■桂海潮是我国首位戴眼镜执飞航天员,近视也可以“飞天”吗?是否会影响航天任务?
曲伟:随着我国航天事业的发展,航天员的选拔条件根据任务不同,越来越科学,近视眼飞天已经不是问题。从视频中可以看到,载荷专家桂海潮在天宫中佩戴眼镜执行任务,是我国首位戴着框架眼镜执行飞行任务的航天员。
作为载荷专家,桂海潮在身体要求上和其他航天员不完全一样。在“天宫”工作时,对视力的要求不用太高,戴眼镜没有问题。但是在上升段、再入段飞行时,火箭有震动,航天员还要承受很大的过载。如果此时戴眼镜,眼镜可能会戴不牢,可能与所戴面窗发生摩擦或碰撞,因此不宜戴眼镜。
■航天员在选拔方面有哪些标准?
曲伟:载人航天活动具有环境特殊、任务艰巨、危险性大等特点,需克服失重、超重、高温、低温、低压、辐射、震动、缺氧、噪声等一系列困难,因此,对航天员的生理条件、心理素质要求超级高,否则难以完成航天任务。
航天员选拔条件苛刻,可以说是“万里挑一”。从网上可以找到我国航天员选拔的标准,有7条,包括年龄25-35岁;身高1.60-1.72米;体重55-70公斤;婚姻状况:男性需已婚,女性需已婚且生育;选拔范围:空军强击机或歼击机飞行员;飞行时长600小时以上等。
看到这7个条件,有网友评说,“选拔条件太苛刻,只有仰望的份儿”。要成为航天员,首先要有良好的身体素质、心理素质。即便是被录取,“预备航天员”也要经过长期、规定时间“魔鬼训练”的考验,才可能获得上太空执行任务的宝贵机会。
■2012年6月16日,神舟九号载人飞船顺利飞上太空。这次飞船里首次出现了中国女性航天员。在选拔上,对女航天员有什么要求?相比男航天员,有没有什么优势?
曲伟:在航天员选拔中,女航天员受到关注。目前还没有专门针对女航天员的选拔和训练标准。我国女航天员王亚平曾说,“太空不会因为你是女性而改变它的环境。”
在太空中工作,女航天员在一些方面的优势明显,比如:在太空失重环境中,体内铁的含量和产生的废物也较低,不易出现血栓、铁中毒、心律失常等问题;在生理构造方面,女性身材苗条,便于活动;在心理素质方面,女性的心理素质更稳定。
当然,女航天员也有劣势。女性进行航天训练、进入太空飞行困难更多。在统计意义上,女性的平均体力只有男性的2/3。
目前,航天员这个职业的女性还很少。因为在航天员选拔和训练时,没有因为性别不同而区别对待,所以女性很难在选拔标准方面具有优势。
基于对女性身体健康问题的考虑,各国都会尽量多派男性航天员进入太空执行业务。但是女航天员可为乘组带来活力,男女一起工作可使双方配合顺畅,积极主动,工作效率高,错误率少。男女航天员组合有助于航天员工作减压、身心保持健康。
■航天员长期在太空中生活,会对他们产生什么影响?
曲伟:长期在太空中工作,航天员身体也有可能得一些疾病,例如,心理功能障碍、肌肉萎缩、骨质疏松等。长时间在太空中工作的航天员,肌肉所做功大大减少,因而会出现肌肉的“废用性”变化。
据估算,受太空微重力环境的影响,如果航天员全身的肌肉得不到锻炼,10天就会萎缩约10%-20%的肌肉。在地面上,人体已经适应了地球重力的环境。进入太空后,航天员的身体会发生适应性变化,身体需重新调节来适应新环境。在太空中如果不锻炼,会出现不同程度的“驼鸟腿”现象。表现是,看起来身体很壮、庞大,但双腿纤细,这是腿部肌肉萎缩的典型表现。
解决太空中肌肉萎缩和骨质密度降低的办法是加强营养摄入和锻炼,这和地面上是一样的。空间站还为航天员提供了跑步机等健身器材。航天员进入太空后,每天的锻炼量为2个小时左右,会极大地阻碍肌肉萎缩进程。
■据我们了解,航天员在太空3天才洗一次澡?
