唐承革

“寶瓶座”是目前世界上唯一仍在使用的水下訓(xùn)練設(shè)施，它距離美國佛羅里達(dá)州基拉戈海岸約5英里的地方，建在27米深的水下珊瑚礁旁邊。“寶瓶座”是一個黃色試管狀的潛水器，長14米，寬3米，里面布滿了各種儀器和生活設(shè)施。至今為止，此住所已有20多年的歷史了。最初，海洋生物學(xué)家經(jīng)常利用它來研究周邊海域暗礁和海底的狀況?，F(xiàn)在，“寶瓶座”的主要任務(wù)從研究海洋轉(zhuǎn)向了為太空服務(wù)。

“寶瓶座”可供6名成員在里面工作和生活，它雖然只有42平方米的空間，但里面淋浴、衛(wèi)生間、微波爐、冰箱、聯(lián)網(wǎng)電腦等設(shè)施一應(yīng)俱全。美國航空航天局(NASA)利用這個潛水器作為他們“極限環(huán)境任務(wù)實(shí)施”計(jì)劃的實(shí)驗(yàn)場所，在這里進(jìn)行太空工程一醫(yī)學(xué)研究和航天員訓(xùn)練。航天員在赴太空前可以在那里進(jìn)行適應(yīng)太空生活和工作的訓(xùn)練。例如，他們按照國際空間站的工作和生活情況，安排“寶瓶座”中乘員的作息時間、吃太空食品、進(jìn)行艙外活動訓(xùn)練、開展與航天有關(guān)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)等?！皩毱孔本拖喈?dāng)于一個在太空中飛行的潮濕的飛船?，F(xiàn)在美國航空航天局已經(jīng)派遣了12個工作組到“寶瓶座”里進(jìn)行工作和訓(xùn)練，本文主要以尼莫-11任務(wù)組為例，說明“寶瓶座”是如何進(jìn)行航天員訓(xùn)練的。尼莫-11的主要任務(wù)與月球探險有關(guān)，在短短的7天時間里，組員完成了模擬月球行走和在月球上采集標(biāo)本、進(jìn)行月球航天服設(shè)計(jì)中的重心實(shí)驗(yàn)、在海下建造“月?！被?、進(jìn)行通信、導(dǎo)航系統(tǒng)的測試等工作。

出艙活動訓(xùn)練

隨著載人航天的發(fā)展，人類到太空或其他星球上工作的時間越來越長，出艙活動的重要性也越來越大。為了使航天員在出艙活動中能夠更好地完成任務(wù)，飛行前所有承擔(dān)出艙活動任務(wù)的航天員在地面都要進(jìn)行出艙活動訓(xùn)練。地面出艙活動訓(xùn)練可以在一個類似于游泳池的“中性浮力水槽”中進(jìn)行，也可以在“寶瓶座”中進(jìn)行。后者可以更真實(shí)地模擬太空環(huán)境，進(jìn)行更好、更廣泛的航天員訓(xùn)練，它是目前最好的航天員水下訓(xùn)練基地。

由于這次任務(wù)的主要目的是為月球探險作準(zhǔn)備，因此尼莫-11首要任務(wù)是訓(xùn)練在月球上行走和工作。月球的地心引力相當(dāng)于地球的1／6，因此要進(jìn)行月球行走的訓(xùn)練，必須使航天員在水下行走時能夠像阿姆斯特朗那樣在月面上一蹦一跳地走路。為了達(dá)到此目的，科學(xué)家們讓尼莫-11成員潛水時穿了一種能夠影響人在水中浮力的特殊服裝，并配備很多鉛砝碼，它可以使他們的重量與在月球上行走時一樣，這樣就可以模擬航天員在月球行走時的情景。

這種太空行走和工作的訓(xùn)練貫穿了整個任務(wù)期間。例如，當(dāng)尼莫-11組員在到達(dá)“寶瓶座”的第1天就進(jìn)行了定位潛水，通過這次潛水，使他們熟悉海下環(huán)境，并要完成一些任務(wù)，包括在“寶瓶座”附近尋找兩個安全港潛水鐘。結(jié)果是兩個潛水組都只用了1．5小時就發(fā)現(xiàn)了那兩個潛水鐘，并將數(shù)據(jù)保存在水下航海設(shè)備中。第2天，他們進(jìn)行了海底機(jī)器人的操作訓(xùn)練，學(xué)會了控制這個機(jī)器人的技術(shù)，第3天他們又進(jìn)行一次模擬在月球環(huán)境下收集珊瑚蟲的科學(xué)活動，拍下了珊瑚蟲漂亮鮮艷的照片。同時，他們也利用一些水下導(dǎo)航設(shè)備來精確定位珊瑚蟲所在的位置，以及發(fā)現(xiàn)人造物的位置。

