人类首次突破音速飞行
音速是声波在空气介质中传播的速度,飞机的飞行速度超过音速称为超音速飞行。超音速飞行曾是人类梦寐以求的愿望。第二次世界大战末期,一些战斗机的速度已接近音速。在空战中,往往连续俯冲而使速度进一步增高时,整架飞机就会突然发生颤振,操纵舵变得非常沉重,驾驶员稍一修正,颤振加剧,紧接着就是飞机突然爆炸。1946年11月19日,英国试飞员哈威兰驾驶DH-108“燕子”试飞接近音速时,造成机身破裂,机毁人亡。当时一个英国科学家说:“音速……像是面前的一堵障碍墙。”于是,专业人士中出现了“音障”这个词。因此,突破音障,成为人们的一个飞行梦想。
1947年10月,明媚的阳光洒在木罗克大干湖上。湖畔,高高树立的雷达天线,不停地转动着。到处都是忙碌的身影。
太空探索传奇和太空开发设想这天,查克·耶格尔上尉将驾驶一架B-29型飞机飞上蓝天。B-29轰炸机是第二次世界大战中最大的飞机,能载10吨炸弹,所以素有“超级空中堡垒”的美称。可是,今天它肚子里可没有装弹,弹舱下是一架造型奇特的橘红色小飞机。这架被命名为X-1的火箭飞机,是美国贝尔飞机公司制造的冲击神秘“音障”的研究机。
年仅24岁的查克·耶格尔,1923年2月13日出生在美国弗吉尼亚州的米拉村。18岁那年,日本人偷袭珍珠港,他加入了美国陆军航空队。凭他的执著刻苦,两年后他得到了飞行徽章,很快被提升为上尉。不久他到欧洲参战,出击61次,13架德机葬身在他的炮火下。他没有什么“王牌”飞行员的招牌,虽然他早已超过击落5架敌机的标准。他有他的乐趣和志向,这就是飞行和飞机。
战争结束后,他到俄亥俄州德顿的莱特机场接受试飞员训练,因成绩优异而被选为X-1火箭飞机的试飞员。1947年8月6日,他第一次进行无动力飞行。B-29“母机”把他带到飞行高度放飞。他驾驶着那架X-1试验机靠惯性作无动力滑翔飞行。三周后,速度达到M0.85。又经过几次试飞,确定在10月14日进行超音速飞行试验。
10月11日夜,当耶格尔与夫人格莱尼斯骑马时,突然,路旁窜出一条狗,惊吓得马猛然一窜,把猝不及防的耶格尔摔在地下。幸好夫人无恙,当即扶他就医。经过医生的X光检查,断了两根肋骨。为了独享X-1试飞胜利的荣誉,他镇静地对医生说:“试飞就是我的命。我能为这点小伤不要命嘛!”医生跟当局商量后,决定让他参加3天后的飞行,也可以说,这是同意他用生命去与“音障”拼高低。
X-1试验机静静地挂在“母机”下。它翼展8.55米,身长9.45米,机高3.26米,圆滑的外形简直就是一枚炮弹。它是专门为突破“音障”设计的。它装载的混合燃料,只能维持150秒的动力飞行。由“母机”带它到空中投放,然后滑翔降落。设计者命名它为X-1,耶格尔却用爱妻的名字——格拉莫罗·格莱尼斯命名它,这不仅是感激她对自己的知遇之恩,还是表示自己对试飞这个冒险工作的赤诚与理解。
这是人类第一次超音速飞行的尝试,每前进一步都充满风险。其实,接近音速的危险性早为飞行员所熟知。
耶格尔在驾驶椅上坐定,穿起抗荷服。这种笨重的服装如同潜水服一样,一顶圆罩形的头盔,上面连着氧气管、无线电耳机和送话器等。超音速飞机1秒钟要飞行340米以上,以这样高的速度盘旋和俯冲时,由于离心力的作用,飞行员可能受到18倍重力加速度的过载,血流流不到头部,会引起黑视和昏厥。抗荷服可以自动充气,约束飞行员的腹部和下肢,防止内脏器官变形。
“检查仪表,准备!”
“最后5分钟,高度7800米!”
母机B-29上不断发来无线电指令。为了使X-1飞机在投放前获得必要的初速,笨重的轰炸机摇了摇身子,进入俯冲。
“10秒、5秒、3秒……投下!”
吊钩剧烈地震动了一下,耶格尔和X-1一起被投出,离开了B-29飞机的庇护。灿烂的阳光立刻射进小飞机的座舱。肋部骨折的伤痛和腰胸之间厚重的包扎,使耶格尔无法伸手抓住舱盖下方的闩锁,幸亏机械员想得周到,已给他装了一根两英尺长的把手。耶格尔操纵着X-1飞机,开始平稳地在空中滑翔。
“情况良好,启动!”
耶格尔迅速把飞机拉平,点着了火箭发动机。X-1飞机上装有4台火箭发动机,推力2700千克,使用的燃料是危险的液氢和酒精。第1台、第2台、第3台……4台发动机相继启动,激烈的爆音像雷鸣一般,飞机的尾部拖出一股长长的白烟,推开空气,像一支利箭猛烈地向前冲。
乘风驭气奔如雷。此刻的耶格尔,驾着X-1飞机,以每小时900多千米的速度在平流层飞行。深沉的暗紫色天幕上,无数的星星在不停地闪动,更增添了它的神秘色彩。坐在密封舱里的耶格尔,听不到惊雷似的吼声,只觉得有一只巨手将他紧紧地压向坐椅,眼前的速度计和马赫数计的指针不停地移动。
“M0.8、0.9、0.94”——飞机出现一阵颤动,升降舵不听使唤。耶格尔虽久经沙场,但心里也不免紧张,是不是那种可怕的“颤振”光临了。
地面指挥室内也笼罩着紧张气氛。X-1是当时美国空军的最大秘密,标志着最高科学水平。指挥员、科学家们通过雷达和自动仪器监视着X-1飞机的一举一动,通过无线电不时地发出指令,提醒耶格尔。
耶格尔很快恢复了镇静。他用改变水平安定面来操纵飞机。飞行速度继续增大,M0.97、0.98……突然,飞机停止了强烈的振动,马赫数计的指针稳稳地越过了1.0。耶格尔长长地吐出一口气。啊,X-1突破了“音障”。
这时,飞机的燃料几乎用完,身子变得轻盈了。可是它仍在加速前进,高度达到12800米,最大速度达到每小时1078千米,相当于马赫数1.015。B-29还在空中盘旋。小巧的X-1开始向着干湖返航。机轮刚一触地,飞机后面立即撒出一张阻力伞。
耶格尔踏出机舱的那一刻,兴奋的人们呼啦啦地围了上来,热烈地和他拥抱欢呼:
“啊,并没有什么空气墙!”