曲伟:没错,在太空中,航天员一般3天洗一次澡,但是和地面沐浴不同,准确地说是“擦澡”。航天员有专门的洗浴间,可以用海绵或特制毛巾完成“擦澡”,简单有效。这不仅是因为资源紧张,也是出于安全性的考虑。
在地面,一般洗一次澡至少要消耗十几到几十升水,而泡个澡则很可能要一二百升水。像在地面一样进行太空洗澡,无论是想象中的泡澡,还是淋浴,都是很不经济、也不可行的事。
因为将水从地面运至太空,十分昂贵。其次,洗澡涉及的水循环系统会占用空间,维护成本也非常可观,得不偿失。同时,水在失重状态下,扰动后会飘散,会造成卫生和安全问题。
在太空中淋浴洗澡也是十分不靠谱的。电影《太空旅客》中,太空飞船出现了问题。在失去人工重力后,“大表姐”差点被淹死在从太空泳池飘起来的水中。而现实情况可能比这更加危险。早时飞天洗澡时,航天员有时还要戴上呼吸罩和护目罩。
目前,在太空“擦澡”“揉搓”的方式已经是通用做法。
据调查统计,所有航天员在回到地面之后最想做的事情就是好好地去泡个澡,而这在太空却是奢侈之事。
■这样看来,刷牙也是麻烦的事情?
曲伟:在太空失重的环境中,悬浮的水珠容易被吸入肺中,造成窒息。为了防止水和牙膏泡沫乱跑,太空专用牙膏是可食用的食品级。
早期航天员用口香糖来清洁牙齿。现在,航天员在太空洗漱时,将专用牙膏挤在牙刷上,正常刷牙之后,吸入水漱口,可将牙膏沫直接吞进腹腔,感觉不好的话,也可将牙膏沫用毛巾裹走。
太空无小事,太空中刷牙这种小事也经过了精心思考,并作出了妥善安排。
■我们看到,航天员在出舱时都要穿着厚重的航天服,这身衣服有什么特殊之处?
曲伟:航天服是太空行走的必需装备,它是针对太空严酷恶劣的环境专门设计的生命保障系统。任何一套航天服都可称为“小型人体航天器”。
航天服集合了多种高科技成果,堪称世界上最复杂精密的设备。各国的航天服结构类似,大致有六层,主要包括特殊的抗静电贴身舒适防护层、特殊橡胶制成的备用气密层、主气密层、聚酯织物或其他特殊织物制成的限制层、气密隔热层和最外部保护层。航天服整个生产过程需要近50道工序,早期的组装过程就需要近半年的时间,任何一个部件都体现了人类现有科技的最高水平。
我国研制的飞天系列舱外航天服净重近240斤,使用寿命为5年,每次使用时间可达8小时,建议使用次数15次,共120小时使用时间,可以帮助航天员在空间站舱外或外太空执行各种任务。
由于太空是一个高真空的环境,若航天员不穿航天服,全身大面积暴露在太空环境,体液也会沸腾,导致身体膨胀,寿命可能只维持“秒的量级”。航天员会瞬间失去知觉,成为冰雕。同时,航天服的可靠性、安全性等也是不容忽视的。曾经有一位出舱工作的航天员,由于航天服出了漏水问题,其实漏水量并不多,但因为失重,差点被淹死在航天服里。
■航天技术能转化为哪些民用技术?
曲伟:几十年来,航天技术转化为民用的例子不胜枚举。
全球定位系统、冷冻脱水蔬菜技术、纸尿裤、防划痕眼镜、鼠标、红外测温仪、记忆泡沫床、地面防滑槽、气垫鞋、CT及核磁共振、净水器、笔记本电脑、微波炉、充气船、无线耳机、安全气囊、烟雾探测器、防火服、翻译机、配方奶粉、无绳吸尘器、植物生长LED灯、数码相机、温度调节服……均起源于航天。
以“冷冻脱水蔬菜技术”为例,航天飞行需要有营养、轻便、能长久储存的食品。NASA开发了“冷冻脱水蔬菜技术”。将食物煮熟,然后在零下40摄氏度快速地将食物中所含水分变成冰晶,然后将冰晶在真空中升华、蒸发,从而食物就消除了水分。
利用这项技术可以让食物在不冷藏地情况下长时间保存,同时保留其98%的营养价值,而重量仅为原来的20%。方便面中的蔬菜包就是这样制成的。