼菜或冷凍的。飲料是裝在一些可壓擠的瓶子中，像運(yùn)動(dòng)飲料瓶。但是有些事情航天員很難適應(yīng)，他們常抱怨在長時(shí)間的執(zhí)行任務(wù)中，無法得到新鮮的蔬菜和口味清新的咖啡。
順便提一下，在俄羅斯的和平號(hào)空間站，一旦運(yùn)輸?shù)暮教祜w機(jī)到達(dá)，就可以得到像西紅柿這樣的新鮮水果和蔬菜。美國航天員Shannon Lucid說，他們經(jīng)常和俄羅斯航天員聯(lián)歡。也許幾年后，在國際空間站和火星探險(xiǎn)隊(duì)里將能吃到新鮮蔬菜。目前還無法保證提供口味清新的咖啡和汽水，但至少有一家軟飲料公司已經(jīng)開始開發(fā)一種在失重狀態(tài)下使用的容器。此外，在航天中由于體液的轉(zhuǎn)移，使航天員的味覺和嗅覺發(fā)生改變，在軌航天員經(jīng)常挑選味重的食物。
11．航天員在國際空間站要待多長時(shí)間？
大多數(shù)航天員在國際空間站要連續(xù)呆90天——那是目前航天員計(jì)劃的“輪崗”平均時(shí)間。有些人由于各種原因提前回來，另外一些人可能會(huì)待很長時(shí)間，特別是當(dāng)要為人類探索火星提供依據(jù)，要長時(shí)間飛行以便對航天員的生活和工作進(jìn)行醫(yī)學(xué)研究時(shí)。值得一提的是，在太空停留時(shí)間最長時(shí)間的是一名俄羅斯內(nèi)科醫(yī)生Valery Polyakov博士，他在1994年創(chuàng)造了這個(gè)記錄，在空間站停留438天（14 1/2個(gè)月），在此之前是1988年創(chuàng)造的241天飛行記錄。美國人在太空生活最長的時(shí)間是188天，也是女性航天員的世界記錄，它是由Shannon Lucid博士創(chuàng)造的。
12.為什么地球有重力而在太空卻沒有？
太空中是有重力的，但我知道你不是指這個(gè)。可以這樣解釋：重力的生成與質(zhì)量有關(guān)。質(zhì)量是以非常特殊的方式對太空產(chǎn)生影響（愛因斯坦會(huì)說，質(zhì)量使太空彎曲。）這種作用是由艾薩克·牛頓發(fā)現(xiàn)的、被我們稱為萬有引力的力量來傳遞的。根據(jù)我們的觀察萬有引力學(xué)說是正確的。如果不是這樣的話，阿波羅登月計(jì)劃就無法實(shí)現(xiàn)。同樣，一個(gè)物體地心引力的減少是與物體間距離的平方根成正比的。
在地球上，物體質(zhì)量所產(chǎn)生的重力，表現(xiàn)出像一個(gè)“壓力”作用在與地面接觸的物體上，我們稱之為“重量”。當(dāng)沒有這種接觸的時(shí)候，舉例來講，在地球軌道上，飛行器沒有直接與地球接觸，也就沒有重力。但是太空船仍然有質(zhì)量，就會(huì)產(chǎn)生自身的重力區(qū)（當(dāng)然對于小型的航天飛機(jī)就沒有重力了）。
也就是說在太空中所有具有重大質(zhì)量的中心的星體，像太陽、地球和其他行星，都是有地心引力的。牛頓也發(fā)現(xiàn)在沒有加速度作用的情況下，真空中的物體可以永不停歇的沿直線運(yùn)動(dòng)。但是，一個(gè)物體，例如空間站，有地球拉著它時(shí)，使它在地球軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不能認(rèn)為是處于“失重”狀態(tài)；這樣，在軌道上運(yùn)行的空間站所出現(xiàn)的“失重”，并不是地心引力作用不存在，而是重力作用對它的作用消失。一旦有了阻力，大氣阻力、發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力、旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心加速度等等，失重現(xiàn)象就不見了。
13. 航天飛機(jī)發(fā)射時(shí)是什么感覺？
在發(fā)射臺(tái)上，由于座艙的方向和位置，航天員們是背靠背、腳朝上(航天醫(yī)生規(guī)定了他們發(fā)射前處于這種狀態(tài)的時(shí)間)。在艙門關(guān)閉和所有的最后檢查工作已經(jīng)完成后，航天員在心里默默期待著發(fā)射，在腦海中再一次回憶在過去的幾年中所培訓(xùn)的操作程序。例如，他們上方的所有櫥柜是否鎖好？眼前的提示卡提醒你在緊急情況下應(yīng)采取什么措施？最后倒計(jì)時(shí)到6秒，三個(gè)液態(tài)火箭推進(jìn)器點(diǎn)燃。當(dāng)航天飛機(jī)前后晃動(dòng)5英尺時(shí)，你可以很明顯的感到它的晃動(dòng)，這時(shí)，軌道器強(qiáng)烈的擺動(dòng)和振動(dòng)起來。但是航天員聽不到任何發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的雷鳴般的轟響。
然后計(jì)數(shù)到零，頭盔上的無線設(shè)備中傳來指令：“點(diǎn)火、升空。”兩個(gè)固態(tài)燃料火箭推動(dòng)器點(diǎn)火，航天飛機(jī)開始沖向太空。這時(shí)候你不會(huì)感覺非常明顯的加速度，與飛機(jī)起飛時(shí)的感覺差不多。火箭推動(dòng)器內(nèi)的燃料不是均勻地燃燒，推進(jìn)過程中顛簸得厲害。整個(gè)座艙就像汽車以最大速度在鵝卵石上飛馳一樣顛簸不停。
一旦推動(dòng)器點(diǎn)著，在燃料燃盡前它們是不會(huì)停下來的。在起飛后兩分鐘，航天飛機(jī)排空了的容器開始脫落，噪音沒有了，每個(gè)航天員不適感大為減弱。三個(gè)液態(tài)推進(jìn)器的發(fā)動(dòng)機(jī)里的燃料繼續(xù)燃燒，發(fā)出嗡嗡聲，當(dāng)燃料燒盡后，航天飛機(jī)變輕了，繼續(xù)保持加速度。（因?yàn)楦鶕?jù)牛頓學(xué)說，加速度等于質(zhì)量的平方。）
在升空7.5分鐘時(shí)，外部的巨大容器內(nèi)的燃料已經(jīng)燒掉90%，航天飛機(jī)在起飛時(shí)的重量達(dá)到2000噸，而現(xiàn)在不到200噸，壓力已經(jīng)達(dá)到3g——是地球重力的3倍。發(fā)動(dòng)機(jī)減速到3g’s。在這個(gè)加速度，穿著沉重航天服的航天員，呼吸變得非常困難，會(huì)下意識(shí)的呼吸和挺胸。
最后，主發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉。幾秒鐘內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)力降到零。航天員會(huì)突然間感到胸口的壓力消失了，并有種失重感，此時(shí)，航天員已經(jīng)在太空中。
14. 為什么我們要建空間站？它有什么用途？
我們國家提出在地球軌道上建永久的平臺(tái)有很多的理由，而且通過與其他國家的國際合作可以使我們受益非淺。
空間站提供了一種全新的提高人類生活水平的方式。現(xiàn)在每個(gè)人都應(yīng)該知道在地球軌道上，太空提供了許多非常有用的、在地球上找不到的環(huán)境，例如失重、高真空、高溫、極冷、極熱、未經(jīng)過濾的太陽光和可以看到地球的全貌和環(huán)境，以及用天文望遠(yuǎn)鏡觀察不被充滿空氣、云彩和污染物的大氣層所阻擋的宇宙。
