40年前,美國人花費(fèi)2.94億美元建造了一個350立方米太空“豪宅”:宇航員可以吃龍蝦、牛排,可以洗澡、理發(fā)、做體檢,空閑時可以去圖書館看書,沒事兒還能做實驗——觀察蜘蛛在太空是如何結(jié)網(wǎng)的……
“天宮一號”與“天空實驗室”參數(shù)對比
名 稱 天宮一號 天空實驗室
軌道高度(千米) 370km 435km
長度/最大直徑(米) 10.4m/3.35m 36m/6.7m
重量(噸) 8.5t 80t
活動空間(立方米) 15 m3 350m3
發(fā)射時間 2011年9月29日 1973年5月14日
設(shè)計壽命 兩年 十年
使用壽命 NA 6年4個月
想象一下這樣“愜意”的生活:每周洗個澡,閑了逛逛圖書室,午餐吃龍蝦,抬眼就可以看見遠(yuǎn)處蔚藍(lán)色的地球——這就是當(dāng)時的媒體給人類描繪的宇航員的幸福太空生活。1973年,美國人將當(dāng)時最先進(jìn)的空間站發(fā)射上了地球軌道,在那里進(jìn)行數(shù)百項實驗。但是幾年之后,這個空間站就給各國人民帶來慌亂。
——克里斯托弗·古恩克爾
對于遠(yuǎn)離地球的美國的宇航員來說,這里確實舒適:這里離地球435公里,孤獨(dú)地漂在黑暗、沒有生命氣息的宇宙。這個太空艙有一棟二層小樓那么大,30米長,350立方米的工作和生活空間。
但這里遠(yuǎn)談不上奢華:這里有一個帶特制簾的淋浴裝置(特制簾罩可以防止失重狀態(tài)下的水滴四處飄散)、一個懸空的睡袋、一個自帶真空吸污的廁所、一個至少有36本書的圖書室、一個飛鏢盤。當(dāng)然還有一個三角形的餐桌。吃飯時,三位宇航員被分別系在餐桌的一邊,可以通過艙壁的圓孔看到蔚藍(lán)色的地球?!皝韨€龍蝦?或者來個菲力牛排什么的?”這些特制的冷凍食品不再是像擠牙膏一樣從管子里擠到嘴巴里,而是放在特制的餐盤上的一個個小格擋里,宇航員可以加熱后食用。
正如后來杰克·洛思馬說的:“那種感覺,就好像是在荒無人煙的曠野里忽然遇到一間溫馨的小屋一樣?!庇摹缎l(wèi)報》把這個空間站美化為“太空旅館”。
天上的“諾亞方舟”
1969年美國成為首個將人類送上月球的國家。1973年5月,他們將人類文明發(fā)射進(jìn)入了太空:宇航員在“天空實驗室”體驗到了前所未有的行動自由和舒適,這個空間站造價達(dá)2.94億美元?!度A盛頓郵報》也歡欣鼓舞地宣稱“這是迄今為止最讓人印象深刻的宇航器”。有本基督教雜志在報道時甚至使用了這樣的標(biāo)題——《天上的諾亞方舟》。
事實上,這個太空中的諾亞方舟將給人類開辟新的世界:宇航員計劃在這個空間站上進(jìn)行數(shù)百項科學(xué)實驗,多光譜照相機(jī)將對準(zhǔn)地球掃描,探測地球上一些未知的礦產(chǎn)帶和受污染的地方。這次太空旅行帶來了實實在在的好處——而且這些好處是惠及全人類的。
但是僅僅過了1分鐘3秒,這個美好的夢想就受到了打擊。1973年5月14日,“土星五號”火箭將“天空實驗室”空間站發(fā)射升空僅僅63秒后,空間站上的“微流星/陽光防護(hù)罩”就被高速氣流沖掉了。530秒后,六塊太陽能電池板中的一塊也脫落了。而當(dāng)“天空實驗室”到達(dá)軌道后,那塊缺失了一塊的太陽能電池板的電池翼甚至沒能伸展開來。
由此,一系列致命的連鎖反應(yīng)開始了:供電時好時壞,而這之前美國宇航局(NASA)曾吹噓由469塊電池組成的“天空實驗室”的供電系統(tǒng)是“最先進(jìn)的能源系統(tǒng)”。同時,由于沒有了隔熱防護(hù)層,空間站的溫度很快就升高到了65攝氏度。這個夢想旅館這時就像是一個桑拿浴館:原先預(yù)定在“天空實驗室”升空后不久就要乘坐“阿波羅”號宇宙飛船進(jìn)入太空并與空間站對接的三名宇航員也只能留在地面待命。