“啊,音速是可以超过的!”
妻子格莱尼斯手捧鲜花,眼含着热泪,向他跑来。耶格尔冲开人群,疾步向前,用力地拥抱着她,吻着她……
美国人突破音速飞行的消息轰动了全世界。
此后40年间,耶格尔在妻子的支持下,一直从事着他认为有刺激性的试飞工作。1948年3月26日,他驾驶同一架X-1达到每小时1540千米的最大速度,荣获1947年度航空技术最高成就奖——科利尔奖。1953年12月12日,他驾驶改进的X-1A飞机在22000米高度达到2600千米/小时的速度,相当于M2.44。1963年,他驾驶经过特殊改装的F104型超音速战斗机,为寻找克服飞机上的飞行动力缺陷的办法,冒生命危险在3万多米高空以两倍音速飞行,结果进入螺旋不能改出。飞机坠毁,他却奇迹般地死里逃生。
1982年6月,耶格尔开始担任诺斯罗普公司顾问,不久又亲自试飞了该公司研制的F-20出口战斗机。这是他飞过的第179种飞机,总飞行时间累计达11000小时。人们都称他是年龄最大、资格最老的试飞员。
知识点超音速飞行
音速也叫声速,指声波在媒质(介质)中传播的速度。音速不是一个固定的值,其大小因媒质的性质和状态而异。一般说来,音速的数值在固体中比在液体中大,在液体中又比在气体中大。音速的大小还随大气温度的变化而变化,在对流层中,高度升高时,气温下降,音速减小。在海平面,音速约为1224千米/小时。在航空上,通常用M(即马赫:物体运动的速度与音速的比值)来表示音速。超音速飞行就是指飞行器以1~5M的速度飞行。现代的军用飞机很多都是以超音速飞行的。
6次翱翔太空的英雄
美国佛罗里达半岛,坐落着美国最大的航天发射场——肯尼迪航天中心。她从1958年把美国第一颗卫星送入太空起,曾频繁地把人造地球卫星、宇宙飞船,还有“阿波罗”登月飞船送上无垠的太空,以辉煌的成果闻名于世。
1981年4月12日,世界航天技术史上新的一页,又要在这里揭开。第一架航天飞机“哥伦比亚”号将从这里启程,去周游太空。
航天飞机是世界上第一个可供重复使用的航天器,它将使往日的空间边疆,成为容易进出的圣地。它的首航,自然引起了人们极大的兴趣,而它的指令长——航天飞机的首席试飞员,将由谁出任,更为世人瞩目。
美国早就有合适的人选了。他就是51岁的老航天员约翰·扬。航天飞机是首次航天,可约翰·扬却是第5次上天旅行了,有人说是他交了“航天运”。其实,好运气历来只垂青有准备的人。约翰·扬1930年4月出生在旧金山市,自幼喜爱体育运动,曾是奥兰多中学足球队的首度后卫,航空模型小组的尖子,身体棒得像条公牛。同学们戏称他“约翰牛”。1955年,他以优异成绩获航空物理学学士学位后,一心向往空中生活,成了海军航空兵的试飞员,曾创造过不少飞行纪录。在空中生活的道路上,留下了值得回忆的脚印。
1962年4月,美国航空航天局为“双子星座”计划和“阿波罗”计划招收航天员。条件是身高不超过1.83米,年龄35岁以下,具有物理、工程或生物学学位,并有喷气式飞机的飞行经验。年已32岁,身高1.75米的约翰·扬毅然报名,这时他的条件并不突出,竞争形式不是很乐观:200多名申请者竞争为数不多的名额。经过航空航天局审查,有63人符合基本条件,进一步考查,剩下32人,后经休斯敦载人航天中心检查和评定,约翰·扬作为9名佼佼者之一,跨进了太空生活的门槛,成为美国第二批航天员。
1965年3月23日,约翰·扬和弗吉尔·格里索姆驾驶“双子星座”3号飞船进入太空。这是美国的第二代飞船的第一次载人飞行。飞船上载有16枚火箭,可用它们机动飞行,甚至改变轨道。约翰·扬和格里索姆驾驶飞船绕地球飞行了3圈,进行了上升、下降、前进、后退和左右转动等操纵,历时4小时53分钟,最后溅落在海面上。35岁的约翰·扬顺利地完成了他的第一次航天任务,踏上了航天事业的坦途。
尽管在1964年的10月前,苏联已实现了载3人的太空飞行,列昂诺夫又刚刚成为第一个在太空行走的人。但约翰·扬等完成的美国首次双人太空飞行,仍然使他们成为美国和世界上的新闻人物。他们的名字、照片,在他们返回地球后大量地出现在电台、电视台和报刊上。
有了这样的成功经历,他也踌躇满志,雄心勃勃。经过休整后,立即开始筹备第二次航天旅行。1966年7月18日,约翰·扬和迈克尔·柯林斯驾驶“双子星座”10号飞船第二次进入太空。在他们绕地球的43圈飞行过程中,完成了与运送他们的末级火箭阿金纳会合对接任务,并且从阿金纳末级火箭上取回了一个收集微流星的箱子。整个飞行历经70小时46分39秒,创造了载人飞船飞行时间的新纪录。
美国航天先驱罗伯达·哥达德曾留下一句名言:“很难说什么是可能的。因为昨天的梦想,是今天的希望,明天的现实。”约翰·扬早就读过先驱者的著作,回想起自己两次环地飞行所显示出的惊人智慧、良好体魄,他对自己和航天事业更充满了自信。1969年5月,美国的“阿波罗”登月飞行进入了紧张的阶段,需要做登月前后的最后一次飞行。他又一次被选中。5月18日,他担任指挥舱驾驶员,与斯塔福德和塞尔南一起,乘“阿波罗”10号飞船,脱离地球轨道,以每小时近39000千米的速度飞向月球。飞船减速进入月球轨道后,约翰·扬他们开动摄像摄影机,向遥远的故乡——地球,播发了29分钟的彩色电视。人们看到了飞船飞过月球表面的情形。原来月球上既没有江河湖水,也没有空气,只有高地和充满坑穴的平原,还有温差达310℃的低温和酷热。接着,塞尔南和斯塔福德进入登月舱,并与指挥舱分开,下降到离月面14000米的高度,几次以每小时6000千米的速度掠过月面。在第二次低空掠过月面时,出现了一些惊险和精彩的场面。由于一个操纵开关安装错误,爆炸螺栓突然爆炸,自动地将登月舱的下半截抛开,使上半截迅速地旋转并前后颠簸起来。塞尔南惊呼:“狗娘养的,到底发生了什么事?”这句本能的粗野话,事后使他受到人们弹劾,一名神父给尼克松总统写信,要把他从登月计划中除名。斯塔福德以为自动驾驶仪出了毛病,他改用手动操纵,经过约一分钟的时间,飞船才稳定下来。约翰·扬驾驶指挥舱绕月球飞行了3小时,与返回的登月舱进行会合和准确对接后,飞船又用一整天时间在离月面100~120千米的高度上继续围绕月球轨道飞行,后抛掉动力舱向地球回航。这次任务共经过192小时3分23秒,进一步验证了除实际着陆以外的全部登月程序。5月26日溅落在太平洋上,直升机航空母舰“普林斯顿”号正在那里等待着他们。