這些特殊的環(huán)境，可以使我們在那里進(jìn)行人、動(dòng)物、植物等的科學(xué)研究，得到重大的科技創(chuàng)新。它們也帶來了新的醫(yī)學(xué)突破、科技發(fā)展、新的工業(yè)產(chǎn)品、新的藥品和很多其他的有助于我們國家保持領(lǐng)先地位的新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。當(dāng)然了，這也使我們的經(jīng)濟(jì)、工業(yè)、貿(mào)易和商業(yè)更具競爭優(yōu)勢，也創(chuàng)造了新的工作、知識(shí)和財(cái)富。
由于空間站可以在太空中停留很長時(shí)間，使我們能夠長時(shí)間的利用這么多的太空資源，而航天飛機(jī)在太空中最多只能停留14天。空間站也可以提供更多的電能、更大面積、更多的工具和其他設(shè)備、簡直就像地面上的一個(gè)大型的研究基地，產(chǎn)品發(fā)展中心和技術(shù)示范中心。在長時(shí)間的飛行中，空間站也可以成為人類更好地探索外太空的太空發(fā)射場、跳板和以23，000英尺/秒速度移動(dòng)的發(fā)射平臺(tái)。
15．要成為一名航天員在體質(zhì)方面的要求是什么？
除了健康的身體以外沒有特殊的要求。無論男女只要符合這些要求以及我在問題8所給出的基本資格條件，就可以申請成為候選人參加航天員訓(xùn)練。
16. 航天服有什么不同尋常的特點(diǎn)？
航天服簡直就是小型的太空船，它需要保證航天員在艙外活動(dòng)時(shí)的健康和連續(xù)工作的需要。由于在太空中沒有氣壓，沒有氧氣維持生命，人類必須有適合他們生存的環(huán)境。和航天飛機(jī)工作艙內(nèi)的空氣一樣，航天服中的空氣也是可以控制和調(diào)節(jié)的。
這樣，航天服的主要功能必須為呼吸提供氧氣，同時(shí)要維持身體周圍的氣壓穩(wěn)定，并使身體內(nèi)血液處于液態(tài)狀態(tài)。在真空或非常低的氣壓狀態(tài)時(shí)，身體中的血液就會(huì)像高山頂上的熱水一樣沸騰了。
航天飛機(jī)上配備的航天服可以承受每英尺4.3磅的壓力，這僅是正常大氣壓的三分之一（每個(gè)大氣壓等于14.7 psi）。由于航天服內(nèi)的氣體是100%的氧氣，而不像我們在地球的大氣層只含有20%的氧氣，穿上航天服的航天員要比那些在海拔10，000英尺的高山或身處海平面沒有穿航天服的人呼吸到更多的氧。在離開太空船去太空工作之前，航天員要呼吸幾個(gè)小時(shí)的純氧。這是去除溶解在血液中的氮和防止當(dāng)氣壓下降時(shí)釋放出氣泡的必要程序，這種情況通常稱為潛水減壓病。
另一方面，如果在正常大氣壓下呼吸純氧過長，它就會(huì)變成對人體有害的氣體。這種吸氧排氮對航天員來講是過分的、毫無益處的和令人厭煩的等待，確實(shí)是件麻煩事，我們將航天服的內(nèi)部氣壓設(shè)計(jì)為8.3 psi，這樣可以縮短吸氧排氮的時(shí)間。
航天服必須具有保護(hù)航天員免受致命傷害的作用，它除了可以防止微流星體的撞擊外，航天服也要避免航天員受到太空溫度極限的傷害。沒有地球大氣層來過濾陽光的輻射，朝向太陽的一面溫度可高達(dá)250度，背向陽光的一面，就在零下250度。
航天服的主要特點(diǎn)是：除了靴子和手套有多層結(jié)構(gòu)外，背面有生命支持系統(tǒng)，胸部是顯示控制模塊，還有就是為太空漫步者和處理緊急情況而設(shè)計(jì)的裝備，特別是備用的供氧系統(tǒng)。這些組合成一個(gè)被稱為EMU的集合體（艙外機(jī)動(dòng)裝置），它可以實(shí)現(xiàn)不同子系統(tǒng)之間的自由轉(zhuǎn)換，無論是在正常情況下或緊急情況下都可以容易和安全地連接。
還有一些特殊裝置：尿液儲(chǔ)存器，在返回航天飛機(jī)或空間站以后將尿液輸送到廢物處理系統(tǒng)；有一個(gè)網(wǎng)孔狀的彈性纖維制成的液體冷卻和通風(fēng)服，衣服前面的入口處有拉鏈，它6.5磅重；內(nèi)衣中的冷卻管內(nèi)，水在不停流動(dòng)著，使航天員穿上時(shí)感到很舒服。安裝冷卻管的原因是因?yàn)橐路?nèi)是純氧層，它不可能像在普通空氣中那樣提供足夠多的冷氣。還有就是可裝21盎司的內(nèi)衣飲水袋，“探測帽”或通訊載體組合裝置，供雙向通訊的耳機(jī)和麥克風(fēng)及預(yù)警和報(bào)警裝置，及生物醫(yī)學(xué)探測子系統(tǒng)。
在太空行走的時(shí)候，航天員綁上在地面重達(dá)310磅的單人機(jī)動(dòng)裝置（MMU），一個(gè)單人的氮推動(dòng)器背包，它固定在航天服攜帶式生命保障系統(tǒng)上。航天員利用可調(diào)控旋轉(zhuǎn)和平移的手控制器，可以準(zhǔn)確的飛入或圍繞航天器貨船入塢碼頭運(yùn)動(dòng)，或自由的進(jìn)入航天飛機(jī)或空間站附近的有效載荷或建筑內(nèi)，也可以到達(dá)其它很多似乎遙不可及的外部區(qū)域。航天員穿著被稱為“太空自行車”的MMU’s，在發(fā)射、服務(wù)、保養(yǎng)和找回人造衛(wèi)星方面發(fā)揮了很大作用。
17．航天服是用什么材料制成？它們是怎么制作的？
我們通用的航天服/ EMUs有12層夾層，每個(gè)都有其特殊的用途。從里層開始看，最里面的2層是冷凍液體構(gòu)成的貼身內(nèi)衣，材料是內(nèi)縫管狀塑料的彈性纖維，下一層是涂有尼龍的球膽層，外面包了一層達(dá)可綸織物。下面7層是防熱和小隕石的保護(hù)層，由鋁化的邁拉和層壓的達(dá)可綸棉麻織制成。這七層的衣服外面是一層化合織物。
18. 美國第一位兩次進(jìn)入太空的航天員是誰？
第一位兩次進(jìn)入地球軌道的美國人是戈登·庫鉑。第一次飛行：1963年5月15-16日，駕駛水星9號(hào)飛船，歷時(shí)1天10小時(shí)20分鐘。第二次飛行：1965年6月3-7日和皮特·康拉德一起駕駛雙子座5號(hào)，歷時(shí)7天10小時(shí)2分。
實(shí)際上格斯·格里森是第一個(gè)兩次乘坐火箭進(jìn)入太空的美國航天員。但在1961年7月21日，他第一次飛行駕駛的“自由鐘”僅僅是亞軌道飛行的飛船，帶著他沿拋物線飛行15分鐘，高度是190公里，有五分鐘處于失重狀態(tài)。然后又開始了他的第二次飛行，這次他進(jìn)入了地球軌道，在1965年3月23日，他和約翰·楊一起乘坐雙子座3號(hào)繞地球三圈。順便提一下，這次飛行將第一臺(tái)電腦帶入太空：它是每秒可運(yùn)行7000次計(jì)算的小型計(jì)算機(jī)。格里森用它來計(jì)算地球軌道的變化。從那時(shí)起，航天員可以真正的飛越太空，而不是只沿著固定的軌道環(huán)繞地球飛行。
19．哈勃太空望遠(yuǎn)鏡可能替代國際空間站么？
哈勃太空望遠(yuǎn)鏡離國際空間站還有很大距離，首先它的軌道傾斜度是28.47度（國際空間站是51.6度），其次它的平均海拔高度是590公里。
20. 航天服有多重？