美國宇航局不甘心“天空實驗室”計劃早早夭折,因此組織工程師制定緊急計劃:他們決定組成一個小組,他們將一塊長12米、寬4米的遮陽板(除了發(fā)電還有遮陽作用)焊接在一些桿子上,為太空艙制作一頂遮陽帆,由宇航員將這個遮陽帆安裝到空間站上。
查爾斯·康拉德,約瑟夫·科爾溫,保羅·維茨三名宇航員承擔(dān)起了這場避免空間站提前報廢的計劃。5月25日,三名宇航員乘坐“阿波羅”號宇宙飛船與空間站成功對接?!熬拖袷堑搅松衬?,保羅·維茨和地面人員說,“有一股金屬燒熱后的味道?!本S茨第一個進(jìn)入空間站,剛開始宇航員們帶著防毒面具,因為高溫可能使艙內(nèi)產(chǎn)生有毒氣體。但是在用儀器測量后,他們發(fā)現(xiàn)艙內(nèi)并沒有有毒氣體,所有其他一切也似乎運(yùn)轉(zhuǎn)正常,只有一顆孤獨(dú)的螺釘漂在艙內(nèi)。
“我們開心極了”
在三位宇航員將工程師們臨時制作的太陽能電池板安裝好后,太空艙內(nèi)的溫度下降得很快,一會兒就下降了10攝氏度,宇航員也情緒高昂起來:“我們開心極了”,隊長查爾斯·康拉德通過電視轉(zhuǎn)播對數(shù)千萬美國觀眾說。忐忑不安地圍坐在電視機(jī)前的美國觀眾也如釋重負(fù)。
這個三人小組在這個天空實驗室進(jìn)行了28天的科學(xué)實驗,同年另外兩組宇航員在該空間實驗室各工作了56天。美國方面也因為這一新的記錄而挽回了不少顏面。1971年蘇聯(lián)首次將‘禮炮一號’空間站發(fā)射升空,載人航行持續(xù)了23天。雖然蘇聯(lián)方面大肆宣傳,但是由于宇航員乘坐聯(lián)盟號飛船在返回地球時不幸身亡,這項計劃并不是很成功。
宇航員也在“天空實驗室”空間站進(jìn)行了最大規(guī)模的空間科學(xué)實驗計劃。當(dāng)時人們最想搞清楚的是長時間的失重狀態(tài)會對人的生理產(chǎn)生什么樣的影響:在太空中懸浮的宇航員會否像大海上的船員一樣出現(xiàn)暈眩、嘔吐?心臟和血液循環(huán)系統(tǒng)在失重環(huán)境下工作,是否會讓人有生命危險?
瘋狂的實驗
約瑟夫·科爾溫是第一位進(jìn)入太空的醫(yī)生。他對其他兩名宇航員定期采集血樣,并控制因長時間失重可能對人的平衡能力產(chǎn)生的影響。宇航員要利用太空單車健身保持健康,而且經(jīng)常需要進(jìn)入一個低氣壓的筒子,以便讓血管膨脹起來,從而保證心臟和血液循環(huán)系統(tǒng)的正常工作。除了在自己身上做實驗以外,這三名宇航員還進(jìn)行了一系列化學(xué)、物理和生物學(xué)方面的基礎(chǔ)實驗:真空狀態(tài)下能產(chǎn)生結(jié)晶體嗎?如果可以,那是否可以在真空環(huán)境下提煉高純度的材料?處于失重環(huán)境的物體,比如,鐵是否會變成球狀,然后重新凝固?各種千奇百怪的問題都被嘗試解答:在“天空實驗室”計劃實施之前的幾個月,來自美國各地的學(xué)生都在絞盡腦汁,思考最具原創(chuàng)性的實驗,遞交給美國宇航局。在學(xué)生遞交的3400個實驗計劃中,最終19個計劃脫穎而出,并在“天空實驗室”得到了試驗。其中ED52號實驗是馬薩諸塞州的尤利斯·邁爾斯提出的:蜘蛛在太空失重環(huán)境下怎樣結(jié)網(wǎng)?
