如果世界末日來了,我們應(yīng)該往哪去?現(xiàn)在有一個地方——深海實驗室。這個處于海底18米的實驗室,不僅能讓人們體驗真實的海洋生活,也正成為宇航員的絕佳模擬地。未來,它或?qū)⒊蔀槊總€人“逃離”地球前的訓(xùn)練場。
如果世界末日來了,人類站在荒廢的土地上,倉皇奔往未來的逃生門,我們應(yīng)該往哪去?有人說,是太空。有人說,是海洋。
現(xiàn)在有一個地方,正把兩者結(jié)合起來——“寶瓶礁石基地”深海實驗室。這個處于海底18米的實驗室,不僅讓人們體驗著真實的海洋生活,也正成為人類太空飛行的絕佳模擬地。未來,它甚至?xí)蔀槊總€人“逃離”地球前的訓(xùn)練場。
地球上最后一個深海實驗室
為了挖掘海洋空間的潛力,1957年以來,人類已經(jīng)建立過65個水下實驗室。但因維系成本太高,大多都蕭條關(guān)閉。
現(xiàn)在,只有“寶瓶礁石基地”還堅持著,成了世界上最后一個正在運行的深海實驗室。這個實驗室1986年建成,位于佛羅里達礁島國家海洋保護區(qū)。起先由美國國家海洋和大氣管理局擁有,后來幾度轉(zhuǎn)手,現(xiàn)由佛羅里達國際大學(xué)管理。
“寶瓶礁石基地”包含了一個1400立方英尺的棲息地和實驗室,四處都配備著攝像頭和傳感器,記錄實驗室內(nèi)外的行動和危險。在它的U形任務(wù)控制臺里,裝有5個監(jiān)視器,它們就像是實驗室的“眼睛”和“耳朵”。這個控制臺能聯(lián)系、協(xié)調(diào)6至10人的船員,操作、維護外部系統(tǒng),并給基地提供動力支持。
在深海完全隔離的24小時后,人體內(nèi)就會充滿氮氣。所以當人們執(zhí)行完海底任務(wù),想要去到海面時,實驗室就變成了一個巨大的減壓室。人們在里面可以吸氧,并且在艙室內(nèi)緩慢降壓17小時,避免受到減壓?。ㄈ藗儩撍畷r的一個死敵,在幾十米的水下,人們?nèi)绻蝗芙怏w內(nèi)的惰性氣體,它們就會在關(guān)節(jié)和身體組織中形成氣泡,甚至危及生命)的困擾。
實驗室上方還有一個罐子般的大型容器,它能承受超正常壓力2.5 倍的氣壓,將食物、電腦和其他設(shè)備送到實驗室中。
海面上,還有一個直徑33 英尺的浮筒,它能通過電纜、軟管、繩子,為實驗室提供空氣、電力、高速互聯(lián)網(wǎng)和電話服務(wù)。
實驗室內(nèi),臥室里有6個床位,浴室里有淋浴器、水池,廚房里有微波爐、電冰箱,工作室里有電腦和潛水裝置。住在里面,就跟住在一個具有高科技感的房間差不多,這也為人們未來在海洋生活做出了領(lǐng)先的嘗試和探索。
此前,這個實驗室主要用于海洋環(huán)境研究,保護海洋生態(tài)系統(tǒng),同時,也訓(xùn)練專業(yè)潛水員,完善海軍潛水技術(shù)。2001 年開始,它就成為了美國國家航空航天局(NASA)極端環(huán)境任務(wù)行動計劃的所在地。
如何在海底做一個“太空訓(xùn)練生”
可以說,當你進入這個實驗室,就會如同置身外太空了。
十幾年來,NASA 每年都會派數(shù)名宇航員、工程師、科學(xué)家進入這個實驗室,并讓他們在里面生活和工作。
宇航員們要在此接受模擬月球和太空環(huán)境的訓(xùn)練,為人類未來登陸其他行星作準備。因為水下環(huán)境提供了和太空類似的物理約束條件:缺氧、重力失衡、突發(fā)危險狀況……一般他們會在里面呆三周左右。