航天服包括背包在內(nèi)凈重近280磅（在地面）。當(dāng)然了在太空中它沒有重量（即使什么都沒有變化）。
21. 為何航天員必須穿這么重的裝備？
一旦航天員進(jìn)入有壓力的生活艙，他們就穿上地面上的人們在溫暖的春天穿的衣服，通常是短褲、短袖襯衫和襪子（因?yàn)樗麄兊哪_需要一些防碰撞保護(hù)和防寒，但他們不走路，所以不需要鞋子。）們僅在發(fā)射和返回以及走出氣壓艙進(jìn)行太空船外活動(dòng)或艙外活動(dòng)的時(shí)候需要穿上特殊的衣服。發(fā)射/著陸服有防火功能和在航天飛機(jī)的加壓系統(tǒng)失控后維持身體周圍的壓力不變的作用。
航天員艙外活動(dòng)穿的航天服要提供維持生存的氧氣和壓力。它們必須使航天員免受快速飛行的太空碎片的傷害，所以他們的航天服必須有壓力。當(dāng)他們背向陽光，遠(yuǎn)離太陽光照射變冷的時(shí)候，航天服必須保暖。衣服提供與地面、航天飛機(jī)和其他艙外活動(dòng)的航天員聯(lián)系的無線設(shè)備。提供太空短途行走和在黑暗中工作所需的光線，避免航天員的眼睛受太陽光的直接照射，便于攜帶外出工作的工具，滿足航天員生理需要的食物。航天服要保證六小時(shí)無故障，可適應(yīng)不同航天員的要求。你可以將它看成小型的太空船。在地球上它重達(dá)280磅，但是在太空中沒有重量。
22.進(jìn)入太空要花費(fèi)多長時(shí)間？
航天飛機(jī)從發(fā)射、經(jīng)過脫離外部罐和固體火箭，到以所謂的軌道速度到達(dá)地球軌道，大約要8.5分鐘，所以它要不停的圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)。（國家航天局網(wǎng)特約編譯/唐承革 沈羨云）
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太空飛行知識(shí)問與答（2）
23.穿太空服需要多長時(shí)間？
大約需要45分鐘。航天員在穿航天服時(shí)必須穿上他（她）特制的內(nèi)褲，液體致冷內(nèi)衣，上身/背包組件、褲子和靴子，手套和頭盔，然后帶上必要的工具和設(shè)備。
當(dāng)航天員要進(jìn)行太空行走，走出氣壓艙時(shí)，需要更多的準(zhǔn)備時(shí)間。艙內(nèi)的氣壓和地球海平面的氣壓相同（每平方英尺14.7磅），而艙外沒有壓力，太空服里要維持一定的壓力，以便宇航員在真空中生存。它的壓力要達(dá)到4.3 psi。人在14.7 psi氣壓和4.3 psi氣壓時(shí)的反應(yīng)是明顯不同的，如果從高壓很快地下降到低壓，航天員血液中的氮將形成氣泡，出現(xiàn)“減壓病”癥狀，這是非常危險(xiǎn)的。為了避免減壓病的出現(xiàn)，氣閘艙中的壓力先降到10.2 psi。在穿上太空服以后，航天員在走出艙門之前每隔一小時(shí)就呼吸一點(diǎn)純氧，以便在進(jìn)行太空行走或艙外活動(dòng)之前將氮從血液中清除。“預(yù)呼吸”的時(shí)間不包括在穿太空服的時(shí)間里。
24.為什么登月計(jì)劃是以希臘太陽神阿波羅的名字命名？而不用他的孿生姐姐，月亮女神戴安娜的名字命名？
美國宇航局在用神話中的名字來命名太空計(jì)劃時(shí)，并不是像大家想象的那樣武斷地做出選擇，或根據(jù)它們在太空中的位置來定。1960年7月，規(guī)模超過水星計(jì)劃（美國第一次載人太空飛行）的登月計(jì)劃在開始的時(shí)候沒有名字。當(dāng)時(shí)，美國宇航局太空發(fā)展署的負(fù)責(zé)人亞伯·斯?fàn)柕傥亩∠壬嶙h用“阿波羅”來命名登月計(jì)劃，這是因?yàn)檫@個(gè)古希臘神話中神的個(gè)性深深吸引他：阿波羅是太陽神，是箭術(shù)、預(yù)言、醫(yī)術(shù)、詩和音樂神的化身。他每天駕馭著馬拉戰(zhàn)車將太陽從天空拉過。美國宇航局一致通過，并在1960年7月28-29日的一次記者招待會(huì)上宣布了阿波羅計(jì)劃。美國從水星計(jì)劃開始就以神話中的神或英雄來命名載人航天計(jì)劃。
25.植物在失重情況下是否會(huì)長得更好？
植物在太空中生長需要與地面一樣的環(huán)境，要求有食物、水和光。食物（肥料）和光（例如陽光）容易獲得。問題是在失重情況下如何給植物的根部補(bǔ)充水分。美國宇航局和它的國際合作伙伴正在進(jìn)行有關(guān)的研究，設(shè)計(jì)可以在微重力工作的供水系統(tǒng)。
有意思的是，在失重情況下植物的葉和莖都向有光源的方向生長（趨光性）。然而在地球上重力使植物根部沿著地球引力的方向垂直生長，這樣防止植物被拔起來。
順便提一下，我們不會(huì)使用零重力或無重力狀態(tài)這樣的術(shù)語，因?yàn)檫@種情況幾乎不可能發(fā)生。除非是在旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)室的正中央才有可能出現(xiàn)零重力或無重力。地球重力場的作用可以延伸到太空很遠(yuǎn)的地方，實(shí)際上，離空間站軌道很遠(yuǎn)的地方都受重力的影響。非常低的重力或失重在自由落體狀態(tài)下是可以達(dá)到的。
26.航天員在太空飛行時(shí)有很多工作要做，他們有空閑的時(shí)間嗎？
美國宇航局正在努力為航天員安排好作息時(shí)間，使他們有自己可以支配的空閑時(shí)間。航天員與地球上的人一樣實(shí)行工休制，工作之余他們有時(shí)間睡覺、吃飯、鍛煉、讀書、看電視、與家人（郵件或電話）或其他同事交流，或者僅是朝窗外觀看太空美景。
27. 建新的空間站需要幾年的時(shí)間？
NASA在1984-1985年期間和他們的國際合作伙伴（除前蘇聯(lián)）開始了空間站的最初設(shè)計(jì)。在1987年簽署了關(guān)于空間站設(shè)計(jì)、開發(fā)方面的詳細(xì)協(xié)議。在1993年吸引俄羅斯人加入空間站的工作，并對設(shè)計(jì)進(jìn)行一些修改，改名為國際空間站。從1993年起，開始項(xiàng)目的制作階段。這時(shí)候美國已經(jīng)單獨(dú)加工了重達(dá)184000磅的硬件。
實(shí)際上在60年代中期美國宇航局就開始進(jìn)行空間站方面的一些研究工作，首先是建造了直徑很長的土星5號(hào)登月火箭，后來是在航天飛機(jī)18×60英尺的貨艙內(nèi)進(jìn)行了一些改進(jìn)。
28.一個(gè)人在太空中可以待多長時(shí)間？
如果從健康的角度看，航天員在太空可以停留很長時(shí)間。俄羅斯航天員在和平號(hào)空間站已停留過一年以上。但是，國際空間站的航天員通常只在太空生活三個(gè)月（現(xiàn)在一般是停留6個(gè)月－譯者），以防止他們受太空環(huán)境的影響，而且可以讓更多的航天員有機(jī)會(huì)到空間站工作。
除了健康方面的因素外，航天員在太空的停留時(shí)間還取決于所獲得的消費(fèi)品（空氣、水、食物、能量）數(shù)量的限制，這是指他們在太空中所需的資源的后勤供給和自給自足能力。
29. 在太空中是如何上廁所的？
