露西德

1943年,香农露西德出生于中国上海,父亲是美国人。她自幼就梦想当火箭科学家。在太空逗留最久的女士。1996年3月22日,美国宇航员、生物化学家香农露西德(当时已53岁),乘坐“亚特兰蒂斯”号航天飞机进入太空,在“和平”号太空站同两名俄罗斯宇航员一起从事研究工作。她在那里生活了188天,同年9月26日返航,在“和平”号空间站上创造了连续逗留188天的女子太空飞行记录。

露西德1994年开始参加航天飞机/和平号计划。那时她已是美国航宇局的一位有着15年飞行经验的宇航员了,曾乘航天飞机飞行过4次。一个星期五的下午,露西德接到了美国航宇局宇航员办公室主任罗伯特金普森的电话,问她是否对用全部时间学习俄语,以便为去俄罗斯接受飞赴和平号的训练作准备感兴趣。露西德立即做出了肯定的回答。但金普森为她的热情泼冷水说,目前,她只是被派去学俄语。也就是说,她不一定能去俄罗 斯,更不用说飞往和平号了。但是飞往和平号的可能性是存在的,然而学习俄语需要时日,他劝露西德应对此事慎重考虑。

放下电话,露西德开始认真考虑要面对的事实。如果能够成行,此时距上天只有不到一年半的时间。她必须首先在这段时间内,熟练地掌握完全陌生的俄语,不仅要能够与在轨伙伴交流,还要接受在俄罗斯进行的任务培训;熟知和平号和联盟号飞船的系统配置和操作方法;熟悉她所乘坐的航天飞机的飞行任务;另外,还要学习在空间站进行的一系列实验的方法。

露西德面临的任务可以说是十分艰巨的,那么,她为什么渴望在和平号上生活和工作呢?从大的范围来说,当然,首先是科学研究。空间站可以为科学家们提供长时间的、几乎不存在任何引力的微重力环境,而在地球上却难以找到类似环境。这也是那么多国家联合起来共同建造国际空间站的原因。其次,人类连续空间飞行的经验可以帮助人们确定在人类飞向其它星球时会需要些什么。

从个人角度而言,露西德把飞往和平号视作一个可以同时满足她飞行和在实验室工作两大爱好的良机。露西?0岁时就拿到了飞行执照,并且一直在从事飞行。在成为宇航员之前,她是位生化学家,并于1973年获得俄克拉荷马大学哲学博士学位。对一位喜欢飞行的科学家来说,有什么能比在每小时绕地球飞转27000公里的实验室内工作更让人激动呢?露西德在做她最不愿做的事蹬脚踏车锻炼  在美国接受了3个月的语言强化训练后,1995年1月露西德来到俄罗斯星城宇航员培训中心接受培训。当时正是莫斯科的严冬。每天早晨,露西德5点钟就起床开始学习。从住处走向教室的时候,她总是小心翼翼。她知道,如果在冰面上走错了一步,就有可能把腿跌折,那么她飞向和平号的梦想也就会成为泡影。露西德每天的大部分时间都用来在教室学习用俄语讲授的和平号和联盟号的知识。晚上,还要继续阅读用俄语写成的技术手册,直到午夜,精疲力竭的露西德才得以上床休息。

这是露西德一生中工作最紧张的阶段。相比之下,想当初她边读书边抚养孩子所遇到的困难真是微不足道。

1996年2月,露西德通过了所有体格和技术考核,俄罗斯空间飞行委员会批准她为和平号机组人员。之后,她来到拜科努尔发射场,目送她的两名俄罗斯伙伴乘联盟号飞往和平号。接着,露西德回到美国,为编号STS-76的航天飞机飞行进行为期3周的训练。1996年3 月22日,露西德乘亚特兰蒂斯号航天飞机从肯尼迪航天中心升空。三天后,航天飞机与和平号对接,露西德正式加入空间站机组,开始了预计4个半月的空间站生活。

