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生,在太空 活,在空间站

淮河晨刊 2018-01-12 12:59 大字

极其真实的空间站

电影《异星觉醒》海报

去年5月份在国内上映的电影《异星觉醒》,是为数不多的外太空题材影片。电影聚集了非常强大的卡司阵容,有以“死侍”一角被人们所熟知的“小贱贱”瑞安·雷诺兹,“波斯王子”的扮演者杰克·吉伦哈尔,还有日本著名演员真田广之。导演丹尼尔·伊斯皮洛萨以不足5500万美元的制作成本,为人们奉献了一部高质量的以太空题材为背景的科幻惊悚片,《华盛顿邮报》《华尔街日报》《名利场》等知名媒体均给予了电影较高的评价。

实际上,电影主要讲述的故事并不复杂,人类为了探索火星而发射了“朝圣者”太空舱,它成功的从火星上取得了土壤样本,并返回国际空间站。科学家在对土壤样本进行分析的时候,发现了土壤中竟然存在着处于休眠状态的单细胞生物,这也就意味着火星上存在生命体。在空间站实验室的支持下,科学家成功激活了这个来自火星的生命体。它不断长大,成功地挣脱了实验室的束缚,最后将空间站里面的宇航员逐一杀死。影片秉承太空电影一贯的套路,即一个问题的出现和解决会引发另一个问题,以“多米诺骨牌”的形式来展开叙事。在保持紧张刺激的剧情节奏的同时,该片在场景的设计上也十分考究,剧组在地面斥巨资搭建了拟真摄影棚,真实重建了空间站里的工作环境,每一个细节都做得很到位,经得起推敲。看到布满仪表和屏幕的空间站舱壁,看到舷窗外壮丽的蓝色星球,相信每个人心中都会充满对外太空的向往。人类要探索外太空离不开航天科技的支持,正所谓外行看热闹内行看门道,今天我们就一起去看看《异星觉醒》中所展示的航天科技。

影片伊始,映入观众眼帘的便是身形巨大的国际空间站,这是迄今为止人类所建造的最大的航天飞行器。2011年12月,国际空间站的最后一个组件发射升空,并成功完成了组装工作,标志着这个自1993年就开始实施的国际太空探索工程的建设阶段圆满结束。18年间,俄罗斯,美国,日本,欧盟等世界16个国家通力协作,将13个功能各异的舱段送入太空,共同构成了国际空间站。装配完成的国际空间站长110米,宽88米,大致与一个足球场的面积相当,总重量达到了惊人的400吨,可长期供6名宇航员生活,这也是为什么我们在影片中看到了6位来自不同国家的宇航员。

国际空间站上颜值最高部分莫过于“穹顶舱”,它由意大利设计并制造,于2010年2月18日发射升空。这个正六棱台状的装置具有极高的辨识度,它的6个侧面均由玻璃构成,顶部也是一个圆形的天窗,因此具有绝佳的视野,许多太空照片都是在这个地方拍摄的,故“穹顶舱”也被称为“宇航员的观景台”。这个漂亮的观察台起初被安装在一号节点舱上,但是很快就被移至三号节点舱上,迄今仍在三号节点舱上服役。就这点来看,影片开头的探测器抓捕任务的指挥中心正在三号舱上,该舱又称“宁静号节点舱”,由欧洲阿莱尼亚宇航公司制造,搭载了最先进的生命维持系统。

国际空间站运行在距离地面350千米左右的高度,以每秒8千米的速度围绕着地球运行,90分钟既可环绕地球一圈。由于受到稀薄大气阻力的影响,空间站平均每日要损失65米的轨道高度,也就是说每过24小时,空间站就要往下掉65米。因此每隔一段时间,在空间站生活的宇航员们就要启动飞船发动机,把空间站向上推,维持空间站的高度,避免它坠入大气层而烧毁。这一点在影片中也有所展示,遭遇探测器撞击的空间站偏离了原有的运行轨道,宇航员们立刻启动了发动机,对其轨道进行修正。有人会说,为什么不将空间站发射到更高的地方去呢?高度越高,空气越稀薄阻力越小,维持轨道高度就更容易嘛。但高处还有一道关——强辐射带。宇宙中充满了粒子和辐射,地球因为有磁场的存在,可以将大部分宇宙粒子和辐射的运行轨道改变,因此500千米以下的高层大气空间是相对安全的,这对于航天器和宇航员的安全来说意义重大。另外,空间站是太空的实验室和工作场所,需要飞船频繁往返运送补给,宇航员也要定期换班,老在天上飘着也不是个事。假如把空间站的轨道高度提高,航天飞机和货运飞船就需要更大推力的火箭才能将其送至空间站的轨道和它对接,这样一来无论是从技术角度还是经济角度考虑,空间站的建造难度都会成倍增加。

影片中的男主角大卫,在空间站里生活了足足473天,很多人可能觉得这很不可思议,我们一般都只听过持续数天或者是数周的太空航程。2016年10月17日,我国“神舟”11号载人飞船发射,两名航天员在太空中总计生活了33天,这是迄今为止,中国航天员执行时间最长的航天任务。473天,足足是咱们的14倍。而现实世界中,太空最长生存纪录是由俄罗斯宇航员瓦雷里·玻利雅可夫保持的,这个哥们从1994年1月份进入“和平号”空间站,1995年3月份才返回地球,共计在“和平”号空间站上待了近438天,他也因此成为了单次太空飞行持续时间最长的人。居住在太空整整一年多,的确很不可思议。

影片后半部分,当空间站受到撞击,导致空间站里的生命维持系统无法正常运作,空间站中的环境迅速发生了改变。太空中的环境接近真空,没有气体,没有气压,平均温度为零下270.3度,没有空间站和航天服的保护,人体暴露在太空中,大约15秒就会失去知觉。由此可见空间站除了提供人体必需的气压和氧气以外,还要控制舱内温度和湿度。空间站里的温度控制主要基于两大方面,一是隔热,二是散热。在空间站中舱壁内敷设有保温和隔热作用的夹层,可以有效将太阳辐射的热量挡在舱外,防止站内温度过高。散热就比较主动,在空间站外有着大面积的板状物,其中颜色较深的是太阳能电池板,负责为空间站供电。稍小且呈银白色的就是散热装置了,空间站内铺设有复杂的散热管线,负责把多余的热量从设备中带出来,在散热器端排出。影片中由于受到巨大的撞击,隔热层失效,太阳能电池板和散热器都已经损坏,散热管路也处于失能状态,因此舱内的温度下降十分迅速。氧气含量也在不断降低,男女主角拿出了应急氧烛,来维持自己的呼吸。影片中氧烛的样子很科幻。实际上,作为一种化学氧源真实的氧烛并不像影片中是那种棒状的装置,样子类似于一个小饭盒,里面装有氯酸钠和火帽,撞击火帽即可点燃氯酸钠,释放氧气,一根氧烛可以供100个人呼吸一个小时。

虽然结局有些“腹黑”,但整体上讲,《异星觉醒》是一部相当不错的太空影片,其对太空环境和空间站生活的描绘,真实而准确。宇宙中是否存在着其他的生命,是人类永恒的探索话题,而人类科技水平的不断进步为我们探索宇宙打下了坚实的基础,随着时间的推移,我们会发现前人没有发现过的星系,踏上前人不曾到达过的星球,探索宇宙,我们永远在路上。

摘自《航空知识》

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