例如管裝蔬菜湯,罐頭肉和魚,咖啡和茶以及草莓,蘋果,杏,蜜瓜,桃等做成的幹果,甚至還有辣椒醬。有些食物用專門方法純化,如果把水加進這些食物,它們就會恢複成原來的樣子。現在有定期貨運飛船給航天站運輸貨物,就更可以增加各種飲食,新鮮水果,蔬菜,甚至還有經純化的最可口芥子以及通常的聽裝食品。相當長一段時間,航天員進餐隻能選擇一份完全的配額,無權自己選配食譜。從這一點來說是不自由的。營養學家們認為,個人對食物的偏好可能會導致飲食的不平衡。在航天站,醫生規定對食物的選擇應保證熱卡和維他命含量的平衡。大夫們還規定航天員每日四餐:第一早餐,第二早餐,中餐和晚餐。他們認為這樣安排最有利有於人的身體組織吸收營養。熱量消耗每日為3200卡路裏。這裏列出一天的菜譜,作為一個例子:第一早餐:冷烤豬肉,糊狀土豆,富麥麵包,榅桲莖和咖啡;第二早餐:奶酪,船型餅幹,蘋果汁;午餐:膠狀鱘,粟色湯,燜牛肉,麵包,葡萄和梨子汁,李脯;晚餐:帶蛋豬肉漢堡包,含堅果幹酪,黑麵包,甜食和茶。但是,後來還是允許航天員吃他們喜歡吃的東西。現在每個航天員可選擇它們最喜歡的食物吃了,不受限製。這可能是由於宇航食譜已經很豐富的原因吧!在航天站停留時間達60至80天後,許多航天員食欲減退,胃口變小。這是由於新陳代謝的變化和身體組織的改變所致。另外,他們對某些食物厭煩了。任何一個吃罐頭食物的航天員都這樣說。實際上,在太空和地球上的旅行者也麵臨同樣的問題。現今有許多研究人員仍在努力探索和研究這個問題。航天員的穿著他們不穿時裝。一天10到12個小時,航天員穿“企鵝“棉花軌道服。這種衣服的某些部位塞進彈性帶,能對肌肉施以外部負荷,用以補償地球引力。每個航天員還配備一套契比斯(Chibis)真空服。
穿這套衣服的目是能使血液在往身體低部位流動時產生一個附加的流動力。真空服穿在身上,看起來有點怪。可以想象,和金屬鞋及起皺的褲連在一起的真空服穿在身上,像一個小桶圍住身子,其內壁有一個橡皮緊身衣,緊貼著人的身體。當空氣從衣服中抽掉時,下部位的空氣比上身更稀薄,這樣血液往身體低部位流動時就獲得附加流動效應。這個效應人們早就知道,並在醫學上獲得應用,例如冷凍處理。在降落地球之前,航天員穿著真空服能調節他們的血管係統去適應地球引力。每個航天員還配備一套到航天站開放空間工作的宇宙服。這是一套精巧的太空服,是一個可以壓縮成最小的模塊。它內部裝有生命保障支持係統,保障人的氧氣供應,收集二氧化碳並排除過剩的熱量。生命保障係統是極其複雜的,能保證航天員工作在高真空,強輻射和白天黑夜間溫度從—150℃到150℃的急劇變化條件之中。穿上這種宇宙服在開放空間可連續工作6~7小時。航天員在宇宙飛船進入軌道進行對接和再入大氣層期間,他們穿另外一種輕型太空服。這種輕型太空服能保證航天員免遭減壓事故。航天員的空間活動宇宙空間的環境極其惡劣,人到開放空間活動是很危險的。但這是研究和探索空間必不可少的部分。1965年3月18日,前蘇聯公民阿列昂諾夫穿著宇宙服第一個出艙來到開放空間時,用繩子和飛船連接在一起,空間自由漂浮結束時,借助這根繩子才能回到飛船,否則他可能成為宇宙的俘虜而回不了飛船。現今先進的太空服帶有背式發動機,航天員出艙活動可以不用繩子和飛船連接了,漂浮遠了,可啟動背包式發動機飛船艙。在列昂諾夫之後,就不斷有航天員離開飛船的開放空間停留並工作。截至1987年10月1日,共有59個航天員外出到開放空間活動。後來又有更多的人到開放空間執行任務。現在可以說,航天員離開飛船到開放空間活動已是極平常的事了。航天員需要到開放空間去,就像海員必須學會遊泳一樣。開始,人離開飛船到開放空間是想弄清楚,是否可能在艙外作業。