到达和平号头几天,露西德的任务主要是熟悉两位俄罗斯同伴和空间站的布局。和平号空间站是一个采用模块式设计、分段建成的多用途永久性载人航天系统。它的第一部分是于1986年2月发射的基础舱。在基础舱的一端对接着于1987年发射的量子1号舱,在基础舱的另一端是过渡节点舱。犹如住房的门厅,过渡节点舱呈球形,上面有6个舱门。它的侧翼对接部件上对接有量子2号舱舱(1989年)、晶体舱(舱1990年)和光谱舱(1995年)。在露西德在和平号上停留期间俄罗斯又送上来自然舱(1996)。她所有的大多数实验设备都安装在自然舱里。晚上她睡在光谱舱,大部分个人物品也放在该舱内。露西德用于上下班的时间非常短,只需几秒钟,她就可以从一个舱飞到另一个舱。两名俄罗斯宇航员在基础舱内休息。

和平号采用莫斯科时间。机组人员之间的交谈全部用俄语进行。宇航员们每天早晨8点钟起床,20分钟盥洗和穿戴完毕后的第一件事就是戴上耳机与地面飞行控制人员联系。与航天飞机利用一对通信卫星随时与地面保持联系不同,和平号利用地面通信设施,每隔90分钟,即当和平号飞越地面站上空时宇航员方能与地面控制人员通话,每次历时约10分钟。如果地面人员需要和宇航员们交谈,指令长希望每个人每次都能与地面通话。每天早晨的这次例行通话效果很好,因为它可以使宇航员们在一天中得到暂时放松。在与飞行控制人员通话前后宇航员们会聚集在基础舱内,颇有聚会的意味。

每天与地面首次通话结束后,宇航员们开始早餐。对露西德来说,作为和平号的机组人员,最愉快的事情之一就是与同伴们漂浮在位于基础舱的餐桌旁一同进餐。在飞行前,露西德曾担心由于食物单调而没有食欲,但实际情况却恰恰相反。虽然吃的是美国和俄罗斯生产的临时注入热水的脱水食品,但宇航员们尝试着通过把不同的食品包装重新组合,往往会“烹调”出新口味的食品。每个人都有自己喜欢的口味并且会彼此互相推荐。早餐,露西德通常喜欢喝一袋俄罗斯红菜汤或蔬菜汤以及一袋果汁。午餐或晚餐,露西德喜欢吃俄罗斯口味的肉和土豆。而俄罗斯宇航员则喜欢不论吃什么都要抹上美国的蛋黄酱。

每天,宇航员们按照详细安排的时间表工作,俄罗斯宇航员称该时间表为“FORM 24”。俄罗斯宇航员通常把大部分精力放在和平号系统的维修上。露西德则为美国航宇局进行各种实验。为了防止肌肉在失重状态下萎缩,每天午饭前,宇航员们都要进行锻炼。和平号上装有原地跑步仪和自行车测力器等健身设备。俄罗斯生理学家为宇航员们编排了3套健身操,每套45分钟,每天作一套,3天为一个循环。做完操后,再根据情况进行原地跑步锻炼。锻炼时要加上橡皮带以增加宇航员们感觉不到的重力。在飞行将要结束时,露西德发现她需要进行更多的训练,每天她会多跑几公里。每日的锻炼既艰苦又单调,是露西德在和平号空间站上最不喜欢的事情。这是因为,首先,它太艰苦了。宇航员们要先戴上背带并把它与跑步仪上的橡皮带连接起来。再者,它太单调了。跑步仪噪音很大,跑步的时候根本无法交谈。于是跑步的时候,露西德只好听随身听录音机,但不久她就发现犯了一个大错误,她带来的磁带只有很少一部分是快节奏的。幸运的是,和平号上有很多磁带,在6个月期间,她把大部分磁带都用上了。

训练结束后是午餐时间。下午宇航员们仍要继续各自的工作。傍晚时,他们往往会聚在一起喝杯茶。晚餐则安排在较晚的时候才吃。晚饭后,一天的规定任务就算全部完成了,但宇航员们仍有许多“家务”要作:收集垃圾、准备食物、擦试凝结在冰冷物体表面的水珠等等。杂乱和拥挤是和平号上的一大难题。每隔两三个月,进步号货运飞船会为和平号送来新的补给。宇航员们先卸下补给品,再把生活垃圾放进已经腾空的进步号上。已用过的科学仪器也应该清理出和平号,但由于进步号空间太小,许多仪器无法带走,因此,空间站上显得很拥挤。