在太空中，由于沒有重力，可用局部真空的方法處理尿和大便，無論男航天員或女航天員在小便時(shí)可以用小真空吸塵器和一個(gè)套囊，將尿吸到一個(gè)尿收集袋中。在排大便時(shí)，需要有一個(gè)特制的真空泵和一個(gè)密封的座圈，將排泄物分離，收集到一個(gè)容器中。大腿的固定裝置可以保證航天員在大便時(shí)人坐在馬桶座圈上不會(huì)漂走。
30. 在空間站發(fā)展的不同階段將進(jìn)行哪種實(shí)驗(yàn)，如果一個(gè)人希望在空間站上進(jìn)行研究工作，他可以進(jìn)行哪些方面的研究？
國際空間站的整個(gè)發(fā)展過程中，很多技術(shù)學(xué)科都要得益于在空間站所進(jìn)行的長期實(shí)驗(yàn)，然而主要的研究重點(diǎn)是失重狀態(tài)和生命科學(xué)。美國宇航局開發(fā)了多種專門用于空間站軌道研究的設(shè)備。
空間站研究的推薦項(xiàng)目主要是各種傳統(tǒng)科學(xué)和工程課程方面的研究，特別強(qiáng)調(diào)在投標(biāo)時(shí)，要注意有關(guān)的技術(shù)性論述和標(biāo)書中英語寫作的準(zhǔn)確性。
31. 地球軌道周圍的的各種碎片和垃圾對空間站有什么威脅？
美國宇航局正在關(guān)注空間站有可能遭到微流星體和太空碎片的襲擊，盡管從理論上講這種情況發(fā)生的可能性很小。但美國還是一直制定了將航天飛機(jī)所攜帶的垃圾和碎片回收的政策。俄羅斯現(xiàn)在也制定了相似的政策。其他國家在這方面的合作也有很大進(jìn)展。所以空間站的軌道平面上很少出現(xiàn)人工材料的垃圾。
然而，為防萬一，國際空間站要設(shè)計(jì)能承受小物體穿透空間站保護(hù)墻的措施。同時(shí)，地面雷達(dá)可以探測到大的飛行物，這樣就會(huì)有充足的時(shí)間通知空間站，避免險(xiǎn)情的發(fā)生。
32. 國際空間站擴(kuò)展空間的能力有多大？
如果得到國際空間站的合作伙伴，包括美國、加拿大、日本、意大利、比利時(shí)、荷蘭、丹麥、挪威、法國、西班牙、德國、英國、瑞士和俄羅斯在內(nèi)的國家的同意，空間站可進(jìn)一步擴(kuò)大。此外，可用新技術(shù)的設(shè)備淘汰過時(shí)的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)內(nèi)部設(shè)施的更新。
33. 參加國際空間站工作的航天員要經(jīng)過哪種訓(xùn)練？
在空間站上工作的只有研究人員和專家，沒有飛行員。空間站上的航天員要接受兩部分訓(xùn)練：航天員的基本訓(xùn)練（生存訓(xùn)練，基本的航天飛機(jī)駕駛訓(xùn)練，基本的科學(xué)研究訓(xùn)練）和空間站系統(tǒng)與科學(xué)研究設(shè)備使用的訓(xùn)練。根據(jù)每個(gè)航天員所承擔(dān)的職位和職責(zé)，他們的訓(xùn)練項(xiàng)目也不同。至少要有一個(gè)人負(fù)責(zé)設(shè)備的維護(hù)工作，其他人負(fù)責(zé)六個(gè)空間站的實(shí)驗(yàn)室工作，每名航天員都要接受其他航天員部分工作的訓(xùn)練。訓(xùn)練項(xiàng)目將根據(jù)航天員在空間站停留的時(shí)間長短來決定。
34. 航天員接受這種訓(xùn)練需要花多長時(shí)間？
一般情況下要求航天員在執(zhí)行飛行任務(wù)前一至兩年的時(shí)間里接受訓(xùn)練，平均是十八個(gè)月的時(shí)間。
35. 國際空間站上的居民可以是一對夫婦嗎？
空間站的一個(gè)主要目的是為參與空間站項(xiàng)目的國家提供科學(xué)和工藝結(jié)果。挑選參與飛行任務(wù)的航天員將根據(jù)在六個(gè)實(shí)驗(yàn)室完成工作的情況作為標(biāo)準(zhǔn)。航天員將來自15個(gè)參與空間站建設(shè)的成員國，包括有：美國、加拿大、日本、意大利、比利時(shí)、荷蘭、丹麥、挪威、法國、西班牙、德國、巴西、瑞士和俄羅斯。空間站上的居民可能是一對夫婦，這將取決于他們是否都是這一領(lǐng)域的專家，及他們是否符合航天飛行任務(wù)的要求。
36. 國際空間站上有自己的醫(yī)務(wù)室嗎？
在裝配空間站的時(shí)候，將配備一種叫衛(wèi)生保健系統(tǒng)的特殊的包裹。里面有健康監(jiān)視裝置、急救裝置、一些緊急外科手術(shù)和齒科修復(fù)材料，也包括鍛煉器材。這些物品可以保證空間站的居民在失重環(huán)境下生存。當(dāng)空間站完全裝配好后，將根據(jù)需要提供新的保健和監(jiān)視設(shè)備。如果條件允許的話，生病或受傷的航天員可以很快的由配備救護(hù)系統(tǒng)——俄羅斯聯(lián)盟號(hào)救生飛船或美國提供的航天員返回飛行器送回地面。
37. 航天員在太空中是否可能患幽閉恐懼癥和發(fā)瘋，航天員能否在整個(gè)任務(wù)中保持鎮(zhèn)靜？
參加國際空間站飛行的航天員是經(jīng)過心理選拔的，對這方面有很好的承受能力。何況，對于國際空間站來說，幽閉恐懼癥不是一個(gè)問題。因?yàn)樗瞧駷橹棺畲蟮囊粋€(gè)航天器，在這個(gè)龐然大物里最多時(shí)只有七個(gè)人在里面居住，每個(gè)人都有很大的生活空間，可以到處行走，不會(huì)感到幽閉的。
38.以前空間站是否遇到過困難，你是否能夠預(yù)測到將來可能會(huì)遇見的困難？
和其它參加國際空間站的國家一樣，我們面臨的問題也是制定國際空間站的發(fā)展計(jì)劃，在經(jīng)費(fèi)和條件允許的情況下，盡可能地滿足不同國家的需要。（目前國際空間站遇到的最大問題是經(jīng)費(fèi)－譯者注）。
空間站已經(jīng)有了一套復(fù)雜的計(jì)算機(jī)監(jiān)視和控制系統(tǒng)，可以察覺未來可能發(fā)生的困難，可以發(fā)現(xiàn)空間站或地面出現(xiàn)的設(shè)備故障。同樣的，重要的在軌系統(tǒng)都會(huì)有備份，有時(shí)候還不止一份。如果某一部分出現(xiàn)問題，空間站航天員或地面人員就可以切換到另一個(gè)類似的系統(tǒng)，保證系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。航天員可以很快找到出現(xiàn)問題的地方，就像業(yè)主對家的維護(hù)一樣。
39. 在太空中你可以看到什么？
由于空間站在離地球表面220里以外的太空中，空間站上的航天員可以很容易看見地球。他們將比你在飛機(jī)上看到的地球范圍更大，但景色相差不多。從航天飛機(jī)或空間站的窗戶向外看去，看到的景色就像一個(gè)晴朗、有很多星星在閃爍的黑夜，地球的外層是藍(lán)色的大氣層。在向月球飛行中看地球時(shí)，當(dāng)太陽光線折射到地球大氣層表面的時(shí)候，地球變得更大和更清晰了。太陽在太空中非常耀眼，但并不像我們在地球上所看到的那樣，它的周圍是光環(huán)，因?yàn)樵谔罩袥]有大氣層來擴(kuò)散太陽強(qiáng)烈的光線。
40. 無重量是一種什么樣的感覺？