人進入開放空間的計劃也是小心翼翼的,在艙外停留時間也是緩慢增加的。從1965年列昂諾夫第一次來到開放空間起,直到1968年,前蘇聯航天員進入開放空間的總計時間不超過8小時,然後在開放空間逗留時間迅速增加。由於在開放空間逗留時間增長以及在工作上積累了經驗,航天員在開放空間可以檢查飛船,更換有毛病的設備以及試驗各種係統。1980年開始,航天員已開始在開放空間進行複雜的裝配工作了。例如航天員列沃尼特砍什和弗拉基米爾索洛伏夫曾在開放空間修複禮炮7號航天站的推進係統並安裝附加的太陽能電池帆板。現在,這類帆板的安裝已經變成規範化的操作過程了。類似的工作,其他航天員在和平號航天站也進行過。1984年到1986年兩次航天飛行期間,前述兩位航天員進入外層空間的時間也增長了8倍,在航天站外工作共達32小時。1984年7月之前,開放空間的工作隻有男人承擔;在這之後情況改變了,婦女也大膽進入開放空間。斯維特拉諾薩維茨可娃是第一個進入開放空間的女性航天員。當時她和另一名航天員在艙外試驗一種新的切割,錫焊,熔焊金屬板以及鍍膜的多用途工具,共工作3小時35分鍾。航天員在開放空間所取得的成就,和太空宇宙服生命保障係統抗強輻射,適應劇烈溫度變化,供氧工作,收集二氧化碳,排除過剩熱量等方麵所取得的進步分不開。人在開放空間活動對未來航天事業有著重要的意義,它為在宇宙空間裝配所有各類軌道結構物奠定了基礎,為空間工廠和開拓人類太空居住地鋪平了道路。航天員的醫病方法人不能排除在航天站生病。在航天飛行期間,所有航天員的免疫力都會變弱,長期軌道飛行時尤其如此。在地球上,免疫力由反體係統來保證,它保護我們抵抗微生物。在失重狀態下,人體所有過程包括反體物質的產生比正常情況時為低。載人航天活動的初期,人員比較少。航天員都經過嚴格挑選,一般都不會有常見的慢性病。在航天前還采取一些防病措施以保證航天過程不生大病。例如,對航天乘員座艙在飛行前進行清潔消毒,人艙用品要保證無毒無汙染;航天食品,飲用水都是經過嚴格消毒的,並且要經過生物學鑒定;發射前要求航天員盡量減少與無關人員的接觸等。雖然如此,在航天站上還是常備一個醫學箱,內裝各種實用藥物,諸如頭痛,傷風和安眠等藥物以及用於處理受傷,燒傷和出血的藥物,每個藥箱都寫有使用說明的目錄,一看就明白。然而,不管措施何等周到,在航天進程中航天員免不了要偶爾生病。
例如美國阿波羅7號至11號宇宙飛船的乘員中,就發生過鼻炎,胃炎,腸炎,惡心,牙痛等疾痛,隻是由於病情較輕,飛行時間短,沒有影響航天任務的完成。又如1985年11月前蘇聯禮炮7號—聯盟T14—宇宙1686航天站複合體指令長弗拉基米爾瓦休金突然生病,航天站常備藥箱中的藥不能改善其病情。地麵測控中心不得不作出決定中止他的飛行,讓他返回地球住院治病。為了保證航天飛行中航天員的身體健康,地麵測控中心的醫生們時刻都密切注視著他們的身體狀況,每天要向他們提出許多詢問,並定期用遙控醫療設備給航天員作健康檢查。1987年7月和平號航天站乘員拉維金,這個平時身體很棒的小夥子,在長期地麵訓練中從未發現有什麼心髒方麵的疾病,現在經過近半年的太空飛行,通過遙診突然發現他心跳異常。什麼原因一時難以作出解釋。為了保險起見,地麵測控中心的領導和醫生們聯合作出決定:拉維金立即返回地球,由另一名航天員亞曆山大德羅夫接替他的工作。航天站向著空間容積增大和永久性方向發展,配備的實驗儀器多,隨之來站工作的航天員也會增多,停留太空時間也會大大延長。