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第9章 何为“水星”计划(7)

太空中何事最让人难为情?

失重作祟,不放过小事。

失重将大小便这样的寻常事变得非常困难,以地面上的方式进行是绝对不行的,那样屎尿飘飞起来,怎样了得!

载人航天初期,多为男航天员,可将尿液直接撒进尿袋中,然后封起来,大便时,将便袋口套在臀部上,再用胶布粘连。如果万一脱落,粪便飘飞不说,个人隐私也在同伴面前暴露无遗了。便后产物无法随时扔到舱外,有些需要带回地面化验检查。因此便后需加消毒水,然后扎好袋口,用手将袋中物捏揉混合,彻底消毒,不然粪便在袋中发酵腐烂,产生气体,便袋鼓胀,不仅占地,而且有胀破便袋的危险。

后来有了改进。如美国在“天空实验室”中,装有小便漏斗,尿液经管道抽入一个容器中处理。在舱壁上设有侧孔式厕所,大便时将臀部塞入便座中,双手抓住两边的把手,以免身体飘飞。大便用气流抽入一个袋中,水份和气体经过滤网进入容器中处理,固体物质则由便袋收集,随后处理。

后来有了女航天员,怎么办?这确实使航天科技工作者费了一番脑筋。美国航宇局为在航天飞机上设置男女都适用的马桶,对妇女的小便过程进行了深入细微的研究。他们聘用了几名自愿帮忙的妇女,演示了撒尿的全过程,然后对过程的录像进行研究,研制了男女共用的太空马桶。不过,男人就被女性化,需要蹲坐着小便了。

大小便时,将臀部坐在便座上,马桶盖自动打开,然后将固定带系在腰间,以防止身体飘浮,为保险起见,在马桶的一边还设有把手。小便经导管被吸走,大便则经吸嘴由空气吸走。在把手的下方有一个控制杆,扭动控制杆可调节吸嘴的空气流量,部分粪便进入样品收集袋,经冷冻贮存,最后带回地面,供化验研究之用。屎尿的臭气经过滤器排除。

便后起身,马桶盖自动封闭,里面形成真空,粪便迅速干燥,固体部份定期抛到舱外,让其进入大气层中烧毁,液体部份经再处理后作为非饮用水使用。

太空生活无小事。

宇航员在太空是怎样刷牙洗脸的?

在地面上,刷牙、剃须、洗脸等是易于反掌的小事,但在失重环境中,是无法像地面上一样刷牙的,那样,在牙刷的摆动中,水和牙膏泡沫会飞溅起来,污染空气,损坏仪器设备。同时,聚集在口鼻周围的牙膏泡沫还会影响呼吸。一般只能用洁牙纸或布擦牙,用牙线剔牙,或许还有其它更好的办法?如像嚼口香糖一样嚼带洁齿剂的胶体。

在失重环境中剃须和理发更不随意,必须使用能自动收集须渣和头发的刀具,否则,须渣和头发弥漫空中,它的危害可比牙膏沫厉害得多,仅仅让它们粘在皮肤上,就奇痒难耐。

在失重环境中洗脸也要受到限制,像地面上一样用毛巾沾水洗脸是不行的,那样会使水珠飘飞起来。一般只能用湿毛巾擦脸。

盥(guàn)洗难随意,放屁更要检点,因为狭小的密封座舱,很容易受臭屁、响屁的污染。美国航空航天局对屁做了专门研究,每人每天平均放屁3次。一天放出的屁,重量相当于一瓶牛奶。屁中包含几百种气体,其中氮占60%-70%、氢和二氧化碳各占10%、氧和甲烷各占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、粪臭素和其它微量元素。二氧化碳多了使人窒息,氢和甲烷多了会燃烧甚至引起爆炸,其它发臭的气体令人心情不舒畅,食欲不振,甚至发病。

在失重环境中应尽量避免放屁。根本办法是减少屁源。这要从两方面入手,一是航天食品应选择那些容易消化、不产生或少产生气体的原料;二是进食者应讲究个人卫生,进食时要细嚼慢咽,使食物在肠胃中得到充分的消化。

屁也可憋回去不放。屁中的氮和氢可由肺部和皮肤排出,其它成份也可进入血液,最后由尿排出。憋屁并不影响身体健康。

有的人憋屁时会感觉不舒服,甚至引起精神不振。这种非放不可的屁,也不要随地放,最好是坐到便桶上去放,这样臭气被抽走,不致污染空气、危害别人,自己也不会被放屁的冲力推动。

这真是盥洗难,放屁烦啊!

太空洗澡有何危险?