太空中的明星蜘蛛
為了解答這一困惑,宇航員帶了兩只蜘蛛——阿妮塔和阿拉貝拉——進(jìn)入太空?!疤偪窳?,”天空實驗室的飛行日志中記載,“阿拉貝拉在自己所呆的塑料盒的各個角落都織起了網(wǎng)。”三天之后,它才又結(jié)起了一個正常的網(wǎng)。美國宇航局的最終報告認(rèn)為,蜘蛛最初是按地球重力給它的感覺織網(wǎng)的。阿妮塔的太空之旅不是很成功,最后沒能活下來,但是阿拉貝拉在1973年6月22日隨宇航員返航時,則成了人們心目中的英雄。出師不利的“天空實驗室”計劃這時也已經(jīng)扭轉(zhuǎn)了局面,成了一次非常成功的太空之旅。之后,還有兩組宇航員在同一年飛往“天空實驗室”號,分別在太空中度過了59天和84天,并且都創(chuàng)造了截至當(dāng)時的太空停留時間的記錄,但是他們卻遠(yuǎn)沒有第一撥宇航員的任務(wù)那么受關(guān)注:因為人們對他們的興趣隨著宇航員在“天空實驗室”停留工作的延長而減少。天空實驗室空間站再次占據(jù)頭版頭條是1973年8月,這一次,“阿波羅”號飛船和太空艙對接的兩個控制端口出了問題,因此空間站此時看來已經(jīng)非常脆弱。
重返地球
天空實驗室計劃已經(jīng)給人們帶來了很多新奇的消息:宇航員將在一些特制的容器里制造金屬和晶體。在真空條件下,科學(xué)家可以獲得比在地球上純度高得多的物品。而安裝在“天空實驗室”上的最先進(jìn)的阿波羅望遠(yuǎn)鏡也捕捉到了巨大的太陽耀斑的詳細(xì)畫面。此外,這個望遠(yuǎn)鏡還拍攝到了非洲的蝗蟲群,德國魯爾工業(yè)區(qū)的空氣污染和大洋底部的山脈。利用“天空實驗室”拍攝到的照片,科學(xué)家們在美國內(nèi)華達(dá)州找到了一個巨型銅礦,在阿根廷發(fā)現(xiàn)了以前不為人知的水源。
盡管如此,“天空實驗室”在此之后沉寂了很長一段時間。直到這個空間站行將報廢的時候,它才又一次占據(jù)了新聞報道的頭版頭條。1979年,天空實驗室早就落伍了,而且距離上次使用也已經(jīng)五年之久,這一年,它回家了。回收時間比美國宇航局原先計劃的提早了四年,也讓很多人惶恐不安。一些憂慮的民眾甚至建議當(dāng)時的美國總統(tǒng)卡特,用導(dǎo)彈將這個80噸重的龐然大物擊毀,或者用巨型氣球?qū)⑵渲匦聨Щ赜钪婵臻g。一位精明的商人甚至向民眾兜售“天空實驗室”救生包,里面包含了一個頭盔和向美國宇航局申請賠償?shù)谋砀瘛?/p>
美因茨危險重重?
因為飛船的碎片可能落到地球上的任何地方,首都位于波恩的德國聯(lián)邦政府也成立了一個危機(jī)小組?!赌系乱庵緢蟆穲蟮婪Q一座房子正在地球上空飛,《鏡報》的新聞報道標(biāo)題則為:“天空實驗室撞向地球:美因茨危險重重?”
最終,古騰堡的故鄉(xiāng)美因茨的人們長舒了口氣。這個一度是世界上最先進(jìn)的空間站的殘骸落在了澳大利亞地區(qū),而且沒有傷害到任何人,而它曾造成的一時轟動也逐漸被人淡忘。
圖:
太空浴。宇航員杰克·洛斯瑪在空間實驗室“天空實驗室”里洗澡。對于這一發(fā)明他并沒有感到非常興奮,這位宇航員在返回地球時回憶說:“肥皂不能很好地沖走,所以連續(xù)好幾天都能聞到身上的肥皂味?!泵课挥詈絾T每周能洗一次澡,每人洗澡的用水配額為三升。洗完澡后,宇航員用真空吸管吸走身上的肥皂泡沫和水。
開飯時間。宇航員吃的都是冷凍食品,食物放在圖片中的特制盤子當(dāng)中,加熱后進(jìn)食。他們的菜單上甚至包括龍蝦和菲力牛排。在此之前,宇航員在太空從未享受到這么多的人類文明(譯注:此前的食品都是做成牙膏狀,從牙膏一樣的管子里擠出來吃的)——只有飲料是擠出來喝的。