在太空行走非常容易，空間站的航天員很快就會(huì)適應(yīng)四處走動(dòng)和固定在工作臺(tái)上。他們可以很容易地移動(dòng)地球上的沉重、巨大物體。但是，航天員仍然需要很小心地控制物體的移動(dòng)和在需要的時(shí)候能將它們停住。
41. 空間站上的航天員是否有年齡限制？
美國宇航局對它的航天員沒有年齡限制。實(shí)際上，研究結(jié)果表明太空飛行對于年紀(jì)大的人不會(huì)產(chǎn)生太大壓力，因?yàn)樗麄兊纳眢w中的器官經(jīng)過長期的鍛煉變得更加容易適應(yīng)。NASA在選拔航天員時(shí)的要求是：
a.取得自然科學(xué)、數(shù)學(xué)或工程學(xué)領(lǐng)域?qū)W士、碩士或博士學(xué)位者；
b.有卓越的工作能力，特別是最近參加過太空飛行的人更受歡迎。
42. 你能解釋“南大西洋異常”是什么意思嗎？
地球被一個(gè)近似球體的磁場－磁氣圈包圍著。據(jù)我們今天所了解的，它是由于地球內(nèi)部發(fā)電機(jī)作用產(chǎn)生的，在地球的內(nèi)部，導(dǎo)電的液體金屬由于對流力（熱傳導(dǎo)）、科里奧利氏力和地球引力的作用而出現(xiàn)流動(dòng)，就像發(fā)動(dòng)機(jī)上纏繞的帶電線圈，在它運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生磁場。他們集聚在一起，產(chǎn)生了地球的磁場。沒有磁場，我們的圓規(guī)星座將不能運(yùn)行，就不會(huì)有北極光現(xiàn)象，它保護(hù)我們免受深太空輻射的傷害，這些輻射是來自于偏離的深太空高能粒子或被所謂的范艾倫地帶捕獲的高能粒子。當(dāng)然，在1958年美國第一顆人造地球衛(wèi)星探險(xiǎn)家一號(hào)飛行時(shí)，發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)磁場，一個(gè)近一些，一個(gè)離得很遠(yuǎn)，它們像一個(gè)油炸圈餅似地圍繞著地球。
在南大西洋離開巴西海岸的某一地區(qū)，磁場的屏蔽效應(yīng)不是很圓，而是像壺穴，科學(xué)家們解釋這是由于地球地理中心的磁場中心發(fā)生了古怪的偏離（偏離280公里），以及磁場和地球地理磁極間發(fā)生偏離。
這個(gè)被稱為“南大西洋異常”的現(xiàn)象是非常重要的。因?yàn)樵诘厍蜍壍郎巷w行的太空船要定期地穿過這個(gè)自然屏蔽減少的地帶，每次在那里要停留幾分鐘，受到高能粒子的作用，特別是在太空行走的時(shí)候，它對光電電池的設(shè)計(jì)也有影響，高能粒子流將使它很快失效。由于考慮到南大西洋異常現(xiàn)象的影響，故而將國際空間站飛行軌道設(shè)計(jì)成傾斜51.6度。
43. 是否可以講，到目前為止還沒有理想的與地球同步的人造衛(wèi)星？與地球同步衛(wèi)星的準(zhǔn)確定義是什么？
與地球同步衛(wèi)星的定義是指進(jìn)入軌道、圍繞地球飛行的人造衛(wèi)星，它每次圍繞地球旋轉(zhuǎn)的周期幾乎是24小時(shí)。因?yàn)榈厍蛞惶煨D(zhuǎn)一次（24小時(shí)），這樣人造衛(wèi)星看上去好像沒有動(dòng)，在地球的上方固定不變。如果我們將地球看成一個(gè)圓球（它實(shí)際上是扁平狀，粗看上去像一個(gè)梨），半徑長6378公里，這樣人造地球衛(wèi)星就必須在幾乎是35，880公里以外的高空，這樣看上去衛(wèi)星沒有移動(dòng)。地球軌道每次旋轉(zhuǎn)走過的長度是265，514.8公里。你可以用L＝2×Pi (=3.1415)×地球半經(jīng)(= 35，880 + 6378)求出。如果將這個(gè)值除以運(yùn)行速度，正好是24小時(shí)。
現(xiàn)在，真正意義上的與地球同步，不僅是要有精確的高度，還要與地球赤道的傾斜度的差為零（它要與地球赤道平面持平）。換句話講，只有在地球赤道軌道上飛行才能是同步衛(wèi)星。一旦人造衛(wèi)星的軌道向赤道平面傾斜的時(shí)候，受傾斜值的影響，在每次旋轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)上下波動(dòng)。因?yàn)樗耘c地球旋轉(zhuǎn)同步，它的上下波動(dòng)的軌跡就像數(shù)字“8”。“8”將一直保持不變。這樣的衛(wèi)星稱為同步衛(wèi)星。
如果按照科學(xué)準(zhǔn)確地定義，在太空中的很多同步衛(wèi)星中，只有一部分可以被稱為同步衛(wèi)星。更準(zhǔn)確地講：地球不是真正的圓球，還有很多其他天體通過萬有引力對人造衛(wèi)星產(chǎn)生影響（盡管這種影響很小），同步地球衛(wèi)星的位置不斷受到其他外力的作用，如果為了到達(dá)準(zhǔn)確同步的目的，可以采用點(diǎn)燃在軌的低火箭噴射氣流的方法，用它的反沖力，周期性地糾正衛(wèi)星的軌道。（國家航天局網(wǎng)特約編譯/唐承革 沈羨云）
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太空飛行知識(shí)問與答（3）
44.在太空時(shí)間是否比在地球上快？如果是這樣的，有多快？
不，在太空時(shí)間并不比地球上過得快——除非我們指心理或主觀上的時(shí)間。如果一個(gè)航天員的時(shí)間被一大堆的事情安排得滿滿當(dāng)當(dāng)，時(shí)間似乎比他們希望的或預(yù)想的快。駕駛員非常熟悉事情很快發(fā)生、時(shí)鐘似乎在跑的這種感覺：接受測試的航天員稱這種現(xiàn)象為“時(shí)光如梭”，其含義是航天員需要預(yù)測一系列事件的發(fā)生，“走在飛機(jī)前面。”
然而（這也許會(huì)讓人感到驚訝），對于航天員來講，在太空中時(shí)間過得比在地球上慢。實(shí)際上，太空飛行使人年輕！這一現(xiàn)象是艾伯特·愛因斯坦在大約80年前發(fā)現(xiàn)的，他把這一現(xiàn)象稱作“似是而非的雙胞胎。”如果雙胞胎姐妹中的一個(gè)以非常快的速度在太空中飛行，在她返回地球以后就會(huì)發(fā)現(xiàn)比在地球生活的姐妹年輕。這是因?yàn)闆]有格林威治時(shí)間可以計(jì)量，所有的時(shí)間是相對的，航天員的表沒有發(fā)生物理或機(jī)械的變化，愛因斯坦的相對論揭示出時(shí)間的變化是與可度量物體移動(dòng)速度有關(guān)。
在航天飛機(jī)飛行中，軌道速度僅達(dá)光速的很小部分（也就是1/42857），因此所謂的“時(shí)間膨脹“的作用還是很小的，可以忽視的。但是航天飛機(jī)的實(shí)驗(yàn)還是證明有一定影響。例如， 1985年在STS-61A挑戰(zhàn)者航天飛機(jī)上的一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，使用一個(gè)非常精確的原子鐘進(jìn)行所謂的NAVEX飛行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)每秒鐘飛行原子鐘就會(huì)慢0.000，000，000，295秒，幾乎與愛因斯坦公式中所預(yù)測的一樣。在一個(gè)連續(xù)十天（864，000秒）的航天飛行中，時(shí)間慢了0.000255秒（=255微秒），這樣航天員在返回后會(huì)比待在家里年輕(實(shí)際上從身體變化的情況來看，由于失重對人體的不利影響，航天員衰老得更快－譯者)。