空間飛行環境特殊,除了微重力會引起人體生理功能出現一係列變化,如前庭功能紊亂,血液重新分布,心血管功能降低,胃礦鹽喪失等外,發病的機會必然會更多。而且,有些在地球上很容易處理的疾病在太空中卻變得很複雜。因此,航天站和星際飛船應有醫生及必要的醫療設備,他們會保證其他乘員的身體健康。如果必要的話,他們還將提供醫學幫助,包括外科處理。航天員的業餘時間即使是長時間軌道飛行,航天員也沒有很多空閑時間。通常,大部分時間用來觀察地球及其大氣。航天員們說,從太空看地球,地球是非常漂亮並變幻無窮,觀看地球非常像看電視節目,看生動的圖畫或在戲院看戲,感到是一種“藝術“享受。他們處在離地球300到500公裏的空間,可以看到地球的弧形邊緣。由於常常看,他們對五大洲大陸的顏色也熟悉了,例如,非洲是黃色,那裏有著大片沙漠;美洲則是綠色。美國的深穀,中國的長城,大河也收入他們的眼底。航天員在業餘時間特別愛欣賞日出,日落的壯觀和瑰麗影象,玫瑰色,淺藍色,藍色交織在一起,活像一幅精美油畫,且天天有變化,不會重複。夜間,萬裏無雲,航天站從歐洲上空經過,黑色巨毯的背景上撒滿大大小小的“夜明珠“,這是城市的燈光,好看極了。
業餘時間,航天員還看錄像,聽音樂和下棋以及進行體育鍛煉;地麵也定期將新聞廣播,消息傳送給航天員;貨運飛船還送郵件,新聞報紙,雜誌給航天員讀。當然,和地麵相比,空間娛樂是有限的,然而是合適的,因為可以幫助避免緊張情緒,對航天員產生有益的心理影響,從而使他們能保持良好的精神狀態。航天員遠離故鄉和親人,長期生活在環境特殊的密閉艙室裏,活動範圍很小,難免會產生某種孤獨和寂寞,嚴重時可能產生心理障礙,影響航天員的健康並影響空間任務的完成。為預防這點,地麵測控中心設有專門的心理支援小組。每天晚上,該小組要和航天員通話一次,報告航天員的家人情況以及同事中的新鮮事兒。地麵有時還安排航天員和知名演員,喜愛的作家和詩人進行天空和地球之間的雙向電視座談。每個星期日則安排他們和家人進行電視約會,可以交談一切他們想談的事情,包括孩子學習情況以及家庭瑣事,大大緩解航天員的思親之苦。這種可談,可望而不可及的約會倒真還有一種特別的情趣呢!航天員睡不著時還可隨時和地麵測控中心的工作人員交談,緩解睡不著覺時的煩躁。航天員的心理問題對於長時間的軌道飛行,航天乘員之間的心理相容性是必須考慮的最重要因素,因為在航天過程中,他們執行任務的能力,取決於這種心理適應過程。但是在執行短期航天任務時,這點並不如此重要。因為空間任務並不是經常的,專家們相信相互不喜歡的人構成一個航天乘員組對短期航天應是允許的,甚至是有益的。這裏最重要的是他們能完成工作計劃。但是對於一次長時間航天任務,這樣選擇航天員是不能允許的。一個由2人或3人組成的航天乘員組,在和外部世界隔離的情況下得生活和工作在一起。航天員也是普通人,他們各有其個人的傾向和弱點,各有其思想和信念的背景。他們並沒有像老師或心理學家那樣受過專門訓練,因此他們的相互關係,無論在地球或空間是由不能預見的因素決定的。例如1968年,美國阿波羅7號宇宙飛船的航天任務快近尾聲時,航天員們產生了一種神經衰弱綜合症。他們不僅相互之間開始爭吵,而且還和地麵測控站的操作員爭論。對各項指令滿不在乎的所有航天員,解下他們記錄心理數據的傳感器,拒絕和地麵測控中心討論事情。太空可以使航天員變成一個完全不同的人。在太空的頭幾天可能感覺不到什麼變化。但是過了一段時間就可能開始感到神經質。本來在地麵相互之間相當友好的航天乘員,對於同一個進程會有不同想法。有的航天員在地球時是以有自控力著稱的,謙遜和平靜,在太空會失去自控力並高度緊張。當然航天員本身也自覺和這種神經質作鬥,緩解他們的分歧並在行動和行為上忘記分歧進行和解,而且,往往在很多方麵取得成功。心理相容性是由很多因素決定的,諸如性格,對世界的認識,文化內涵以及年齡。考慮所有這些因素,專家們提出了選擇航天乘員組的建議及相應的專門測試。由於在如何組成航天乘員組方麵的科學努力,航天乘員的相容性得到了較好解決,出現了很好相容的實例。