约翰·扬第4次进入太空,是继阿姆斯特朗之后,在1972年4月16日与托马斯·马丁利和查尔斯·杜克驾驶“阿波罗”16号飞船的登月飞行,约翰·扬担任指令长。4月20日他与杜克在月面中央高地笛卡儿环形山附近着陆,在月面停留71小时零2分。其中舱外活动20小时14分钟,3次使用月球车行走了27千米,对月球高地进行探测,搜集月球岩石90千克,建立了第一个月球观测台,还施放一颗小型科学卫星进入绕月轨道飞行。总飞行时间为265小时51分5秒。4月27日回到地球。
这次登月飞行在当时被称做“迄今最成功的宇宙航行”,但也碰到了各种各样的困难,充满了惊险。由于无意中将测量月球内部热量仪器的电缆拉断,安置试验设备的工作前功尽弃。绕月飞行的指挥舱,由于一项设备失灵,未能完成对月摄影工作。约翰·扬和杜克回到指挥舱后,又因为一个电闸打开了,登月舱未能按原计划再次落回月面进行月震实验。约翰·扬为此非常遗憾。
1978年1月,年已48岁的约翰·扬,壮心不已。在驾驶宇宙飞船环地和登月飞行后,继续向新的目标前进,开始接受航天飞机飞行的全面训练。尽管他已是4次上天的“老航天员”了,但仍要接受体力、智力、飞行生理和基础理论等方面常规和特殊的严格训练。每周有25小时航空、航天和天文方面的课程,还要熟读长达21卷不断改动的航天飞机操作手册。尽管他有12000小时的飞机飞行经验,但为了体验巨型飞机的飞行感受,他还是抽出许多时间去驾驶装有反向推力器和横压发生器的“墨西哥1型”飞机,反复进行各种练习。为了熟悉航天飞机上的5台计算机和各种仪表、开关,他与克里平在航天飞机模拟舱里练习了1200多个小时。
雄心、汗水和智慧换来了新的高度。坐在航天飞机座舱内的指令长约翰·扬,平静地等待着升空时刻的到来。
“轰隆隆、轰隆隆……”当地时间1981年4月12日上午7时整,随着一声地动山摇的吼声,“哥伦比亚”号点火起航,拖着火舌,转瞬间进入约280千米的近圆形空间轨道。这种航天飞机集火箭、宇宙飞船和飞机技术特点于一身。它既能像火箭那样垂直发射进入空间轨道,又能像宇宙飞船那样运行于太空,也能像飞机那样再次进入大气层滑翔飞行和水平着陆,是世界上第一个可重复使用的多功能新型航天器。因此,全世界都对它的首航非常关注。来自美国和世界各地的百万参观者,很早就汇集在卡纳维拉尔角沿海几十千米的地方,等待着它的成功,盼望着有一天能坐上它去遥远的天际旅游。当翘首仰望航天飞机消失在天际,随后又听到它入轨的消息后,发射场周围一片欢腾,爆发出经久不息的欢呼声。
约翰·扬和驾驶员克里平一起,驾驶着“哥伦比亚”号在太空飞行了两天多,绕地球36圈,对航天飞机的各个部分进行了试验。4月14日,他们成功地在爱德华兹空军基地着陆,等候在干涸湖床上的20万兴致勃勃的人群,顿时激动得蹦跳起来。
太空英雄中的英雄约翰·扬航天飞机的首航成功,被誉为“航天史上的里程碑”“开辟了航天新纪元”,各种新闻媒介做了大量的报道和评论。约翰·扬的名字随同航天飞机升入了更高的太空。
1983年11月28日,身为美国宇航局航天员办公室主任,约翰逊航天中心管理主任的约翰·扬,年已53岁的他再一次担任航天飞行的指令长。他与布鲁斯特·肖一起,驾驶“哥伦比亚”号飞行了10天又7个小时,这是航天飞机飞行时间最长的一次。机舱内第一次运载了重1.7万千克的欧洲航天局制造的空间实验室,其上共有73项基本研究项目,实验获得了成功,也取得大量数据。
从1955年算起,约翰·扬经历了近30年的航空航天生活,迄今为止驾驶过航空飞机、宇宙飞船、航天飞机等航空航天器,先后作过大气层飞行和6次环地、环月及登月飞行。
曾经和约翰·扬一起驾驶“哥伦比亚”号太空飞船执行过任务的鲍勃·克里潘表示,在和他一起执行过飞行任务的数十名宇航员中,约翰·扬已经被他们视为一种精神力量。克里潘说:“如果说在他们之中有一位英雄的话,那么这位英雄就是约翰·扬。在人类太空飞行史上,没有别的人享有比他更高的尊崇。”约翰逊航天中心负责人杰斐逊·豪厄尔则评价说:“他是宇航员中的翘楚,是太空英雄中的英雄。”
知识点“双子星座”计划
“双子星座”计划是美国于1961年11月至1966年11月实施的太空探索计划。其主要任务是研究、发展载人登月的技术和训练航天员长时间飞行及舱外活动的能力。该计划历时5年,完成了10次环绕地球轨道载人飞行,每次2人,共耗资接近13亿美元。“双子星座”计划是一项既具过渡性又具独立性的计划,它取得的许多开创性的成就为“阿波罗”登月计划提供了极其宝贵的经验和科学技术成果。
对外星人的猜测与寻找
有关外星人的报道时常见诸报端,很多人声称见过UFO,甚至见过外星人,同时他们也拍到了各种各样的有关飞碟的照片。这一切到底是真是假,外星人真的存在么?