還會(huì)有二次效應(yīng)：因?yàn)榈厍蛞κ箷r(shí)間變慢一些，離開地球會(huì)使時(shí)間變快一些。地球引力的作用與速度的作用相反，但是對于一個(gè)只有十天飛行任務(wù)的來講，速度的影響只達(dá)到11%。
愛因斯坦在他的廣義相對論中也預(yù)測到，像地球這樣的厚重物體在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，會(huì)對太空和時(shí)間造成影響，就和一個(gè)保齡球在厚厚的糖蜜中旋轉(zhuǎn)發(fā)生的變化是一樣。這個(gè)結(jié)果（這將稍微改變?nèi)嗽煨l(wèi)星軌道靠近地球的距離）已經(jīng)被測量人造衛(wèi)星拉丁美洲一號(hào)（1976年發(fā)射）和拉丁美洲二號(hào)的對比圖所證實(shí)。
45．如何在太空淋浴，水是如何得到的？
早在太空實(shí)驗(yàn)室（美國宇航局在1973/74年的實(shí)驗(yàn)太空站）任務(wù)中，航天員已經(jīng)可以在太空中淋浴了。因?yàn)槭е兀问窃诳罩凶杂善〉模移玫教幎际牵掣皆谔照咀搩?nèi)的所有物體表面，包括電子設(shè)備表面。這樣，太空中個(gè)人淋浴間內(nèi)有一個(gè)特殊的圍欄，一些柔軟的窗簾形狀隔斷，可以將人完全關(guān)在里面。然后你可以使用一個(gè)柔軟管尾部的噴頭淋浴。
漂浮的水滴形成一層朦朧的薄霧，可以用像真空吸塵器那樣的抽水泵將物體表面的水滴吸干，除非它是附在人體表面。由于缺少重力，水滴不會(huì)向下落，航天員在洗浴時(shí)不得不將皮膚上的水滴抹去，但是水反而更加頑固的粘在皮膚上，不得不用毛巾來擦水滴，甚至用力刮去象防曬油的一層物質(zhì)。
46．航天飛機(jī)的機(jī)械手有多重？
機(jī)械手也叫做遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，它可由航天員來操作，在太空中抓取物品，它在地面時(shí)（當(dāng)然在太空沒有重量）的重量是905磅（410公斤）。算上附加配件，總重量達(dá)到994磅（450公斤）。機(jī)械手長達(dá)50英尺3英寸（15.3米），直徑為15英寸（38厘米）。它有六個(gè)粗的、看上去像人手關(guān)節(jié)一樣的結(jié)合點(diǎn)：肩（平移和前后移動(dòng)）、肘（前后移動(dòng)）和腕（前后、平移和轉(zhuǎn)動(dòng)），它可以進(jìn)行六種自由移動(dòng)。它是由加拿大晶石航空有限公司，加拿大國家研究委員會(huì)和美國宇航局簽定的一項(xiàng)國際協(xié)議共同研制的，加拿大把它命名為“加拿大人”。
47. 航天員在太空站上執(zhí)行一般任務(wù)要待多長時(shí)間？
大多數(shù)在國際空間站上的航天員停留的時(shí)間是90天左右——那是目前制定的“航天輪班”時(shí)間。因?yàn)楦鞣N原因其中的某些航天員會(huì)提前回來，有些航天員可能會(huì)呆很長時(shí)間，特別是那些在太空從事長期工作和生活對人影響的研究人員，以及那些準(zhǔn)備進(jìn)行人類火星探險(xiǎn)的航天員。
48. 你是否相信在太空的生活就是未來的生活呢？是否在穿太空服時(shí)會(huì)感到很不舒服而且悶熱？還有，在太空里是否要一直穿太空服？
你的第一個(gè)問題是我們是否可以在太空無限制地生活下去，實(shí)際上并不是這樣的，現(xiàn)在不可能，即使我們在太空中已經(jīng)建立自己的補(bǔ)給殖民地也是不可能的，無論是建成人造的太空殖民地，還是像火星這樣的自然的殖民地。都是很遙遠(yuǎn)的事情。但是如果你要問在太空中是否可能生活，答案是肯定的。多久？只要是宇宙中有適合生存的地方，多長都可以。
如果太空服設(shè)計(jì)不合理或出現(xiàn)故障時(shí)，穿上太空服會(huì)感覺到很難受和燥熱。太空服就好像一艘小型的球體太空船，太空服內(nèi)的所有的功能是保證航天員的健康和可以進(jìn)行長時(shí)間的艙外活動(dòng)。由于在太空中沒有大氣壓和氧氣來維持生命，人類必須將生存環(huán)境攜帶在身邊，也就是說一旦他們不在太空艙內(nèi)，他們就不能脫掉太空服。穿上太空服就像在航天飛機(jī)的艙內(nèi)一樣，里面的空氣是可以調(diào)節(jié)和控制的，由于太空服里的氣體是氧氣，這樣可以使艙外航天服的壓力低一些。使整個(gè)服裝有彈性，它就不可能像我們呼吸的混合氣體那樣傳遞更多的熱量，因此在進(jìn)行較重的活動(dòng)時(shí)，航天員需要有水的冷卻系統(tǒng)來散熱，這是一種縫在衣服中的細(xì)管。
49. 在我死之前我希望去另一個(gè)星球。這可能么？
如果我們的下一代像我們在六十年代發(fā)展阿波羅登月計(jì)劃那樣的進(jìn)度來發(fā)展我們在太空的殖民地，在你死前就可能實(shí)現(xiàn)到另一個(gè)星球去的愿望。隨著國際太空站的發(fā)展，所有太空科學(xué)研究都將成為可能，我們制定的在太陽系各行星之間的探險(xiǎn)活動(dòng)將立刻可以實(shí)現(xiàn)。等你長大以后，你將在幫助你這代人最終實(shí)現(xiàn)將人類遷徙到另一個(gè)星球的重大決策中扮演極為重要的角色。讓我們對這種可能性進(jìn)行一個(gè)設(shè)想：如果你需要十年的時(shí)間進(jìn)行地球軌道方面的研究，另外六到十年的時(shí)間進(jìn)行開發(fā)、建造和檢驗(yàn)所需要的飛行系統(tǒng)，第一批從地球飛往火星的航天員大約在2020年就可實(shí)現(xiàn)。
50.為什么了解外太空的事情是如此重要？
人類進(jìn)行外太空探索的原因是很多的，事實(shí)上，就如同人類為什么要了解大洋底部的秘密，為什么要探索大洋的底部或地球的深處，為什么要探索以前那些奇怪的和不為人所知的大陸一樣，都是出于人的第一本能特性和激情，驅(qū)使我們探索人類歷史發(fā)展，研究我們?nèi)祟惖钠鹪春兔\(yùn)。了解新事物的渴望稱為好奇，以前探險(xiǎn)的動(dòng)機(jī)是來自于本身的冒險(xiǎn)價(jià)值、個(gè)人的榮譽(yù)和國家的威望。如今探險(xiǎn)已經(jīng)成為自然科學(xué)界了解真理的手段。冒險(xiǎn)與科學(xué)的結(jié)合將使探險(xiǎn)成為認(rèn)識(shí)人類的生理和精神層面的一把強(qiáng)有力的鑰匙。不僅僅像過去那樣是獲取個(gè)人榮譽(yù)和國家威信的鑰匙，而且也可以獲得有關(guān)我們生活環(huán)境新的知識(shí)、新的真相以及了解人類的起源、生存和命運(yùn)，找出我們生活在地球上所面對的和即將面對的生存空間越來越狹小的問題的對策。