海洋和太空一樣,他們必須得在限定的條件下、緊湊的時間內(nèi),完成大量密集的挑戰(zhàn)性工作。他們要隨時拿起相機拍照和錄像,要環(huán)顧四周看看有沒有同伴需要幫助,并和他們進行簡潔而高效的溝通,還要把數(shù)據(jù)快速發(fā)送到地面,并應(yīng)對實驗室可能出現(xiàn)的設(shè)備故障、冷卻系統(tǒng)極易出現(xiàn)的毛病。
2004年,宇航員科爾曼等人在海底實驗室度過了11天。他們要完成的挑戰(zhàn)是:在遠離醫(yī)院或醫(yī)生的太空環(huán)境,宇航員要如何處理一次遠距離危險醫(yī)療事故。
他們在實驗室內(nèi)對模擬患者做了一次遠程機器人外科手術(shù)。醫(yī)生遠程指導(dǎo)科爾曼進行膽囊手術(shù)和闌尾切除術(shù)的開刀。而團隊的另一位成員則通過虛擬控制技術(shù),來操控機器人并即時診斷。
2006年,宇航員科普拉在這個海底實驗室呆了7天,測試了零重力下工作的太空套裝,這個套裝計劃用來在月球上行走和工作。最終反饋了太空服在極端環(huán)境下的工程數(shù)據(jù),包括它的移動性、靈巧性、導(dǎo)航性、視覺效果等?!斑@是人類太空飛行的絕佳模擬?!笨破绽f。后來,他于2009年和2015年順利抵達了國際空間站。
近年來,“寶瓶礁石基地”已經(jīng)解決了未來我們探索太空要面臨的諸多挑戰(zhàn),從科學(xué)技術(shù),到心理健康層面。
海洋讓我們越來越接近太空
無論從環(huán)境相似度、實驗成本、測試難度、便捷度來講,海洋都是人類在去往太空前的絕佳“訓(xùn)練場”。盡管海洋里的訓(xùn)練并非真正的太空探索,但是,它也讓人們離太空生活更近了一步。
NASA已經(jīng)在海底進行過大量的模擬太空測試。他們利用最先進的水下導(dǎo)航技術(shù)和工具,在海底開拓復(fù)雜的任務(wù),這些工具被精心編排,用來模仿火星的探測軌跡;在海底試驗新的通信技術(shù)和時間軸統(tǒng)計法,發(fā)現(xiàn)這些技術(shù)在人類接近太空中的小行星時,將會非常有用;在海底讓人們進行日常對話和活動,以清晰挖掘內(nèi)部和外部空間探索的緊密相似之處;在實驗室中參與珊瑚修復(fù)項目,保護海洋生態(tài)系統(tǒng)的同時,也收集了用于海洋生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)研究的樣本,這些成果同樣可以用于其他星球的樣本研究。
自1993年以來,這個深海實驗室已經(jīng)執(zhí)行了117次任務(wù),近100名宇航員參與了訓(xùn)練。在海洋中的測試,開始從宇航員的專業(yè)探索,慢慢延伸到與長期太空旅行有關(guān)的一系列研究。
盡管實驗室也經(jīng)歷了多次颶風、潛水員死亡、水下發(fā)電機起火,甚至面臨資金不足的倒閉風波,但它依然堅持了下來。
最近,人們也在探索新的收入來源,包括將其開放給大型海洋教育團體,建立自己的深海實驗室學(xué)院,將實驗室中的科研轉(zhuǎn)化為國家認可的課程,讓更多教師、學(xué)生、普通人都能實地考察和學(xué)習(xí)等。
越來越多公眾的參與、學(xué)科之間跨界的合作、海洋與太空之間剝絲抽繭的探索,都將更大地激發(fā)未來先鋒技術(shù)的發(fā)展。
科爾曼說道:“有人認為我們的太空生活只與太空有關(guān),但實際上,它們?nèi)寂c地球有關(guān)?!比绻厍蛴幸惶煜?,從那一天往回看——深海實驗室這些最接近未來的起點,大概就是我們最終的墓志銘。
(中國新聞網(wǎng)2020.5.10 吳志奇/文)