當(dāng)尼莫-11的組員沿著海底行走的時候，感覺到與在月球上行走很相似，當(dāng)他們的配重合適時，他們會像在月球上那樣在海底一蹦一跳地行走。不同的是隨著吸進(jìn)氧氣，釋放出泡沫，他們聽到了頭盔中的呼吸聲，而且也看到了周圍所有生物在寂靜地流動。

建造“月海”

為了今后在月球建造居住地，尼莫-11的另一個任務(wù)是在水下建造一個稱之為“月海”的建筑物?！霸潞！笔且粋€模擬將要在月球上建造的通信塔，它由3個登月艙、一個基地和一些額外的支撐物組成，用螺釘將它們連在一起。完全組裝后，它大約有25英尺高。到達(dá)“寶瓶座”的第2天，第1組潛水員就完成建造“月?！彼罱Y(jié)構(gòu)的最初兩個模塊。一第3天，潛水組完成了構(gòu)建月海基地的工作，并為第2天最后的建造任務(wù)找到一個合適的位置。第4天，他們完成了“月海”的建造工作。在建造“月海”塔時，他們首先將3個登月艙連接在一起，然后架上梯子和側(cè)帶，最后將“月?！必Q起來。在水中完成這項(xiàng)工作要比在陸地上容易，兩人就能夠輕松地完成。為了拍攝“月?！钡慕ㄔ爝^程，這些小伙子拉著一個裝著相機(jī)和其他建造設(shè)備的雪橇奔向那個地點(diǎn)。他們非常聰明地將攝像機(jī)裝在雪橇上，這樣就能夠拍攝到建造工作最后階段的、效果很好的視頻文件。通過網(wǎng)絡(luò)播放，地面的人也能夠觀察到他們的活動。

重力分布實(shí)驗(yàn)

航天員在月面行走時必須穿艙外航天服，這種航天服的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)在國際空間站的艙外航天服不完全相同，它必須能夠讓航天員在月面輕松地行走，并能夠很好地完成月面采集標(biāo)本的任務(wù)。所以，在這種航天服中需要“配重”，不同的配重方法，可以改變航天員的重心，對航天員的出艙活動將產(chǎn)生不同的影響。為了設(shè)計(jì)出適合月球探險的艙外航天服，首先要知道不同配重方法對航天服中重力中心和航天員活動的影響，找出最佳的重力分配方案。

尼莫-11組成員從任務(wù)的第2天開始就進(jìn)行航天服重心分布試驗(yàn)。約翰遜太空中心的工程師們?yōu)樗麄冊O(shè)計(jì)了兩種可以改變身體重心的方法，一種是類似背包的裝置，通過配備不同的鉛砝碼可以任意改變身體的重量；他們開始背負(fù)著與身體重量成一定比例的重物，然后逐漸減少載重量，記錄下不同配置之間的差異。他們希望收集到的數(shù)據(jù)將有助于設(shè)計(jì)小組了解最佳的負(fù)重量應(yīng)該是多少。第二種方法是讓潛水員穿著一件特殊的衣服和內(nèi)衣，潛水員將重物放在衣服的不同的位置，并按照地面的要求移動它們。然后，他們帶著不同的重物，進(jìn)行了走路、跪下、躺下和再次站立、用鏟挖、移動巖石或者周圍的重量，以及爬梯子等一系列的活動，并將測試的數(shù)據(jù)傳到地面控制中心。通過此實(shí)驗(yàn)，潛水員們體會到不同的重力分布對潛水員的活動有很大的影響。例如，用一種特殊的配置可以使?jié)撍畣T非常輕松地跪下和撿起石頭，但漫步和跑很困難。另一種配置將產(chǎn)生相反的結(jié)果。找出一種最合適的配重方案是這次試驗(yàn)的目的。潛水員在進(jìn)行試驗(yàn)時的感覺和具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對于那些設(shè)計(jì)和制造下一代太空服的工程師們是非常有用的：可以使工程師們找出登月航天服中最佳的重力分布方案，應(yīng)用到今后設(shè)計(jì)方案中。(文章代碼：0406)

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