据自称见过外星人的人们描述,他们所见到的外星人大多是一些个子矮小、脑袋圆大、嘴巴窄长如裂缝、身穿紧身衣的类人生物。但也有人声称他们见到的外星人是高大的巨人、机电影中的外星人与人类交往器人状怪物、满身长毛的怪兽甚至美丽的裸女。对这种现象,有人认为这些外星人不止来自一个星球。另一些人则认为,地球上绝不可能有这么多不同种类的外星人同时光临,这种混乱的描述正说明外星人的说法是不足为据的。还有一些人认为,这些确有相当一部分不足为信,但仍有一些可以确认是真实的。
更有一些人则热心于寻找外星人在古代留下的痕迹。他们认为撒哈拉沙漠壁画上人物的圆形面具、复活节岛和南美的巨石建筑以及金字塔等种种无法解释的史前奇迹都与外星人有关。还有的学者提出人类是外星人的后裔,或人类中一些民族(如玛雅人)是外星人与地球人合婚的后裔等种种观点。但这些也只能作为猜测和假说,其中大多数仍缺少足够的证据。
天文学家们虽然认为,在地球以外的别的星球上出现智慧生命,完全是可能的,但却对世界各地常常有人遭遇外星人的消息嗤之以鼻。生命进化过程千差万别,外星智慧生命的演化形态很可能与人类完全不同,其掌握的科学技术也会与人类完全两样。而且这些可能产生智慧生命的星球,离地球的距离都在几千或几万光年。因此以为每年甚至每天都有外星人来访的说法,更是完全不现实的。
外星人是人类对地球以外智慧生物的统称。在许许多多的宇宙奥秘中间,外星人(又叫地外文明、地外智慧生物)恐怕是人们最想知道的一大奥秘了,他不仅使普通人激动难忘,也牵动着许多科学家的心。早在1900年,法国科学院就悬赏10万法郎寻找“火星人”以外的外星人。因为当时人们认为“火星人”的存在已是肯定的了。四五十年后,又有一家叫做“可蒂·沙克”的英国公司悬赏100万英镑,获取外星人的确切证据。但至今没有人能得到这些悬赏。
那么,外星人是否存在呢?
太阳系有8大行星,但明确处在能有条件形成生物的所谓生态圈内的只有地球。金星和火星位于生态圈边缘,现已探明它们的表面都没有生物。
那么太阳系以外呢?一部分科学家认为有,他们的主要论据,粗略地说是,生命演化的过程是在整个宇宙范围内进行的,宇宙中有许多天体具有生命发展的条件。因此,生命是宇宙中的普遍现象,在银河系中就有10万到20亿处可能存在着智慧生物,而且9/10的地外文明都超过地球文明几百万年,因为太阳系在银河系中是较为年轻的。
现在我们看到了,智慧生物的诞生要求恒星必须至少能在约50亿年时间内稳定地发出光和热。恒星的寿命与质量大小密切相关。大质量恒星的热核反应只能维持几百万年,这对于生命进化来说是远远不够的。只有类似太阳质量的恒星才是合适的候选者,银河系内这样的恒星约有1000亿颗,除双星外恒星大约是400亿颗。恒星是否都有行星呢?遗憾的是我们对其他行星系统所知甚少,但是确已通过观测逐步发现一些恒星周围可能有行星存在。考虑到太阳系客观存在,甚至大行星还有自己的卫星系统,不妨乐观地假定所有恒星都带有行星。
有行星不等于有生命,更不等于有高等生物。关键在于行星到母恒星的距离必须恰到好处,远了近了都不行。由于认识水平所限我们只能讨论同地球有类似环境条件的生命形式,特别要假定必须有液态水存在。对一颗行星来说,能具有生命存在所必须满足的全部条件实在是十分罕见的。太阳系中地球是独一无二的幸运儿。详细计算表明,在上述400亿颗恒星中,充其量也只有100万颗的周围有能使生命进化到高级阶段的行星。
另一个限制条件是地外生命应该与地球上生命有类似的化学组成。天文观测表明,除少数例外,整个宇宙中化学元素的分布相当均匀,因而完全有理由相信在遥远行星上也能找到构成全部有机分子所需要的材料。事实上已经在不少地方发现了许多比较复杂的有机分子。因而人们可以认为,生命在某个地方只要理论上说可以形成,实际上也确实会形成。于是银河系中就会有100万颗行星可能有生命诞生,不过每颗行星上的生命应当处于不同的进化阶段。
另一些科学家认为没有,他们的主要论点是,生命形成需要几亿年的时间,而只有液态水才能孕育出高级生命。在一般情况下,由于自然环境的变化,液态水不可能保持这么长时间。有人通过计算机作过模拟实验,结果是,如果地球与太阳的距离比现在近5%,液态水就会被蒸发掉,变得像现在的金星一样;而如果再远1%,则液态水就会被冻结成冰,像现在的火星一样。因此,他们认为地球上的生命是宇宙中的特殊情况,是一种偶然现象。地球人类能发展起来,实属万幸。反过来说,如果确有地球外的高级智慧生物存在,它们的发展又比我们早几百万年,应该早就来到地球了。因为银河系的半径只有5万光年,即使他们以1%光速的速度航行,走过银河系也只要五六百万年。可是我们至今没有找到外星人来过地球的任何证据。
当然,没有外星人来过地球不等于没有外星人。也许由于各种原因他们暂时来不了或不愿意来地球。到底有没有外星人,只能用证据来说话。
为了寻找外星人的证据,科学家们主要做了两方面的工作:一是“收”,就是收听是否有外星人发出的无线电信号;二是“发”,就是向外星人发送人类的信息。
20世纪50年代以来,已有35个监听站在收听是否有外星人发出的无线电信号。1960年,美国康奈尔大学的天文学家德雷克搞了个“奥兹玛”计划,就是用直径30米的抛物面天线,对离地球较近的鲸鱼座T星和波江座£星进行了400小时的无线电监听。此后,美国、英国、日本和加拿大等国的科学家又对1000多颗星球和一些星系作了无线电探测。苏联也系统地监听过外星人的信息。但上述探索活动都没有结果。
1967年英国剑桥大学毕业生贝尔在监听外星人的无线电信号时,在3.7米的波长上发现一种有规律的空间脉冲信号,以1.337秒的间隔从狐狸座方向传来,他欣喜若狂,以为这就是外星人与地球人联系的信号,他庆幸自己首先发现了外星人的踪迹,立即向新闻界发表了他的发现,并将这种外星人称为“小绿人”。各国报刊纷纷登载了这条消息,“小绿人”在全世界引起轰动。接着,又陆续在其他天区发现好几个这种快速脉冲射电源。但是,经过系统观测,贝尔和他的老师——英国射电天文学家休伊什终于弄清了这些脉冲是中子星发出来的。所以中子星又叫脉冲星。