晚餐后,地面控制人员向和平号发出第二天的工作安排指示。在晚上10点到11点和平号与地面进行一天中最后一次通信联络之前,如果有时间,宇航员们会在一起喝茶或吃些甜点之类的食品。最后一次通话后,宇航员们互道晚安,到各自的就寝区休息。露西德漂进光谱舱,打开睡袋,并把它系在扶拦上。睡前露西德会看看书,用自己的计算机给家里写信。空间站上的一个无线电装置会把这些信传给地面控制人员,再由他们通过E-MAIL传到露西德的家中。午夜时分露西德关灯睡觉,并且总是一觉睡到起床铃声响起。

和平号上的日常工作鲜有变化,但并不千篇一律,那段时间,露西德真是生活在科学家的梦境中。在和平号上,她拥有自己的实验室,一天的大部分时间都用来进行独立的实验工作。当一个实验变得索然无味时,就开始利用新设备进行另一个领域内的实验。身在俄罗斯飞行控制中心的美国航宇局地面控制人员每天与她至少通话一次,及时向她通告实验项目主持人美国、加拿大科学家们对实验工作的意见。有时,当露西德开始实验时,安排项目主持人旁听,这样他们就可以随时回答露西德可能提出的问题。

在实验中,露西德的任务是按程序操作。实验中获得的数据和样品由航天飞机送回地面,供研究人员进行分析。露西德的工作再一次有力地证明了载人空间研究工作的重要性。在某些实验中,露西德会观察到录像机或照相机可能错过的细微变化。她对每项实验涉及的知识都很精通,所以往往能在现场检验实验结果,还会根据需要调整实验程序。露西德及同伴还常常修复发生故障的实验仪器。在露西德进行的28项实验中,只有一项实验由于仪器出现了不可修复的故障而没有得到结果。

露西德在和平号空间站上进行的第一项实验是观察受精鹌鹑蛋胚胎的发育状况。这些蛋是用航天飞机送到和平号上的。一到空间站,它们就被放进培育箱内。在以后的16天内,露西德把这3 0个卵从培育箱内一个一个地拿到4-的伸甲醛溶液中,以固定发育过程中的胚胎,留待日后进行分析。图5如此神秘的地方原来这样杂乱无章  这个实验说起来似乎很简单,但在微重力环境下却颇费周折。美国航宇局和俄罗斯安全规则都要求固定液至少要有三层包装,这是因为,哪怕只有一滴溶液泄漏,都可能飘进宇航员的眼睛或引起严重的火灾。为了把受精鹌鹑蛋胚胎放进固定液并把它们打开,美国航宇局阿姆斯研究中心的技术人员专门设计了一个由多个装有安全装置的透明袋子组成的系统。另外,整个实验是在一个较大的袋子中进行的,袋子表面配有一副手套,这样,露西德不打开袋子就可以把手伸进去操作。

阿姆斯研究中心和其他几个大学的研究人员对受精鹌鹑蛋胚胎进行了分析,他们发现,和平号上胚胎的死亡率为13-,比在地面孵化高出4倍。这是因为空间站上的温度和放射程度都较高的原因。和平号上接受的平均辐射量相当于每天在地面接受8次X光透视。美国航宇局的科学家认为,如果一名宇航员在轨道上停留上几年,就会增加致癌的风险。