1:巨型儲罐里的宇航員。這幅空間站截面圖很好地展示了美國天空實驗室里宇航員的生活和休息房間的內(nèi)景。這個空間站位于土星五號火箭的第三級,在發(fā)射升空時,這里裝的是火箭的燃料液態(tài)氫。為了更好地利用空間,設(shè)計者將巨大的液態(tài)罐里隔成了兩層。整個空間站擁有近350立方米的生活空間。
2:臨時檢修。處于軌道上的美國空間實驗室“天空實驗室”拍攝于1973年6月。1973年5月14日發(fā)射升空僅63秒后,“天空實驗室”外殼上原本用來遮陽和防止流星撞擊的鋁板就脫落了,不久六塊太陽能電池板中的一塊也丟失了。該圖很好地顯示出太空艙兩塊太陽能電池翼缺了一翼。1973年5月25日三名宇航員乘坐阿波羅號飛船與天空實驗室對接,宇航員對故障進(jìn)行檢修,將一塊隔熱板加固在了缺失鋁板的位置。
3:失敗的會師。1973年5月14日,佛羅里達(dá)卡納維拉爾角肯尼迪中心,天空實驗室被火星五號運(yùn)載火箭送入太空。原先的計劃是,基地將立即送三名宇航員進(jìn)入太空,與太空艙進(jìn)行對接。但是太空艙出了麻煩,隔熱和防撞的防護(hù)板掉落了,天空實驗室內(nèi)的溫度很快升高到了65攝氏度。
4:進(jìn)入太空的訓(xùn)練。宇航員查爾斯·康拉德,天空實驗室第一批進(jìn)入太空(時間為1973年5月25日至6月22日)的指揮官,在德克薩斯州休斯頓林登·約翰遜太空中心訓(xùn)練基地進(jìn)行操作訓(xùn)練。總計三批宇航員進(jìn)入空間實驗室作業(yè),持續(xù)時間171天。兩年前,蘇聯(lián)將禮炮一號空間站送入太空,成為第一個成功發(fā)射空間站的國家。
5:天空實驗室計劃的第一批宇航員,攝于德克薩斯州約翰遜太空中心。從左至右:約瑟夫·科爾溫、查爾斯·康拉德、保羅·維茨。三人在空間站生活了28天,從而也打破了蘇聯(lián)宇航員兩年前創(chuàng)下的記錄,他們在禮炮一號上生活了23天。
1:地球外的娛樂。天空實驗室的第一批宇航員帶了36本書,放在一個柜子里,建立了第一個太空圖書館。工作之余,宇航員還有其他娛樂項目:飛鏢盤,象棋,各種紙牌活動,還有三個手球。
2:空間站的日常生活。宇航員查爾斯·康拉德在“天空實驗室”里給同事保羅·維茨剪頭發(fā)。這是人類第一次在太空中不用穿著笨重的宇航服,只要穿著短袖就可以作業(yè)。
3:“啊……” 宇航員約瑟夫·科爾溫是第一位在太空中工作的醫(yī)生,照片上的他正在給同事查爾斯·康拉德檢查身體?!疤炜諏嶒炇摇庇媱澋囊粋€目的就是研究長期失重對人體生理的影響。因此宇航員需要接受醫(yī)生的定期檢查。由于失重會使人的心臟肌肉萎縮,因此宇航員還需要借助艙內(nèi)的太空單車保持健康。
4:動物界的英雄。蜘蛛阿拉貝拉,1973年5月進(jìn)入“天空實驗室”,1973年6月22日安全返回地球。《紐約時報》稱其為“有可能是世界上最著名的蜘蛛”。蜘蛛太空之旅的原因:在天空實驗室計劃之前,美國宇航局向全國中小學(xué)生征集了上千個實驗設(shè)想,從中挑選一些在太空艙中進(jìn)行實驗。一位馬薩諸塞州17歲的學(xué)生提出了一個實驗設(shè)想:蜘蛛在失重條件下是怎樣織網(wǎng)的?這個計劃被標(biāo)為ED52號,得到錄用。
5:第一個美國空間站的展開示意圖,但事實上卻沒有實現(xiàn),因為火箭升空不久六塊太陽能電池板中的一塊就脫落了。在“天空實驗室”,宇航員進(jìn)行了數(shù)百項科學(xué)實驗。
提前打道回府。1979年7月,《鏡報》的封面標(biāo)題:天空實驗室撞擊地球:美因茨危險重重?很多媒體也紛紛報道了這一龐然大物可能對地球造成的影響;首都位于波恩的德國聯(lián)邦政府也成立了危機(jī)小組。天空實驗室的回歸比美國宇航局原先計算的提前了四年??臻g站的制造者們并沒有提前制定好預(yù)案,確保它能受控制地撞擊地球——一些人建議在大洋上空將空間站擊落,確保它落入海洋。最終,空間站殘骸落在了澳大利亞地區(qū),無人傷亡。