“小绿人”虽然是一场“虚喜”,但科学家们并没有因此放弃希望。从1968年开始,苏联对外星人进行了更全面的探测活动。1971年在布拉干召开了“探索地外智慧生物会议”。20世纪70年代,美国国家射电天文台又主持了“奥兹玛Ⅱ”计划,对距地球80光年内的600颗星球轮番进行了详细观察和测量。
1979年,美国又在马里兰召开了“探索地外智慧生物会议”。1981年,法国还进行了发现外星人信号的模拟演习。这年12月,苏联又在塔林召开了“探索地外智慧生物国际学术会议”。1982年,在维也纳召开的联合国第二届和平利用外层空间大会上也讨论了外星人问题,并在名为《宇宙科学当前与未来状况》的备忘录中,写有“寻找地球外的文明”一节。这年8月,国际天文联合会成立了“宇宙生命探索委员会”,由美国波士顿大学的贾尼斯任主席,德雷克任副主席。委员会计划用分布在世界各地的射电望远镜持续探测10~20年,系统地观察100多万次。
1985年9月,哈佛大学奥克里奇天文台又实施了“米塔”计划,用840个无线电频道,以每天半度的速度,对整个天球扫描,搜索外星人的信息。它的规模相当于一分钟完成100万个“奥兹玛”计划。但是,规模更大的活动还在后面,那就是于1992年开始的“寻找外层空间智慧生物计划”。用世界上最大的射电望远镜(直径305米,10万个频道)和深空跟踪网,全面、重点地截获宇宙中的无线电波,然后用计算机分析处理,从其中寻找外星人发出的信息。
以上是接收外星人发出的信号。科学家们还发出信息,代表地球人类与外星人联系。1974年,在阿雷西博巨型射电天文望远镜落成典礼上,向外星人拍发了第一封电报。这封1679个字的二进制数码电报是拍给距我们25000光年的武仙座梅西尔13号星团的。当然,要假设那里有外星人,也能收到电报,而且愿意与我们联系。但由于距离遥远,现在的人类是没什么指望收到回电的。
1972年3月和1973年4月,美国先后发射了“先驱者”10号和11号探测器(飞船),它们除在太阳系进行探测外,也携带有给外星人的“人类名片”。那是一块长13.5厘米、宽7.5厘米的镀金铝片,上面标出了太阳系在银河系的位置。还包括飞船从地球出发后的飞行路线、与地球对应的14颗脉冲星、地球上普遍存在的氢元素的结构符号、地球人男女裸体像及其与飞船的比例。这张“名片”在宇宙中经历亿万年仍可清晰辨认。如果外星人发现这张“名片”,就可按照上面的标示与地球人联系。
“先驱者”号所带的金属牌的图像1977年8月、9月,美国发射的“旅行者”2号和“旅行者”1号探测器,除探测太阳系以外,也带有探测外星人的任务。它们携带一张铜唱片,上面录有116张展示地球人状况的图像、60种语言、35种音响和27种乐曲,可放两小时的音乐。唱片存放在铝盒中,可在太空保存10亿年。如果外星人发现,就可了解地球人,并按上面的标示与我们取得联系。
探测外星人是一件美好的事业,因为外星人的文明程度比地球人高得多,如能与外星人取得联系,可能会给地球人类带来一次智能大发展;探测外星人也多少带着风险,因为我们还不知道外星人是敌人还是朋友?会不会引“狼”入室,或者带来危害人类的病菌和其他邪恶的东西呢?会发生星际战争吗?
这一切都充满着悬疑……
太空探索的近期规划和设想
天基航天
将大型空间站发展成为空间航天基地,在空间组装特大型卫星,然后使用轨道机动飞行器将卫星送至地球同步轨道。按照这种思路,直径5千米、以太阳能发电阵为核心的空间电站也将会实现。利用空间航天基地还可以对卫星进行维护、维修,保证其长期稳定运行。实现天基航天的关键是低成本的运载火箭和可重复使用的运载系统,因此目前正在研制开发的空天飞机在突破关键技术后,将对天基航天技术发展提供有力保障。
2004年1月14日,美国总统布什发布了“重返月球”等航天发展计划,其目的是建立永久性月球基地,给将来人类登陆火星并在火星上建立基地做准备。
月球环境具有引力小、真空、无菌、磁场小、温差大、昼夜交替时间长等特点,加上月球地质条件特殊,具备地球没有的原材料资源,使整个月球犹如一个巨大的稳定平台,适合于开展科学研究和对天体探测,月球基地也有可能成为第一个人类在地球外星体建立的活动场所。预计在未来的20年内,人类将重返月球。利用空间航天基地,进行地月轨道运输船的组装维护,最终建成月球基地。
美国国家航空航天局(NASA)于2009年6月18日成功发射月球勘测轨道飞行器以及月球坑观测和传感卫星。这次探测活动是美国重返月球计划中首批探月任务。两个月球探测器将搜寻适宜登月着陆点、探寻月球水冰存在线索并勘测月球资源等,为下一步载人探月奠定了基础。
深空探测
深空探测的目的从根本上讲,是为人类认识并利用太空的资源和环境服务,并最终为获取太空资源和寻找适合人类居住的可能的生存空间服务。迄今为止,人类已经向包括月球在内的太阳系行星发射了近80个探测器,其中2/3由于种种原因以失败告终。近期行星探测主要围绕火星进行。
2003年6月2日,欧洲宇航局发射了“火星快车”探测器。它携带的“猎兔犬”2号登陆器预计于2003年12月25日凌晨登陆火星,但随后便失去联系。2003年6月10日和7月7日,美国发射了两艘“火星探测漫游者”探测器,分别携带“勇气号”和“机遇号”火星车。2004年1月4日“勇气号”降落在火星“古谢夫环形山”区域,随后“机遇号”也在火星表面着陆。这两个火星车均实现了火星行走,并传回了大量的数据和图片,找到了火星上存在水的间接证据,按照预期计划完成了任务。这些都为人类了解太阳系作出了直接的贡献。