例如,前蘇聯在1984年和1986年的兩次長時間的飛行中,列砍什和弗索洛伏夫在禮炮7號以及和平號航天站共同度過362天。雖然他們在空間一年,並沒有影響到他們之間的關係。盡管在選擇和構成航天乘員組方麵作出了專門努力,也並非所有航天飛行都那麼好。地麵心理相容試驗並不能總是保證在太空航天乘員之間的良好關係。有時你可以非常喜歡一個人,然而長時間單獨和他在一起,總會產生一些摩擦,問題是不要讓這種摩擦發展成為嚴重的衝突,並破壞計劃項目的完成。太空任務航天飛行時間本身並沒有一個終點;人們也不是為了創造太空逗留時間的記錄而增加航天持續時間。一個空間航天站是一個多功能實驗室,在那裏可以進行廣泛的研究,實驗和進行長周期的例行觀察。經濟因素起很重要的作用。航天飛行時間越長,研究成本也就越低,因為可以用較少的航天發射。反之,經常調換航天站乘員,功效就低。此外,沒有持續幾個月的空間任務,整個航天事業的進步也是不可想象的。載人航天初期,並沒有長時間軌道飛行。航天任務的持續時間是逐步增加的,人類表現出小心翼翼的謹慎態度。當然這裏談的是前蘇聯的情況,因為隻有它有20多年來連續不斷地進行長時間載人航天活動。第一次長時間任務持續18天,然後是23天,其後持續時間增加到63天,96天,140天,175天,185天,211天,237天,326天和一年。執行長期航天任務的航天員們知道,他們之前的一次航天時間比本次短。返回地球後,每個航天員都要接受醫學測試,測試結果為大家知曉,目的是為其他航天員對人體的巨大潛力產生信心。實際上每次航天時間的增長,也意味著人體在空間的一次適應試驗。展望未來,人們清楚意識到人類期望的星際旅行為期不遠了。從技術角度看,沒有什麼問題是不可解決的;然而,關於人體的能力,主要是適應太空的能力還有很多未知數。例如,火星離地球平均約9千萬公裏,在順利條件下,人到火星去旅行並返回需要兩年時間。那末,人能不能在沒有重力的情況下生活這樣長的時間因為現在空間飛行生理學和心理學的研究已經指出,在載人空間飛行中,對航天員構成嚴重威脅的,與其說是宇宙輻射,不如說是失重,對於未來的長時間載入空間飛行,必須預先研究遺傳的演變。在長期失重下飛行,人的機體組織會不會經曆不可逆的變化而使他不可能再生活在地球上為克服這種後果,是否應該用專門產生人工重力的裝置,或能對抗宇宙飛行中的失重效應和其他不利因素的裝置來裝備宇宙飛船人們認識到,今日逐步增加長期航天的時間,也是為未來的星際旅行鋪平道路。長時間航天會逐步積累經驗,能讓醫學專家們去解決在地球上難以對付的問題,諸如處於長期失重後骨組織中鈣的減少,心血管係統狀態及其內部變化和血液成分的變化,等等。太空飛行,特別是第一次太空飛行的人,其準備周期是很長的,通常要數年。