露西德还参加了在光谱舱的温室中进行的小麦生长实验。科学家们想要了解小麦在微重力环境下是怎样生长和成熟的。这个实验具有十分重要的潜在应用价值:正在生长的植物可为长期空间飞行提供氧气和食物。露西德把小麦种子种在有吸收能力的颗粒状沸石生长床上。在小麦生长过程中,用计算机程序控制光照时间和湿度。宇航员们每天为小麦照相并监视其生长状况。在规定的时间内,宇航员们把少量正在生长的小麦收割下来,放进固定液中,用于日后在地面进行分析。在播种大约40天后的一个晚上,露西德注意到小麦开始抽穗了,她激动得大喊起来,招呼另两名宇航员来看。可惜的是,没等到小麦成熟,露西德就返回了地面。几个月后,另一名美国宇航员把300多束麦穗带回地面。遗憾的是,科学家们发现这些麦穗全都是空的。他们怀疑,空间站环境中乙烯含量过低可能会影响花粉的传授。后来在类似的一次实验中,宇航员们成功地解决了授粉问题。图6露西德在操作特制的孵化箱  空间站的微重力环境还为流体物理学和材料科学实验提供了一个极好的平台。但是空间站本身存在着振动,虽然这种振动很小,小到甚至难以察觉,但却会影响高敏感性实验。机组人员的活动和空气流动也会形成振动。为避免振动影响实验效果,宇航员们把实验设备放在由加拿大空间局建造的微重力隔离装置中。这个装置的顶端可借助电磁场自由地浮动。

在对微重力隔离装置进行了检查之后,露西德利用它进行了金属熔化-扩散实验。她把金属样品放进一个专门设计的熔化炉中,让不同的金属液体扩散到各个试管中去,之后慢慢地冷却。研究人员想要确定在没有对流影响的情况下,熔化了的金属是怎样扩散的。在微重力环境中,冷、热液体或气体之间不存在对流现象。对实验结果的分析表明,在空间环境中金属的扩散速度比在地球上慢得多。在这项实验中,熔化炉内的一个支架发生了变形,这会影响到实验的完成。但俄罗斯飞行工程师手到病除,轻而易举地修复了支架。如果在无人飞行器上进行实验,要进行类似的修复是不可能的。

在和平号上所做的实验为未来国际空间站的工程设计提供了有价值的数据。例如,露西德进行的流休物理学实验结果有助于未来空间站通风和生命保障系统的设计;微重力环境中火焰如何扩散的研究可能会导致空间站上消防措施的改进。类似的事例不胜枚举。

露西德在飞行中进行了一系列对地观测。科学家们请求美国航宇局拍摄不同季节、不同光照下的地球照片。海洋学家、地理学家和气象学家可把这些照片用于他们各自领域的研究中。露西德经常用照相机通过光谱2号舱的观测窗口拍摄照片。她发现,与航天飞机的短期飞行不同,在空间站上6个月的飞行中,她可以看到地球表面四季的变化。3月底她刚到和平号时,北半球高纬度地区还覆盖着冰雪。几周后,她看到冰雪开始融化,海面上漂浮着巨大的冰块。仿佛是一夜之间,北半球的春天就来到了,到处是一片绿色。

露西德还观察到了地球表面发生的不寻常事件。一天,当空间站飞越蒙古时,露西德看到了滚滚浓烟,好像整个国家都着了火。于是,她向地面人员报告了这一信息。几天之后,蒙古境内发生大面积森林火灾的消息得到了蒙古官方的证实。

露西德认为,在长时间载人空间飞行中,最需要考虑的不是航天器的技术问题,而是机组人员的组成。露西德这次和平号飞行之所以成功的原因就是她与她的两位俄罗斯伙伴相处得非常融洽。而他们三人语言、性别和文化背景各异,本来是很容易彼此隔阂的。这是很值得庆幸的。露西德的俄罗斯同伴总是让露西德加入到他们的谈话中。只要条件允许,他们总是一道工作。如果谁犯了错误,他们从不互相指责,而是抱着理解的态度加以改正,然后把它忘掉。最重要的是3个人常常一起开怀大笑。

俄罗斯宇航员的出色能力是使露西德总是感到很安全的原因之一。露西德来到和平号时,该站已经在轨运行了10年,是设计寿命的两倍。与航天飞机不同,和平号 不能运回地球修理,所以俄罗斯宇航员要接受维持空间站正常运行的训练。和平号 上的宇航员会更换发生故障的部件,并监视对生命保障至关重要的系统。不久,露西德就发现她的同伴们几乎能修理任何部件。在和平号上储备着很多备件,而且有的部件在需要的时候会由进步号 货运飞船送上站来。