失重捉弄人的生活,其中对淋浴的捉弄恐怕是最大的。

在失重环境中,水不会自动地从喷头喷出,因此需要用加压设备加压;从喷头中冲出来的水,会把人打翻,因此脚下要有固定器;水在丧失压力后,会四处飘浮,因而需要有挡水的罩筒;在失重环境中,水的附着力增强,附着在口鼻上的水,轻者呛人,重者可将人溺死,因此最好戴上口鼻罩;脏水不会自动流走,因此需要有抽水设备;附着在罩筒和地板上的水,需要用吸尘器才能清理干净。

在目前航天器的密封座舱中,还难以奢侈到设立专门的淋浴室,加上运进太空的水比金子还贵,10天以内的短期航天,是享受不到淋浴的,只能用湿毛巾擦身。

第一次享受太空淋浴的是美国航天员P·韦茨,他1973年5月25日进入“天空实验室”,在太空生活28天,6月8日下午6时左右,韦茨跨进一个直径约1米的圆环中,然后拉起圆环,连着圆环的折叠布筒就像手风琴的风箱一样伸开。把圆环固定在天花板上后,韦茨就被完全罩在里面了。然后开动加压水泵和抽水水泵开始洗澡。他的淋浴时间共15分钟,但浴后的清理工作却用去了45分钟。

苏联航天员瓦·列别杰夫,1982年5月13日乘“联盟T5”号飞船进入“礼炮7”号航天站,在太空连续飞行211天。他在日记中对太空淋浴做了生动的描述。

“两位航天员(与他一起飞行的还有阿·别列佐沃伊)每个月只有一次享受淋浴的机会。淋浴前,首先将热水和冷水分别倒入两个容器里,其次要清理好输送管道、抽水装置、过滤装置、空气净化装置。为了一次淋浴,花在准备工作上的时间需要好几个小时。”“因为人是飘浮着的,被水一冲,可能翻筋斗。所以双脚必须固定起来。在失重状态下水是危险品,少量的水也会呛伤人,甚至溺(nì)死人。为了安全,淋浴时必须带上呼吸罩和护目镜。因此,我们总是在紧张中开始既危险又舒适的太空淋浴,心中油然产生好似探险家一样的心情。”

看,淋浴好比探险!

宇航员在太空中是如何睡眠的?

睡眠在动物界无所不在,人的一生有1/3的时间花在睡眠上。但是,就人来说,为什么要睡眠?睡眠的作用是什么?迄今仍然是没有破解的难题。

人进入太空以后,航天医学专家就利用特有的失重条件,对睡眠进行深入的研究。

由于失重,人的方向感丧失了,所以不管人体处于什么方向,是横还是竖,是正还是倒,都可以飘浮着在空中睡眠。

但是,为了安全应该睡在有防火等功能的固定着的睡袋中,以免飞船加减速时碰伤,或被流动气流推动误碰仪器设备开关。

为了提高睡眠质量,还应创造条件,产生与地面上睡眠相同的感受,如给睡袋充气,或用绷带绑紧,使它向人体施加一定的压力,以模拟地球重力;带上眼罩,不让航天器上快速交替的昼夜节奏影响睡眠,或者用灯光模拟地面上的昼夜节奏;带上耳塞,不让仪器设备和静电产生的噪声干扰睡眠,有条件时,应设专门的消音寝(qǐn)室。

在失重环境中,会产生头、四肢等可转动的肢体与躯干分离的幻觉,以及“灵魂出窍”的幻觉,特别是在朦胧的睡眠中是这样。美国一位“阿波罗”登月航天员这样说过,“当你在睡眠中发现自己身体下面没有任何支撑的东西时,会有一种掉进万丈深渊的感觉。”

还有一名航天员,睡眠时习惯将手臂放在睡袋外。一次在他将要睡醒时,朦胧中发现有两个怪物正迎面向他飘来,吓出他一身冷汗。定过神来后,才知道那两个“怪物”原来是自己的两条手臂。在那以后,规定航天员睡眠时应将手臂放在睡袋内,如果非要放在睡袋外,应将双臂绑住。绑住手臂的另外一个作用是,不让手臂在睡梦中碰着仪器设备的开关。

航天医学工作者除在技术层面上对失重环境中的睡眠进行研究外,也对睡眠的本质和作用进行研究。如美国曾对“天空实验室”上航天员的睡眠进行过测量,了解到失重环境中的睡眠,与以往的睡眠研究将睡眠划分的6个阶段相符,只是较深度的睡眠阶段(第三个阶段)较长,醒来的次数较少。

现代睡眠研究认为,睡眠的过程是在慢波睡眠和快速眼部活动睡眠两种状态之间切换。对睡眠的作用是休息还是复原,是储存能量还是处理信息,则尚在争论之中。深入对失重环境中的睡眠进行研究,或许能为解开睡眠之谜提供线索。

太空中可以轻松走动吗?