2008年3月26日,中国国家航天局与俄罗斯航天局在莫斯科签署协议,双方将于2009年联合对火星及其卫星“火卫一”进行探测。根据合作协议,俄方的“火卫一土壤样品返回”空间飞行器(简称“福布斯探测器”)与中国第一个火星探测器“萤火”一号将由俄运载火箭同时发射。据悉,“萤火”一号大约在2010年9月飞抵火星轨道,之后将进行长达一年的科学探测,向地球发回中国第一张火星照片。福布斯探测器将在“火卫一”表面着陆,并提取该卫星的土壤样品返回地球。
除了火星探测,俄罗斯也在加紧准备宇航员登陆火星的工程。为了给火星之旅做准备,2008年6月,俄罗斯便开始与欧空局合作,挑选志愿者在封闭环境中进行520天的模拟火星飞行试验。2008年8月31日,俄罗斯新闻通讯社引述俄罗斯联邦航天署署长佩尔米诺夫的话称,俄罗斯计划在2035年后,派宇航员登陆火星。
目前看来,在现有技术条件下,人类的长距离星际航行还不太现实,但飞往火星还是有可能的。
载人航天的发展目标
载人航天的发展目标归纳起来,有三个大的方面:
谷神星第一个方面就是开发和利用太空资源为人类造福。正如刚才所说的,包括我们的应用卫星在内,包括载人航天,都是要开发利用太空的资源,来为地球的人类造福。
第二,要了解、认识太空,认识地球,认识地球自己。因为地球上的环境离不开它所处的太阳系的环境,我们必须从一个宏观的角度,从一个太阳系的全面的角度来真正地认识地球。通过认识地球,来认识我们人类本身。
第三个发展目标,就是要推动科学技术的发展,提高人类的能力,扩大人类的生存空间。大家知道,我们已经经过了很多次的探索,感觉到探索使得人类的精神得到了巨大的激励。太空探索也带动了科学技术的发展。太空探索,将给人类带来长远的利益。
在新世纪里,探索我们所在的太阳系中每一个未知的角落成为科学家们最主要的任务。在21世纪的头15年里,科学家们的主旨研究方向是努力搞清楚太阳系及其行星的诞生和形成,以及地球的生存条件是什么。另外的课题是,探索火星过去与现在存在的方式,以及“气体行星”木星和土星卫星的情况。人类还将在月球、火星、谷神星(一个位于木星和火星之间,体积相当于月球一半的小行星)上建立一系列太空观测基地。
但是遥远的距离和恶劣的生存条件,使人类无法实现到太阳系以外的星系旅行的心愿,所以科学家们将主要依靠无人驾驶自动宇宙飞船对其进行探测。在下一世纪的前数十年,人类将有望访问火星和靠近地球的一些小行星。如果,处于发展中的太空探测火箭推进技术发生了根本性的创新,人类在下一世纪还有可能到土星做客。因为,我们地球离我们的太阳系外星系极其遥远,就算最近的星系距离也有4.3光年,若使用目前最先进的宇宙飞船,也要连续飞行20万年以上才能抵达。所以,人类对太阳系外星系的访问还将是漫长、遥不可及的事情。就目前而言,人类对太空的探索仅仅是一个开端。
知识点月球基地
月球基地是指人类在月球上建立的生活与工作区域。在月球上建立基地,主要有以下目的:更好地开展天文观测等科学活动;在月球上建立空间发电站供地球使用;开发月球各种矿物资源;为人类向更远的目标探索提供一个落脚点;为飞向更远的行星的飞船提供建造材料。建造月球基地将花费巨大的成本,还处在一般性探讨阶段。
太阳帆船的宇宙航行之旅
1992年是伟大的航海家哥伦布“发现”美洲新大陆的500周年。为了重现当年哥伦布的探险精神,鼓励人们向新的“大陆”进军,一个国际宇航组织开展了一项前所未有的竞赛活动:利用太阳帆船作宇宙航行。人们准备发射3艘太阳帆船,分别代表美洲、欧洲和亚洲地区,航行目的地是月球。谁先到达月球,谁就可以得到“太阳帆杯”奖。
夜空中美丽的彗星我们都知道,地面上的帆船是靠风作动力航行的。太空中哪儿来的风呢?为什么太空帆船要叫太阳帆船,难道这“风”是从太阳上刮出来的吗?对,这“风”的“风源”确实就是我们生命中不可缺少的太阳。
为了说明“太阳风”的情况,我们先来看看彗星。彗星,中国民间叫它扫帚星,因为它有一条长长的尾巴,很像一把扫帚。彗星的尾巴就是“太阳风”造成的。早在1616年,天文学家开普勒就指出,任何受太阳照射的物体,都会受到太阳光的压力,这种压力叫光压。光压的力量极其微小,在地球上是察觉不到的,因为在1平方千米的面积上,光压总共只有9.8牛(1000克力),如果摊到你的身上,这压力简直是微乎其微了。它比起重力和空气阻力来,实在是微不足道。但是,在宇宙中,由于那里没有空气,又不受地球引力的影响,光压的威力就显示出来了。
在彗星周围有许多尘埃,在太阳光的压力作用下,这些尘埃就会被推向后面,形成一条长长的彗尾。如果在太空中,对着太阳,张开一面轻如薄纱似的帆,这帆在光压的作用下,就可以产生运动。由于太空中没有空气阻力,重力也很小,帆在很小力量的推动下,将得到很大的加速度。据估计,一般用太阳帆作动力的太空帆船,在理想的情况下,可达到每秒100米的飞行速度,一昼夜可以航行7500千米。地球到月球,直线距离为38万千米,如果一直有太阳照耀,大约只要50天的时间就可以抵达。
人们设想中的太阳帆船利用太阳帆船,可以飞向月球和其他星球。它是一种十分简便的宇航交通工具,因为它不用带其他能源,太阳能是取之不尽的。太阳帆船是利用太阳能中的光压直接推动前进的,不像其他太阳能利用装置,要把太阳光和热转化成电能或机械能,从而损失许多能量。当然,制造和驾驶太阳帆船需要高超的技术,必须找到一种轻而结实的帆布材料,还要有灵巧的结构。另外,在太空航行中,不是时刻都能得到太阳光的照射的,所以要有一套自动定向系统,一方面要保证准确的航向,另一方面又要使帆面时刻对准太阳。拿地球到月球的航程来说,因为月球绕地球转,地球又绕太阳转,所以要使太阳帆总是对准太阳,就要使帆船不断绕地球转,大约要转几十圈,航行5000万千米,历时一年整才能到达月球,而不能像上面所说的那样,笔直飞向月球。
“太阳帆杯”奖的竞赛方案早已制订出来了,并号召各国报名参加,中标者可以得到一笔研制费,并且可以免费搭乘美国的航天飞机。目前世界上已有30多个组织报名参加。中国上海宇航学会设计队和北京航天科研院校部门组成的星星设计队已报名参加,而且正在加紧试制太阳帆船。