和平号 上的机组人员对大多数故障有充分的反应时间。这与航天飞机有很大差别。因为航天飞机是宇航员们返回地面的唯一途径,所以一旦航天飞机发生了硬件故障,会立刻引起注意。如果机上一个重要设备失灵,要立即修复或提前结束飞行。但空间站则不同,站上有一艘救生飞船:至少有一艘联盟号 飞船总是停靠在站上。如果硬件发生了故障,并不会危及到机组人员安全返回地面。只要空间站的居住条件不被破坏,机组人员就会分析发生了什么,通过与控制人员通话修正故障或者找出问题。只有在空间站内着火或压力迅速下降两种情况下,和平号 上的机组乘员才必须采取紧急措施。这两种情况都曾于1997年发生,那时,露西德已离开了空间站。但是机组人员很快修复了故障。

露西德的和平号 之行原定在1996年8月结束,但她返回时乘坐的航天飞机由于技术原因推迟6 周起飞。因此她在空间站上的停留时间也相应延长。当她得知这一消息时,她的第一个想法就是 “噢,这不等于我还要在跑步机上再跑一个半月吗?”但事实摆在眼前,她也不得不坚持下去。由于这一推迟,当新一组俄罗斯机组人员乘联盟号 来替换她最初的两位伙伴时,她仍然留在和平号 上。最后,1996年9月26日露西德乘亚特兰蒂斯号航天飞机回到地面。她的这次飞行历时188天,创造了美国宇航员空间飞行时间最长的纪录。

谈到这次和平号飞行的体会,露西德觉得航天飞机/和平号 飞行计划可为国际空间站提供一些可以借鉴的经验。首先,宇航员的选择非常重要。如果机组人员不能一起愉快地工作,这种飞行是很可怕的。第二,航天飞机和空间站的飞行时间差别很大,就像100米短跑与马拉松一样。在一次典型的为期14天的航天飞机飞行中,美国航宇局的地面控制人员把宇航员每时每刻的时间都安排满任务。而对待长时间飞行的宇航员必须更像对待在地面实验室工作的科学家那样。一天中他们有权控制自己的一部分时间。

同样,当航天飞机的机组人员为一次科学飞行接受培训时,他们要练习每一个程序,直到甚至不用考虑就能够完成的地步。为国际空间站培养宇航员时就需要有所不同。当一名宇航员在长期飞行中开始一项新的实验时,距他学习实验程序的时间可能已经过去了6个月或更长时间了。因此,他还要重新熟悉实验程序。他们应该多进行技能培训,而不是各个具体的程序。而且,长期空间飞行还要求宇航员成为地面研究人员的主动合作伙伴。进行实验的宇航员应对相关的科学知识有所了解,并且能够就怎样进行实验做出判断。一名能够在专业上参与实验的机组人员是一名快乐的机组人员。

6个月的空间飞行结束了,但露西德对飞行中发生的一切仍历历在目。她常常想起一件飞行中对她触动最大的事。那是一个晚上,晚餐之后露西德与两个异国伙伴飘浮在桌旁一边喝茶、吃点心,一边讲述着各自童年的故障。不一会儿,大家就意识到在他们的成长过程中都曾面临过同样的恐惧:美国与苏联之间的战争。

学生时代露西德一直生活在对苏联的恐惧之中,她和她的同学们在教室内进行躲避炮弹的演习,所有的人都躲在桌子下面,而不用问为什么。同样,那时的苏联少年也总是担心美国的炮弹或导弹会在一瞬间摧毁他们的家园。讲述完各自童年的故事之后,三名来自几年前还剑拔驽张的两个敌对国度的宇航员十分庆幸他们曾经担心的事情最终并没有发生。更让他们高兴的是,现在两个国家化剑为犁,它们的宇航员正和谐而友好地生活在空间站上。

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