在地面上的行走,原本就是反抗地球重力的活动。失重虽使行走摆脱了地球重力的束缚,但同时也给行走带来了许多天大的困难。

在飞船的密封座舱中,由于失重,人处于飘浮状态,只要用脚、手或身体的任何部位碰一下固定物体,借助反作用力可进行立体行走,到达空间的任何地方。同时,在密封座舱中有空气,划动四肢也可进行立体活动。这里的行走似乎非常随意和惬意。

但在座舱以外的太空中行走,情况就大不一样了。这里不讲吸纯氧排氮、穿舱外活动航天服保障生命安全,仅讲行走本身的蹊(qī)跷(qiāo)。

人走出飞船的密封座舱,仍以原有速度与飞船一起作轨道运动,即仍处于失重状态。由于太空为真空,也四处无着,无法靠人体自身的动作产生反作用力来达到行走的目的,只能靠喷气背包代步。但走得多快和走得多远,却无法作出主观上的判断。因在广阔无垠的太空,除同速前进的飞船外,没有什么物体可作参照物,既难以判断速度的快慢,也难以判断距离的远近。同时,对看到的物体,也难以判断它的大小,会将遥远的星星看成是近在咫尺的小石头,而如果眼前飘着一片小小的锡纸片,却可能看作是远在天边的屏障。如果并排前行的飞船在转动,长时间盯着它,更会使人晕头转向。

1984年2月,美国“挑战者”号航天飞机飞行时,航天员B·麦坎得利斯和L·斯图尔特背着喷气背包,进行第一次不系安全带的太空行走。他们在离地面265千米高的太空中,与航天飞机一起以28000千米/小时(5000米/秒)的速度绕地球运行,当他们开动喷气背包时,又以0.30-0.60米/秒的速度相对航天飞机移动。在太空行走过程中,地面指挥控制中心的监视人员提醒斯图尔特离航天飞机的距离太远了,斯图尔特便操纵喷气背包的喷气方向,向航天飞机靠近了些,然后问在航天飞机上的指令长布兰德:“现在行了吗?”布兰德回答说:“你怎么还往远里走!”

在失重环境中行走,似乎应该是很轻松的,但实际上却非常累人。1988年12月,法国航天员让·克雷蒂安与苏联航天员亚·沃尔科夫走出“和平”号航天站密封座舱,在太空行走6小时,进舱时克雷蒂安连腿都挪不动了,在沃尔科夫帮助下才返回航天站。

航天运动会对宇航员造成伤害吗?

什么叫航天运动病?它的症状如何?

航天运动病又叫太空适应综合症,是人进入太空后头几天经常出现的病症,症状与在地面上晕车、晕船和晕机等运动病差不多。如头晕、目眩(xuàn)、脸色苍白、出冷汗、腹部不适、恶心、呕吐,有的还出现唾液增多、嗜(shì)睡、头痛和其它神经系统症状。

最早出现航天运动病症的,是1961年9月苏联第二名上天飞行的航天员格·季托夫。他在绕地球飞行第二圈时开始头晕、恶心和腹部不适。在做头部运动时,这些症状加重。在睡眠后症状减轻。返回地面后症状消失。

据苏联对执行“上升”计划的5名航天员和执行“联盟”计划中的22名航天员的统计,患航天运动病的分别占40%和40.9%。美国在执行“阿波罗”登月计划时,对15名第一次飞行的航天员统计,患航天运动病的占40%。由此可见,大约有40%的航天员在首次太空飞行时会患航天运动病。有了一次太空飞行经历后,患航天运动病的比率会下降。如美国在“阿波罗”登月计划中,有过1次以上飞行经历的18名航天员,只有5人患航天运动病,占27.8%。但也有例外,如美国执行“水星”和“双子星座”计划的所有航天员,都没有患航天运动病,而在“天空实验室”计划中,有55%的航天员患航天运动病,可见航天运动病的复杂性。

航天运动病的成因很多,据认为,主要原因可能是在失重环境中,前庭器官功能紊(wěn)乱造成的。前庭器官是协调运动、维持人体平衡的内耳神经系统。在地面上,两岁以下前庭器官发育尚不健全的儿童和丧失前庭器官功能的聋哑人,一般不会晕车、晕船和晕机,这可能是佐(zuǒ)证之一。可见,这里又是失重在弄人。

航天运动病虽不是严重病症,而且经几天适应和返回地球后,症状会自行消失。但是,航天运动病会降低航天员的工作能力和工作效率。由于发病率高,从而会严重影响航天任务的完成。这就使它成为一个严重的航天医学问题。因此,各航天大国都很重视对航天运动病的研究。

太空航行会改变容貌吗?

前面讲到,在失重环境中,人的前庭器官功能发生紊乱,导致航天运动病。其机理可能是由于耳石失去重力,其运动平衡功能丧失,大脑对外界信息的感受发生变化,形成感觉的信息冲突所致。

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