特別是我們可以從太空中獲得物質(zhì)和精神方面的很多利益：振奮人們的精神，提高教育水平，更好的管理自然環(huán)境，新的醫(yī)學(xué)見識(shí)和更好地保證身體健康，先進(jìn)的材料、工藝流程、商業(yè)產(chǎn)品和服務(wù)等等。這是因?yàn)樘湛梢蕴峁┙o我們大量的、我們在地球上無法獲得的條件。例如，對太空失重狀態(tài)下的漂浮的研究，可以使我們了解重力在物理、化學(xué)和生物過程中所扮演的不同角色，學(xué)會(huì)在地球上如何做不同的事情，或如何更好地解決問題；從太空中最有利的位置觀察地球，我們知道如何更好的保護(hù)我們的環(huán)境；通過對火星這樣的宇宙其他世界的探索和研究，運(yùn)用比較天文學(xué)的科學(xué)方法，我們會(huì)更多的了解我們的世界，認(rèn)識(shí)外太空的重要意義是最終為人類發(fā)現(xiàn)適合其生存的新的星球，因?yàn)槿祟惒幌雽⒌厍蜃鳛槿祟愖詈蟮膲災(zāi)梗窍Ｍ荛L久的存在。
51. 如果你偶然將很重要的東西扔出去，它會(huì)在座艙內(nèi)漂浮，還有可能找到它嗎？如果可以，有多大的困難？
如果偶爾有東西飄走，你應(yīng)該立即抓住它。如果沒有注意到它飄走，你必須尋找它，那要花費(fèi)一些時(shí)間，但并不困難，因?yàn)槟阋业奈矬w的體積不是很大。
52.如果你還沒有找到它，是否最后將在一個(gè)通風(fēng)口的網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)它呢？
是的，這是因?yàn)槲矬w被航天飛機(jī)艙內(nèi)或空間實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的循環(huán)氣流吸到通風(fēng)口的網(wǎng)上。
順便提一下，人們習(xí)慣于在失重情況下將東西很輕松的扔掉，有時(shí)將東西扔給其他人，而不是沿著正確的方向輕輕的推給他們。事實(shí)上，他們已經(jīng)非常習(xí)慣這樣，以至于在回到地球的一段時(shí)間里，航天員在扔?xùn)|西的時(shí)候沒有考慮到地球引力的存在。在航天飛機(jī)上，有些人以扔像便攜式攝象機(jī)這樣貴重的物品而出名。現(xiàn)在我們常常不得不讓一些地面的工作人員站在艙口旁準(zhǔn)備抓返回航天員扔出的東西，以防萬一航天員返回地面后也隨便扔?xùn)|西。
53. 一旦我們生活在火星上，如何使物品停留在火星的地面上？
在火星上，放置物體的方法和地球一樣。火星有自己的重力區(qū)，因?yàn)檫@個(gè)紅色的星球體積小，所以相對要弱一些。航天員在火星上的重量只是他們在地球重量的2/5。
54. 太空站是由什么材料制成的？
國際太空站大部分材料是鋁，更確切的說：鋁合金。
55. 如果我們生活在火星上，是否會(huì)污染火星？
一旦人類在火星上建立一個(gè)永久的基地，他們應(yīng)該改造他們周圍的環(huán)境，要解決避免污染這個(gè)新世界的問題，其中包括防止火星地表和大氣層的污染（那里沒有海洋）。必須考慮工業(yè)處理的問題。廢水的再循環(huán)應(yīng)該成為規(guī)程。
56. 空間站的航天員生病時(shí)，是否能看醫(yī)生？
可以，空間站上有醫(yī)生還有其他受過醫(yī)學(xué)訓(xùn)練的航天員可以治療病人，如果需要，生病的航天員可以被返回飛船或急救飛船很快地送回地面。（國家航天局網(wǎng)特約編譯/唐承革 沈羨云）
本文編輯：李遷
太空飛行知識(shí)問與答（4）
57. 太空食品的味道好嗎？
現(xiàn)在太空食品的味道很不錯(cuò)，這要感謝冷藏柜（在早期的計(jì)劃中并未廣泛使用）和采用先進(jìn)的“太空食品”加工工藝，它使太空食品更加美味。但是，目前地球上的食品的味道還是更勝一籌。有些航天員感覺在太空中的味蕾功能發(fā)生改變，（還要進(jìn)行更多這方面的研究）。由于飛行的頭2天航天員容易出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)病癥狀和胃部受壓，一些航天員寧可吃少些。
58. 如果在太空中發(fā)現(xiàn)太空服有個(gè)洞，如何修補(bǔ)它？
如果在艙外活動(dòng)的時(shí)候航天服上突然穿孔，如果孔達(dá)1/8英寸大，會(huì)出現(xiàn)突然氧供應(yīng)降低，但是它可以維持航天服30分鐘的充氣狀態(tài)，在這段時(shí)間里，航天員有足夠的時(shí)間返回航天器里。因?yàn)樽撝械暮教旆怯袀浞莸模梢杂闷渌教旆〈袉栴}的航天服，有孔的航天服拿回地球分析，檢測，一切合格后重新使用。
59. 長期微重力有哪些影響？
這是國際空間站醫(yī)學(xué)研究的目的之一。過去的經(jīng)驗(yàn)表明失重會(huì)引起人體的很多變化。大部分生理系統(tǒng)的變化可以達(dá)到一種穩(wěn)定狀態(tài)，但有一部分是持續(xù)發(fā)展，例如，骨鈣的流失量是地球上老人變化速率的十倍，結(jié)果引起骨質(zhì)疏松，由于氮損耗而引起的肌肉質(zhì)量降低，在太空中進(jìn)行鍛煉或補(bǔ)充藥物也不能抵消失重的影響。
60．航天員有武器可以抵御外太空的敵人嗎？
無論是國際太空站還是我們的其他航天飛機(jī)上都沒有武器，航天員是和平的使者。
61．航天員在太空中是否整天帶著尿布？
不是的，在太空的航天飛機(jī)、和平號(hào)空間站或國際空間站設(shè)計(jì)有普通的洗手間。太空服內(nèi)的尿布僅僅為長時(shí)間的太空行走準(zhǔn)備的。
62．未來十年時(shí)間內(nèi)，人類是否有可能登上火星？需要的技術(shù)達(dá)到什么程度？
由于登上火星所需的技術(shù)需要更長的時(shí)間，這樣很難在十年的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)這一計(jì)劃。生命保障系統(tǒng)、健康保健系統(tǒng)、推進(jìn)力、防輻射等僅僅是人類登上火星行動(dòng)的一小部分要求。人類登火星計(jì)劃在大概二十年的時(shí)間內(nèi)可能實(shí)現(xiàn)，技術(shù)上實(shí)現(xiàn)還存在一定的難度，更重要的是在這一計(jì)劃中加入了輿論和人們的意愿。所以火星計(jì)劃需要有技術(shù)和精神兩方面的準(zhǔn)備。
63. 女航天員是如何在太空中使用廁所的？
太空廁所的設(shè)計(jì)是能夠在失重狀態(tài)下使用的，也就是要將液體和固體圍起來，不讓它們隨便漂浮。要用一種力來替代重力，使它們朝向預(yù)定的方向。這種力就是空氣的壓力，更準(zhǔn)確的講是一種較弱的空氣吸力。你可以感覺到空氣的流動(dòng)，但是抽氣泵不很強(qiáng)，也不會(huì)傷人。男航天員的小便器是漏斗狀的，婦女的小便器是在一個(gè)軟管上接著一個(gè)特殊的橡皮容器，它可壓在女航天員的皮膚上。
64. 太空科技能為我們的生活帶來什么樣的變化？