2005年6月22日凌晨4时46分,俄罗斯用“波浪”火箭发射了以太阳光为动力的“宇宙”一号(Cosmos-1)飞船,进行太阳帆的首次受控飞行尝试。最新飞行数据显示,飞船在起飞83秒后遭到失败,主持这一项目的美国行星学会说,在发射约20分钟后,飞船与地面失去了联系。首次试飞失败了。
知识点太阳风
太阳风是一种连续存在,来自太阳并以200—800千米/秒的速度运动的等离子体流。这种物质虽然与地球上的空气不同,不是由气体的分子组成,而是由更简单的比原子还小一个层次的基本粒子——质子和电子等组成,但它们流动时所产生的效应与空气流动十分相似,所以称它为太阳风。彗尾的形成就是太阳风“吹拂”彗星的结果。
令人振奋的空间开发计划
太阳能发电站
在美国,人们已经提出了发掘空间的太阳能来克服能源危机这样一个革命性的设想。这项研究的工作首先发端于亚瑟·D·利特尔公司。以后,这项研究成了宇航局的实验室以及一些主要的宇航公司,如格鲁曼、洛克韦尔、波音公司等所研究的课题。
在轨道上运行的发电站显然具有许多优点。它们可以不受恶劣天气的影响,不受白天才有阳光的限制,连续不断地产生电流。据洛克韦尔公司的科学顾问克拉夫特·艾里希博士估算,一个卫星太阳能电站1年内所提供的电能,就相当于37亿桶石油所产生的能量,这些石油相当于1973年中东全部石油输出量的一半。
现在要解决的问题是如何建造这种发电站,使我们可以依靠它来减少对石油的依赖性。为了获取足够的阳光,发电站的结构必然会庞大到数十千米。宇航员要在空间组装如此巨大的电站,必须借助一批航天飞机和空间拖船。
这种太阳能发电站将使用硕大无比的太阳能电池阵。航宇局设计的一种电池阵的长、宽均达8千米。在空间产生的电能,将转变成高能的微波能的形式向地球传输。在地面上,再把它转变成直流电,向各处输送。来自空间的能量波束可根据需要发送到某一地区,或直接从空间转发到另一地区。
但是,要实现如此宏大的设想,这还是几十年以后的事。目前,可能性最大的还是那些更为现实的计划。
太阳能源舱
在不久的将来,另一种小型的研制项目可能会有希望得到应用,这就是太阳能源舱。它既可以装在航天飞机的货舱中,也能在空间自由飞行。这种能源舱可以延长航天飞机在轨道上运行的时间。
马歇尔航天中心首先提出这种太阳能源舱的设计方案。它具有巨大的太阳“翼”,可以连续地给航天飞机供电,增加了能量供应,使航天飞机——空间实验室系统能承担范围更加广泛的任务。
“哈勃”太空望远镜
最初设想的太阳能源舱,其主结构是由“阿波罗”望远镜装置的外框架改装而成的(“阿波罗”望远镜是“天空实验室”计划中遗留下的现成设备,这样做可以充分利用以前的研制成果),同时,还在为一种新式的推进系统研制两套太阳能电池阵。“阿波罗”望远镜装置中的控制陀螺用来保持能源舱的稳定,当能源舱对接到航天飞机中时,该陀螺还可使航天飞机保持稳定。
未来能源舱将同航天飞机的一个外贮箱连接在一起,它将成为航天飞机建造各种空间设施时的“强大后盾”。美国宇航局还认为,能源舱是为建立半永久性轨道实验室而迈出的一大步。这种轨道实验室将由“空间实验室”的两个巨大的增压舱组成,它本身能在航天飞机往返飞行之际在轨道上运行。
空间望远镜
空间望远镜是最令人振奋的空间研究计划之一。它堪称为一个在轨道上自由飞行的光学实验室,全长约14.3米,直径达4.7米,具有一架望远镜,一套探测和通讯设备,另外,还有一套能源系统和推进系统。望远镜的主镜直径达2.4米,足可与加利福尼亚州威尔逊山顶上的直径为2.54米的巨型望远镜相媲美。
空间望远镜置身轨道,高瞻远瞩,它能看到的空间深度是地球上所有的望远镜的7倍。它的分辨力是如此之高,竟然能在相距580千米之遥识别一枚较大的银币。
空间望远镜可以在地球轨道上运行5年,向地球传送它的发现成果。然后由航天飞机把它带回地面进行检修,以备再次发射。望远镜在空间工作期间,装在它两侧的太阳能电池帆板将连续地提供4千瓦的电能。
苏联为了同欧美竞争,也在着眼于规模宏大的空间科研工程。有一种正在研究中的大型空间结构名叫“超宽屏幕”。权威科学家认为,这种空间建筑将给宇宙研究带来一场革命。
他们设想的这种射电望远镜,将有一个巨型球形反射镜,其直径为1~10千米。它由一个个直径为200米的蜂窝组件构成。每个组件的中央都有一个4米宽的反射室。各个组件的倾斜度,由位于这个庞大结构前方的一架无人航天飞机发出的信号来调节。
超宽屏幕除了可以扩大射电天文学的研究领域以外,还可用来研究宇宙中其他文明人类可能发向地球的极微弱的信号。计算表明,这样巨大的反射器,在理论上可以探测到相距10~100光年的1架100万瓦发射机所发出的信号。要是有更强的信号发向我们的太阳系,那么即使相距3000~10000光年之遥,这种信号也是可以探测到的。
超宽屏幕将配置在离地球极远处,最理想的位置是在某个月平衡点上(离地球384000千米)。这样,就可以克服地球上的广播信号对空间微弱信号的干扰。
航天飞机绝不仅仅是使在地球轨道上运行的或进入深空空间的有效载荷的范围得以扩大,它所起的作用将远远超过于此。它为许多种材料的加工提供了一个只能在空间才能找到的、特有的工作环境。
美国和俄罗斯都已把小型的电加热炉送上了轨道,以研究在空间加工材料的未来前景。有些方面已呈现出乐观的前景,如为电子工业制造高纯度的晶体,为医疗事业制备超纯净的疫苗和血清等。
新型超轻合金
“团结”号舱飞上太空在空间还能制造各种新式的超轻合金。正如美国宇航局一名高级官员所说:“我们将研制出超轻型的材料,将会给地球上的制造技术带来一场革命。我们可以像用酵母发酵面粉一样,把空气注入液态金属中,制造出泡沫状的金属材料,然后在失重条件下进行固化。”
“含有87%气体的一块泡沫钢材,它会像软木塞一样漂浮在水面!试想一下,飞机的机翼如果采用泡沫钢材,它会像不锈钢一样地坚硬,像铝一样地轻,这将是怎样的一种情景啊!”
