第一章航空航天(4)
太空如廁
失重作祟,不放過小事。
失重將大小便這樣的尋常事變得非常困難,以地麵上的方式進行是絕對不行的,那樣屎尿飄飛起來,怎樣了得!
載人航天初期,多為男航天員,可將尿液直接撒進尿袋中,然後封起來,大便時,將便袋口套在臀部上,再用膠布粘連。
後來有了女航天員,怎麼辦?這確實使航天科技工作者費了一番腦筋。美國航宇局為在航天飛機上設置男女都適用的馬桶,對婦女的小便過程進行了深入細微的研究。研製了男女共用的太空馬桶。不過,男人就被女性化,需要蹲坐著小便了。
大小便時,將臀部坐在便座上,馬桶蓋自動打開,然後將固定帶係在腰間,以防止身體飄浮,為保險起見,在馬桶的一邊還設有把手。小便經導管被吸走,大便則經吸嘴由空氣吸走。在把手的下方有一個控製杆,扭動控製杆可調節吸嘴的空氣流量,部分糞便進入樣品收集袋,經冷凍貯存,最後帶回地麵,供化驗研究之用。屎尿的臭氣經過濾器排除。
便後起身,馬桶蓋自動封閉,裏麵形成真空,糞便迅速幹燥,固體部份定期拋到艙外,讓其進入大氣層中燒毀,液體部份經再處理後作為非飲用水使用。
太空刷牙洗臉
在地麵上,刷牙、剃須、洗臉等是易於反掌的小事,但在失重環境中,是無法像地麵上一樣刷牙的,那樣,在牙刷的擺動中,水和牙膏泡沫會飛濺起來,汙染空氣,損壞儀器設備。同時,聚集在口鼻周圍的牙膏泡沫還會影響呼吸。一般隻能用潔牙紙或布擦牙,用牙線剔牙,或許還有其它更好的辦法?如像嚼口香糖一樣嚼帶潔齒劑的膠體。
在失重環境中剃須和理發更不隨意,必須使用能自動收集須渣和頭發的刀具,否則,須渣和頭發彌漫空中,它的危害可比牙膏沫厲害得多,僅僅讓它們粘在皮膚上,就奇癢難耐。
在失重環境中洗臉也要受到限製,像地麵上一樣用毛巾沾水洗臉是不行的,那樣會使水珠飄飛起來。一般隻能用濕毛巾擦臉。
太空睡眠
睡眠在動物界無所不在,人的一生有1/3的時間花在睡眠上。
人進入太空以後,航天醫學專家就利用特有的失重條件,對睡眠進行深入的研究。
由於失重,人的方向感喪失了,所以不管人體處於什麼方向,是橫還是豎,是正還是倒,都可以飄浮著在空中睡眠。
但是,為了安全應該睡在有防火等功能的固定著的睡袋中,以免飛船加減速時碰傷,或被流動氣流推動誤碰儀器設備開關。
為了提高睡眠質量,還應創造條件,產生與地麵上睡眠相同的感受,如給睡袋充氣,或用繃帶綁緊,使它向人體施加一定的壓力,以模擬地球重力;帶上眼罩,不讓航天器上快速交替的晝夜節奏影響睡眠,或者用燈光模擬地麵上的晝夜節奏;帶上耳塞,不讓儀器設備和靜電產生的噪聲幹擾睡眠,有條件時,應設專門的消音寢室。
在失重環境中,會產生頭、四肢等可轉動的肢體與軀幹分離的幻覺,以及“靈魂出竅”的幻覺,特別是在朦朧的睡眠中是這樣。
航天醫學工作者除在技術層麵上對失重環境中的睡眠進行研究外,也對睡眠的本質和作用進行研究。如美國曾對“天空實驗室”上航天員的睡眠進行過測量,了解到失重環境中的睡眠,與以往的睡眠研究將睡眠劃分的6個階段相符,隻是較深度的睡眠階段(第三個階段)較長,醒來的次數較少。
現代睡眠研究認為,睡眠的過程是在慢波睡眠和快速眼部活動睡眠兩種狀態之間切換。對睡眠的作用是休息還是複原,是儲存能量還是處理信息,則尚在爭論之中。深入對失重環境中的睡眠進行研究,或許能為解開睡眠之謎提供線索。
太空行走
在地麵上的行走,原本就是反抗地球重力的活動。失重雖使行走擺脫了地球重力的束縛,但同時也給行走帶來了許多天大的困難。
在飛船的密封座艙中,由於失重,人處於飄浮狀態,隻要用腳、手或身體的任何部位碰一下固定物體,借助反作用力可進行立體行走,到達空間的任何地方。同時,在密封座艙中有空氣,劃動四肢也可進行立體活動。這裏的行走似乎非常隨意和愜意。
但在座艙以外的太空中行走,情況就大不一樣了。這裏不講吸純氧排氮、穿艙外活動航天服保障生命安全,僅講行走本身的蹊蹺。
人走出飛船的密封座艙,仍以原有速度與飛船一起作軌道運動,即仍處於失重狀態。由於太空為真空,也四處無著,無法靠人體自身的動作產生反作用力來達到行走的目的,隻能靠噴氣背包代步。但走得多快和走得多遠,卻無法作出主觀上的判斷。因在廣闊無垠的太空,除同速前進的飛船外,沒有什麼物體可作參照物,既難以判斷速度的快慢,也難以判斷距離的遠近。同時,對看到的物體,也難以判斷它的大小,會將遙遠的星星看成是近在咫尺的小石頭,而如果眼前飄著一片小小的錫紙片,卻可能看作是遠在天邊的屏障。如果並排前行的飛船在轉動,長時間盯著它,更會使人暈頭轉向。
在失重環境中行走,似乎應該是很輕鬆的,但實際上卻非常累人。1988年12月,法國航天員讓·克雷蒂安與蘇聯航天員亞·沃爾科夫走出“和平”號航天站密封座艙,在太空行走6小時,進艙時克雷蒂安連腿都挪不動了,在沃爾科夫幫助下才返回航天站。
航天運動病
航天運動病又叫太空適應綜合症,是人進入太空後頭幾天經常出現的病症,症狀與在地麵上暈車、暈船和暈機等運動病差不多。如頭暈、目眩、臉色蒼白、出冷汗、腹部不適、惡心、嘔吐,有的還出現唾液增多、嗜睡、頭痛和其它神經係統症狀。
最早出現航天運動病症的,是1961年9月蘇聯第二名上天飛行的航天員格·季托夫。他在繞地球飛行第二圈時開始頭暈、惡心和腹部不適。在做頭部運動時,這些症狀加重。在睡眠後症狀減輕。返回地麵後症狀消失。
據蘇聯對執行“上升”計劃的5名航天員和執行“聯盟”計劃中的22名航天員的統計,患航天運動病的分別占40%和409%。美國在執行“阿波羅”登月計劃時,對15名第一次飛行的航天員統計,患航天運動病的占40%。由此可見,大約有40%的航天員在首次太空飛行時會患航天運動病。有了一次太空飛行經曆後,患航天運動病的比率會下降。如美國在“阿波羅”登月計劃中,有過1次以上飛行經曆的18名航天員,隻有5人患航天運動病,占278%。但也有例外,如美國執行“水星”和“雙子星座”計劃的所有航天員,都沒有患航天運動病,而在“天空實驗室”計劃中,有55%的航天員患航天運動病,可見航天運動病的複雜性。