現(xiàn)在提太空科學(xué)研究帶來的“創(chuàng)造性的變革”還為時(shí)太早，因?yàn)槲覀兡壳爸贿M(jìn)行了初步的長期失重和真空領(lǐng)域的研究。太空技術(shù)應(yīng)用到地球上已經(jīng)有很長的歷史，現(xiàn)在還在不斷地應(yīng)用。很多產(chǎn)業(yè)受益于航天技術(shù)，例如在保健與醫(yī)藥（計(jì)算機(jī)支持的X線斷層攝影術(shù)、高級(jí)起博器、激光血管成形術(shù)、激光切割血瘤、胸部活檢系統(tǒng)、血液分離儲(chǔ)存、紅外線熱圖檢測、紫外線保護(hù)服、人造肢體等），運(yùn)輸（發(fā)動(dòng)機(jī)和燃燒技術(shù)、汽車結(jié)構(gòu) ，航線安全、非破壞性的測試技術(shù)等），建筑工程（新結(jié)構(gòu)、合金、扣件、焊接技術(shù)、太空織物作為理想的保護(hù)材料等），計(jì)算機(jī)（微芯片、微電路板、計(jì)劃編制和行程安排軟件等），公民生活（戰(zhàn)爭設(shè)備、食物的預(yù)備和包裝），還有其他很多方面都與航天有關(guān)。
65. 太空站圍繞地球飛行一圈大約花費(fèi)多長時(shí)間？
它被稱為軌道周期（通常以希臘第十九個(gè)字母識(shí)別），時(shí)間長度與太空站的軌道高度有關(guān)。如果太空站的實(shí)際高度大約是500公里或312英里的話，預(yù)計(jì)太空站圍繞地球一周期的時(shí)間是94.56分鐘。
這里介紹如何計(jì)算這個(gè)周期：首先你要確定在這個(gè)高度軌道的速度，軌道半徑（地球軌道半徑是6378公里，軌道高度是500公里，合計(jì)是6878公里），除以0.00981，然后計(jì)算結(jié)果的平方根，最后乘以地球半徑。你就得到國際空間站的速度是7.617公里/秒。
接著，你要計(jì)算每次軌道飛行的距離，即空間站軌道的圓周長度，先乘以π(= 3.14156)，乘以軌道半徑(6878)，再乘以2，結(jié)果國際空間站是43，216公里。最后，你將以長度除以速度得出時(shí)間：43，216公里÷7.617公里/秒=5674秒，或是94.56分鐘。
66.是否在空間站上有可能形成生物圈，在那里可以種植植物，提供食物及氧氣。他們能否獲得源源不斷的陽光，大概是太陽能？
目前還不能創(chuàng)造一個(gè)穩(wěn)定的人工的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，很難理解構(gòu)成生物圈的各要素之間錯(cuò)綜復(fù)雜的相互關(guān)系，我們甚至不能完全清楚大地的自然生物圈。例如，是哪種微生物使封閉的生物圈興旺，哪種又會(huì)受到排斥？又是如何維持這種微妙而穩(wěn)定的平衡，以防止這個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)崩潰？是否有維持生物圈穩(wěn)定的最小的限度？研究人員曾在亞利桑那州進(jìn)行了一項(xiàng)生物圈實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)人員生活在一個(gè)密閉的環(huán)境中，使生物圈內(nèi)的所有事物處于穩(wěn)定狀態(tài)。美國宇航局沒有參與這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，由于各種原因?qū)嶒?yàn)失敗了，今天我們可以做的是其中的部分功能，而不是整個(gè)支持生命的系統(tǒng)。例如，我們可以回收和重復(fù)利用水，可以再流通和再生新的空氣。以電解的方式從水生成氧和氫以及從空氣中清除不需要的因素。我們沒法在太空中種植我們所需要的食物，美國宇航局正在進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)；現(xiàn)在我們還不能利用固體廢物，燃燒它，并使它生成碳和其他食物成長所需要的肥料。但是我們總有一天將開發(fā)出一個(gè)封閉的生物供應(yīng)系統(tǒng)。無論如何，將來人類應(yīng)該可以在太空建立一個(gè)人造生物圈，在它周圍開發(fā)出人工的生物群體。
67. 缺乏“自然”條件是否影響在太空中的生殖？
直到今天這還是一個(gè)不解之迷。它是正在和即將在軌道實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的研究，一些早期的研究結(jié)果顯示這可能是個(gè)問題，至少在某些生命形態(tài)上。
68.國際空間站的成員國是哪些國家？
國際空間站的成員國有：美國、俄羅斯、加拿大、日本、意大利、巴西和歐洲太空總署ESA（它的成員國是比利時(shí)、法國、德國、意大利、荷蘭、英國、丹麥、西班牙、葡萄牙、瑞士、愛爾蘭、奧地利、挪威和芬蘭）。
69. 國際空間站的功能是什么？建造它的目的是為了更好地學(xué)會(huì)如何進(jìn)行太空探險(xiǎn)，還是提高地球上的醫(yī)學(xué)和科技領(lǐng)域的技術(shù)水平？
這兩種目的都存在，還有別的原因。首先，國際空間站是一個(gè)獨(dú)特的國際級(jí)的、提供國際間科學(xué)和技術(shù)水平交流的平臺(tái)（是唯一不受地球引力影響，可以進(jìn)行長期實(shí)驗(yàn)的地方，例如，對流行性感冒、糖尿病、癌、骨質(zhì)疏松癥和艾滋病等進(jìn)行研究）。其次，它也創(chuàng)立一種新的商業(yè)貿(mào)易，它為私人企業(yè)創(chuàng)造了利用太空的環(huán)境、技術(shù)和應(yīng)用研究進(jìn)行貿(mào)易的條件。第三，它將以太空“虛擬教室”的形式受到教育界的關(guān)注，使老師和學(xué)生們受益。最后，國際空間站至少成為通往人類太空探索新的邊界的大門，滿足全社會(huì)對探索未知世界的渴望，了解他們所處的世界和宇宙，使地球上的所有人從中受益。
70.是否可以采用旋轉(zhuǎn)太空站的某一部位來產(chǎn)生人造重力？
是的，在太空中通過旋轉(zhuǎn)某個(gè)部位可以產(chǎn)生向外的、近似重力的離心力，這就是“人工重力”。
但是，國際空間站上不會(huì)采用這種旋轉(zhuǎn)方法創(chuàng)造人工重力，原因是：（1）建造國際空間站的主要目的是維持科學(xué)和技術(shù)研究所需的失重環(huán)境，不需要它旋轉(zhuǎn)；（2）達(dá)到上述目的需要有特殊的旋轉(zhuǎn)接合裝置和密封裝置，這是非常復(fù)雜、繁重和高費(fèi)用的。（3）旋轉(zhuǎn)部位必須設(shè)計(jì)更加堅(jiān)固，使得它的重量增加；(4) 帶有旋轉(zhuǎn)部件的空間站對物體的不平衡是十分敏感的：它會(huì)像一個(gè)不平衡的輪胎開始搖晃起來，為了防止它的搖晃，必須增加附加的載荷；非旋轉(zhuǎn)部位的搖擺影響了空間站上的研究。（5）在國際空間站這樣短半徑里產(chǎn)生的人工重力對人的內(nèi)耳的運(yùn)動(dòng)/方位感覺器官是一種不舒服的刺激，例如它產(chǎn)生的科里奧利力和加速度可以刺激人的內(nèi)耳。但是，在國際空間站的一個(gè)艙（CAM）里，有一個(gè)2.5米臂長的離心機(jī)，可以對這些問題進(jìn)行研究，研究在物理、化學(xué)和生物過程的不同階段重力所起的作用。這些研究對于今后長期和遠(yuǎn)程飛行中人工重力的應(yīng)用是十分有意義的。（國家航天局網(wǎng)特約撰稿/唐承革 沈羨云）
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