空间材料加工一旦可以转入大规模的生产,下一个步骤便是建造空间工厂了,要组装这类大型的空间结构,需要把许多灵巧的制造机器送入空间。有几种制造机现在就已设计成了航天飞机上的“附属装置”。
宇航局马歇尔航天中心的几个研究项目,多次设想把航天飞机的大型外贮箱,作为各种空间站结构的核心。外贮箱的直径达8.4米,足可作为一个理想的永久性空间站。
在发射时,贮箱中只有一部分装有推进剂,它的头锥部腾出来作乘员舱。宇航员在轨道上组装巨大的空间结构时,这里就是他们的生活舱。
外贮箱一旦进入了轨道位置,第二架航天飞机就给它运来一个密封舱和一个对接舱,以及太阳能电池帆板。太阳能帆板在进入空间后展开,同空间站连接在一起,并向空间站提供电能。
这些设备同外贮箱组装完毕后,这个空间站便要准备好各种货物,足够3名宇航员在空间生活6个月。
与此相类似的一些方案是打算把一些实验室分别射入空间,然后再组装成一个较小的空间站。每个实验室的大小和形状都和现在的空间实验室的增压舱相仿,但它们可以从航天飞机的货舱中取出,在空间作自由飞行。
知识点空间拖船
太空拖船是指在太空中担负拖驳运输的宇宙飞行器。外形犹如运载火箭中的一级火箭,既无机翼,又无尾翼,由船体、对接装置、动力系统、电力系统和辅助系统组成。它被装入航天飞机货舱里,带到离地300—1000千米的低轨道上,然后由机械手施放到太空,再点燃自备火箭发动机的推进剂,开始承担低轨道与高轨道之间的拖驳运输。
核动力宇宙飞船无限制飞行
英国《独立报》2006年6月14日发表文章称,美国国家航空航天局(NASA)已经同意拨给美国洛克希德·马丁公司600万美元的研究经费,以便对由小型核反应堆驱动的跨行星探测飞船的建造进行理论研究。这意味着美国使用核动力太空船,来对太阳系其他行星进行勘探的愿望,离现实又近了一步。
据报道,洛克希德·马丁公司的这个项目名叫“普罗米修斯项目”,普罗米修斯是希腊神话中为人类取得火种的神。“普罗米修斯项目”的重点是进行核动力研究,近期目标是提供足够的推动力,以便向木星的3个可能存在生命的卫星发射飞船。
研究核动力的目的是为了打造一艘跨行星探测飞船。它不但能够在广袤的太空飞行,而且还能在飞行后依然拥有足够的能源,以收集科学资料并发回地球。
美国探索宇宙的新计划不断推出NASA科学家认为,核动力是实现外层空间勘探的唯一可行的动力形式。这主要有两个原因。首先,虽然人类的探测飞船已经能够被发射至木星甚至更远的空间,但这些飞船的能量大都在飞行途中消耗殆尽,在抵达目的地后仅剩下相当于几个电灯泡的能源。这严重限制了飞船所能搜集的、并发回地球的资料。而小型的核反应堆所提供的动力,大致相当于太阳能的100倍。另外,由于太阳系外层的卫星和行星的阳光微弱,太阳能驱动的仪器在那里几乎完全失效。因此,NASA认为在探测这些外层空间时,必须使用核反应堆作为动力。
理论上讲,只要核反应堆本身不出现故障,那么核动力飞船将可以在太空中无限制飞行下去。这除了因为核能源本身能够提供强大动力外,还考虑到飞船在外太空飞行所消耗的能量其实比早先估计的要少得多。因为,飞船的能量大多消耗在脱离地球引力和太阳引力的过程中。一旦飞船达到或超过第三宇宙速度,即16.7千米/秒,成功脱离了太阳系的束缚,就可以暂时取消动力能源供应,在真空中利用惯性保持原有速度飞行,只在克服新的星体引力或变换方向时才再次启动动力装置。
建造太空医院的构想
太空医院是人类设立在永久性太空城中,为进入太空生活和旅游的人看病以及治疗地球上人类疑难病症的救治中心。它将利用太空轨道资源、真空资源、辐射资源、失重和微重力资源、太阳能资源、高低温资源等一切可以利用的太空资源开展医疗救助活动。
目前,在太空中,人们还无法开展疾病治疗的活动。把生病的宇航员送回地面医治存在两个问题,一是可能因延误时间而危及宇航员的宝贵生命;二是把生病的宇航员从太空送回地面,花费是非常昂贵的,一般约需2亿~3亿美元。有没有“近水救近火”和相对便宜的办法呢?有,那就是建造太空医院。
建造太空医院可不是一件容易的事情。在地面上很容易处理的疾病,在太空可能变得很复杂,如传染病如何隔离,生病宇航员的工作谁来替代?还有,在太空能对病人进行准确诊断和医疗吗,如地面上常用的透视方法——X射线会发生什么变化?如何准确诊断?血液检验中能用地面上的生化指标吗?特别是在太空能进行手术吗?这些都需要进行探讨和实验。
为探索能否在太空进行手术,苏联曾在抛物线飞行的飞机上,进行过失重状况下的外科手术试验。那是对一只兔子进行局部麻醉后作开腹手术。试验初步证明可以在失重环境中进行外科手术。可是,航天器上空间狭小,不容许建立大手术室和手术台;同时,人在太空飞行中免疫力降低,手术必须在绝对无菌环境中进行。根据这些特点,研究人员研制了一种在失重环境中进行外科手术的手术舱,这是用透明氟塑料片制成的袖套式抗菌外科手术舱。一般装有2~3对手术手套。根据手术的需要,可随时改动和扩展。内有袖套式止血带和注射器,将需要止血或手术的部位伸进去就可止血和注射麻醉剂。小巧轻便的手术器械用尼龙搭扣贴在舱壁上。手术时,医生将双手插入手术套中,用手术器械进行手术。
太空医院只能设在大型航天器上,而小型航天器上的宇航员,如果生病,仍然需要送回地面或送至太空医院医治。
另外,营救在太空遇险宇航员的“太空营救车”,也可将生病的宇航员接回地面。将来,随着进入太空人数的增多,特别是太空旅游业的兴起,也可专门设置“太空救护车”,平时放在太空飞行平台上,也可放在地面上,它们经常处在可飞行状态,一旦接到救护信号,就可以前去救护。
太空医院和太空救护车的设立,将可解除宇航员和游客在太空生病的后顾之忧。
目前,处理宇航员太空飞行中出现的各种疾病,采取“天—地”联合门诊的办法,即由地面控制中心采取遥感遥测的方法对宇航员的各种心理和生理参数进行检测,发现小毛病就由宇航医生在地面作出诊断,告知宇航员服用座舱内备用的救急药品,发现大毛病即从太空召回,到地面医疗中心就诊。
这种“远水不能解近渴”的太空医疗的办法,已越来越不适应长期太空载人飞行,成为目前急需解决的一个航天医疗难题。
苏联宇航员拉韦金和罗曼年科一起于1987年2月6日乘“联盟TM-2”飞船进入“和平”号空间站,原计划在太空生活一年,结果因拉韦金患病不得不提前返回地面。
美国宇航局也有设立太空医院的想法,太空医院将在以下4个方面为宇航员提供医疗咨询服务:一是定期为宇航员检查身体;二是医治受伤或患病的宇航员及其他人员;三是减轻宇航员因长期处在微重力状态下引起的生理失调;四是为宇航员进行体育活动提供服务设施。另外还提供一些“急救治疗”。
目前,太空中有世界上设施最完备和最小巧的医院,国际空间站上,应对各种状况的器材和药物一应俱全。从心脏除颤器到钻牙机,只差没有X光透视仪了,宇航员对它们的使用水平达到医师级别,处理擦伤或打针的技术不亚于任何护士。
太空医院的建立,将给宇航员及其家属带来安全感,消除他们患疾病难以得到治疗的后顾之忧,给他们的身体健康带来切实保证,为人类长期载人航天创造更良好的条件。
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