這是因為航天員必須吸收大量信息,必須獲得操作宇宙飛船和進行成打實驗的技能。這是一種隻有用長期飛行采集並傳送到地球的大量信息形式作補償的投資。為獲得這種可靠信息,最好用同一些人重複試驗,檢驗統計結果。這樣做是必須的。需要技術周期長的實驗不能在短期航天中進行。例如,在航天站進行生物實驗,從種子培育成植物進而開花結果,需要苦幹時間。一個人發現自己處在不熟悉的環境下,在他能有效工作之前需要時間來適應它。在失重的頭幾天,許多航天員得“運動病“(motionsickniss)且極易疲勞。在長期航天中這點不重要,因為經一周到十天時間航天員會恢複他的正常工作能力。但是,他需要時間去學習太空工作,去進行複雜的實驗和觀察地球,海洋和其他研究項目。例如,為學習分辨地球表麵的研究項目諸如斷麵,環形結構,汙染麵積,浮遊生物範圍,冰塊漂移或評價田野和森林狀況以及大氣特征和大氣現象,需要航天員花一到兩個月的時間。況且,在長期航天中研究結果也更有效,因為航天員會不斷改善他的技能並成為真正的研究人員。他總會尋找機會去重複一個實驗。他能分析所獲得的結果,修正和改進他的研究方法並認真調整儀器。此外,航天乘員組能展開集體工作,在短期的航天任務中航天員沒有時間去做這些。最後,長時間的定期航天獲得的經驗,對在航天站上進行不間斷研究或工業生產是極為重要的。人體失重狀態前蘇聯的長時間空間飛行已經顯示,人在失重狀態下停留的時間還未達到臨界極限。在這些飛行中航天員的身體狀況很好,感覺也良好。航天員們重新適應地球的狀況也令人滿意。回顧1977年,當時前蘇聯專家說,航天員持續半年的航天飛行很快會變成現實,那時世界上很多科學家還半信半疑。1984年前蘇聯專家又預言,人在太空的航天飛行將會持續一年甚至一年半,這時並沒有使任何人驚異或不相信。1987年到1988年期間,前蘇聯航天員季托夫和馬納羅夫已經實現了在太空一次連續漫遊達365天22小時39分鍾的一年記錄,使人相信人在太空逗留時間還可能更長。現在已經有十多名航天員在空間留駐200天以上。尤利諾曼尼科的三次航天飛行共持續430天。列砍什,弗索洛伏夫和萬羅敏等幾位航天員各自在太空生活總計有一年。美國也有3名航天員曾在他們的天空實驗室逗留過84天。1978年,弗柯萬爾諾克和阿伊萬欽可就曾首先越過一個非常重要的極限。他們經曆了一次血液中的紅血球的完全改變。紅血球平均壽命為120天。他們在航天站4個月後紅血球已全部再生。倘若失重在形成和生長紅血球時產生完全相反的效應,那麼兩個航天員會變成真正的宇宙生物了。
回地球後徹底的醫學檢查表明,他們的血液成分沒有發生可逆變化。自1961年以來,飛向太空的人越來越多,太空停留時間也越來越長,航天載人發射次數更趨頻繁。雖然如此,失重仍然是一個巨大的謎,是長期航天的主要威脅,目前仍有許多問題需要解答。為解決這些問題,還需要作出重大的努力和收集有價值的統計材料。例如,目前仍不清楚骨骼中鈣鹽的失去過程在長期飛行中會不會停止。1979年在175天的航天飛行期間,航天員弗利亞可夫和萬羅敏失去鈣鹽的8%。科學家相信,如果這種失落超過20%,可能會危及航天員的生命。研究者們猜想,失重影響人體組織的細胞存在過程。醫生和生物學家目前還不能回答關於人在失重狀態停留時間的極限問題。談及這一點,前蘇聯航天醫學專家,醫學博士格泊夫沃諾夫說道:“關於最長太空飛行持續時間以及在航天站工作最佳持續時間的問題,仍然是應廣泛公開討論的問題,我是樂觀的,就目前遺傳密碼來說,顯示出失重並未造成任何飛行持續時間的限製。無論如何,很多數據表明,細胞和它的生長與重力無關。“發射生物衛星在頻繁的載人航天活動的同時,科學家一再發射搭載動物的空間飛行器進行試驗。在談到這個問題時,前蘇聯航天醫學權威專家之一奧列格蓋柯曾說:“在生物學,生理學存在著的大量問題,用動物做試驗可以避開人固有的主觀感覺。通過生物衛星獲得的發現能有效地幫助解決太空生物學和醫學方麵麵臨的許多問題。“雖然載人航天已經提供了大量信息,科學家還是搞不清楚在太空頭幾個小時和頭幾天裏,生命組織發生的所有變化。從1973年到1978年前蘇聯把8個載有動物的生物衛星送入地球軌道,其試驗成果幫助確立了為保護航天員抵抗失重的反效應方法。人造重力實驗是在生物衛星上進行的第一批實驗。衛星裝備小型離心機,為白鼠,龜和魚創造實驗室人造重力。離心力產生的效應和地球重力相似。動物很好地承受了這種條件。1983年末,在生物衛星宇宙1514上的實驗產生了有趣的結果。它搭載了懷孕長尾巴鼠,它們的胎兒部分時間是在失重條件下成長的。衛星回收後,返回地球的長尾巴鼠生下了健康的小鼠,後來它們又順次產生了另一代。為了探索和試驗動物在失重適應期間,前庭和血流動力學對失重的響應,宇宙1514,1985年發射的宇宙1667和1987年發射的宇宙1887搭載獼猴進行了實驗。猴子阿白來卡和彼洪的第一次飛行已經證明,某些通常想法是錯誤的。例如,航天員是從具有穩定前庭的人員中選擇的。盡管如此,他們中某些人比其他人容易承受失重,有些則不然。這在靈長類動物中也證明是真的。阿白來卡第三天就對失重適應了,並開始執行分派給他的任務;但是,彼洪直到它的飛行結束,感覺還不太好。這意味著有機組織對失重的適應不單與前庭器官有關。其他還有什麼重要因素將來的研究會幫助解決。
在宇宙1667飛行期間,科學家記錄並評估了前庭器官功能的定量變化。他們獲得流入大腦和流出大腦的血流關係的直接信息。類似的研究在宇宙1887生物衛星上也進行過。它搭載猴子焦曼和婭沙,不過這時的研究計劃更廣泛。除猴子外,生物衛星還搭載果蠅,魚,兩棲動物,水藻,細菌,單細胞組織,高等植物,蚯蚓以及飛蟲(直翅目類昆蟲)的卵。通過生物衛星進行的另一研究項目是人體輻射安全研究。科學家們正在研究宇宙射線的特征,宇宙射線對物體單細胞結構的效應。這將幫助改進航天站及飛船上的輻射監督方法並研究輻射防護係統。通過生物衛星獲得的主要發現成果使人能排除空間因素對其組織的令人討厭的效應,這些因素仍然是廣泛向宇宙空間滲透的障礙。航天員飛行中的印象廣闊無垠的宇宙,自古至今都充滿著神秘的色彩。飛向太空領略一下空間的奧秘,肯定是每一個人所向往的。那麼,還是先了解一下航天員在太空的直覺吧!凡是到太空去過的航天員都說,即使是一個簡短的軌道飛行,也會令他們終身難忘。人在太空看到的現象在地球上是無法想象的。例如,在太空日與夜快速交替。航天員環繞地球隻一小時半,這意味著航天員每天可以16次看到太陽升起。這裏是航天員維西萬斯特亞諾夫的描述:“當飛船在地球背影部分並逐漸迫近到白晝與黑夜之間的分界線時,使可看到黎明時的彩色。首先看到深紅新月狀。然後它上麵的空間快速變亮,深紅色擴大並成為桔紅色和黃色。空間破曉時的主彩色光譜開始形成。出現了白晝和黑藍色,然後是紫色,深紫色及其以後的近似黑色的黑影部分。這時能看到天空的星星。“尤利格拉次可夫說:“地球的彩色光譜,北極地區的冰和赤道上的夏季是不相同的。你可觀察到密林光亮的綠色,地球顛峰的白雪和藍色的海洋,整個彩色使你眩目。看到的一切是一幅令人陶醉的不能不讚賞的地球奇異的自然圖景。“斯薩維茨卡婭指出:“地球,不僅亮的一邊,背影的一邊也極其漂亮動人。當飛船處在地球背影部分,我們在飛船艙外的開放空間度過了一些時候。有兩件事給我留下了不可磨滅的印象:多雲的地雷暴轟鳴;在黑暗背景襯托下電光閃爍和彩色狂舞,確是像夢幻般的仙境。各種燦爛的效應展現地球自然界充滿了魔幻。“