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離開地球表面前進ISS!太空人的考驗之路與國際太空站上的日常

  • 受訪者/提姆 ‧ 皮克(Tim Peake)
    作者/詹姆士 ‧ 洛伊德(James Lloyd)
    譯者/高英哲 │ 英國約克大學經濟學碩士,台灣大學科學教育發展中心長期合作譯者。

提姆 ‧ 皮克(Tim Peake)是英國第一位登上國際太空站的太空人,在他上太空前,究竟做了哪些準備?國際太空站上的日常生活又是如何?
讓我們重回訪談現場,聽聽他怎麼說!

本文作者致贈皮克一本客製雜誌。 圖/《BBC 知識》國際中文版提供

提姆 ‧ 皮克自 2009 年皮克被歐洲太空總署(European Space Agency,簡稱 ESA)選拔為太空人之後,已經在地底下生活了一個星期、在海底實驗室待了 12 天,還完成了讓阿諾也汗顏的運動訓練。ESA 在 2013 年指派皮克前往國際太空站(International Space Station,簡稱 ISS)待六個月,成為英國第一位在軌道太空站生活與工作的太空人。那也是他大展身手的時刻。

皮克在 2015 年 12 月 15 日登上聯盟號(Soyuz)TMA-19M 太空飛船,執行第 46、47 次探險任務,和尤里 ‧ 馬連琴科(Yuri Malenchenko)和提摩西 ‧ 柯普拉(Timothy Kopra)一起從哈薩克發射升空。這趟任務取名為「原理」(Principia),向牛頓的物理學大作《自然哲學的數學原理》(Philosphiae Naturalis Principia Mathematica )致敬;因為將這些機組員送上軌道的正是此書裡的知識。

我在皮克出發前,拜訪 ESA 位於德國科隆的歐洲太空人中心,以便了解他做了哪些準備工作、在 ISS 會做些什麼事,還有他是否有機會在太空裡享受一杯好茶?

你準備得如何?

我花了兩個星期在歐洲太空人中心抱佛腳。由於我參加了 23 項人體生理實驗,工作人員收集了我的血液樣本,還拍了 X 光跟磁振造影掃描等各種實驗所需的醫事資料!

接著,我抵達俄國莫斯科郊區的星城(Star City),跟 NASA 組員柯普拉以及俄國的馬連琴科一起進行聯盟號太空飛船模擬器的最終訓練。發射前,我們在白科努接受兩週的隔離檢疫。

皮克上 ISS 之前接受聯盟號太空飛船的模擬駕駛訓練。 圖/《BBC 知識》國際中文版提供

將近六年的訓練極為緊湊,你有想過要打退堂鼓嗎?

我從沒想過要打退堂鼓。訓練確實很辛苦,但我很享受所有過程。學習俄語大概是最艱難的部分,很多時候一點也不好玩。不過,我很慶幸自己熬過來了。我們的教官很棒,有一套獨門方法,確保我們受訓之後,能夠達到最高標準,你也確實會感受到地面團隊的全力支持。

為了前往國際太空站,皮克得完成令人筋疲力盡的準備工作,例如水下太空漫步練習。 圖/《BBC 知識》國際中文版提供

在訓練過程中,你覺得哪個部分最耗費體力?

太空漫步訓練。要訓練一個人如何穿著太空裝,在 ISS 外頭操作各種工具跟設備,需要非常漫長的時間。這或許是最耗費體力跟心力的工作項目,但也是最有趣的一部分。

我們在美國休士頓強森太空中心深 12 公尺的水池裡接受訓練。工作人員把整個太空站模型沉入池底,我們就在裡頭練習太空漫步,一待就是六小時。池裡的中性浮力(水的浮力跟重力互相平衡,因此人在水中既不會沉下去,也不會浮起來)使你的身體能夠上下顛倒,或是側向移動,以便鑽進各種不同的工作位置。當然還是有重力影響,因此身體上下顛倒時,你會感覺到血液往頭部流動,在太空裝裡的身體也會些微下滑,不過中性浮力還是能夠讓你自由移動。

身為一名飛行員,每次我穿太空裝入水時,都會當作在執行飛行任務。我必須謹慎思考一舉一動,隨時都得知道下一步要幹啥、同伴在哪裡、他接下來要做啥,同時全神貫注於自己手頭上的工作。

洞穴探索也是前往 ISS 前的準備工作之一。 圖/《BBC 知識》國際中文版提供

你在 ISS 有哪些例行公事?

每天要做的事都不太一樣,不過基本上要從事科學研究,以及維護太空站的運作。ISS 花了十年才建造起來,如今運作良好,因此我們大部分的時間可能都在研究。我會在歐洲跟日本的實驗室做實驗,也會做任何必要的修繕或維護工作,例如更換閥門、維持二氧化碳的濃度,以及把尿液處理成水等等。我們覺得廁所早晚會壞掉,畢竟已經使用 15 年了,修理廁所也是受訓內容之一。

任務中哪個部分是你覺得最提不起勁的嗎?

聽說輸送尿液的過程有點瑣碎,但你幾乎每天都得處理尿液(ISS 的設備可回收尿液,製成飲用水供太空人飲用)。我們正在努力達成火星任務所需、100% 密閉式自給自足維生系統。若能還原尿液,解決飲用水的問題,我們就能達到大約 90% 的自給率。

你在 ISS 會做哪些科學實驗?

有些人類生理實驗真的很令人期待。我們會監測呼吸道,觀察氣喘的成因,以及一氧化氮對呼吸道的影響。我們也會研究為何有時候在太空中視力會產生變化;有個理論認為這是由於顱內壓力上升,把眼珠往後推,或是因為 ISS 上二氧化碳濃度增加。

我們會在日本實驗室裡培養蛋白質晶體,進行藥物研究。人體內有數十萬種蛋白質,其中有些會致病;找出對付致病蛋白的藥物,就像拼圖般,要能跟這些蛋白質契合。若是在地球上培養蛋白質分子,會產生沉澱(蛋白質分子受到重力影響而沉澱)跟對流(液體因為密度不同而產生流動)現象,而製出純度很低的微小晶體;這樣的晶體藥物,藥效就不會太好。但在太空中可以培養純度很高的大型晶體,得到很棒的對症藥物。

我還會在日本實驗室裡安裝靜電爐,用來燒灼小顆的合金跟複合材料,藉此研究其熔化、冷卻以及結晶性質。在微重力環境下可以創造在地球上做不出來的新材質。我們正在研究如何能使飛機跟汽車引擎更環保、更有效率,以及如何能夠更有效地燒東西,同時減少汙染物。

ISS 上的希望號日本實驗艙。 圖/wikipedia

現在回想起來,有沒有某個特別時刻,讓你決定要成為太空人?

真要說的話,是 ESA 挑選太空人的時候;在此之前,我並沒有成為太空人的機會。海倫 ‧ 夏曼(Helen Sharman,第一位進入太空的英國人)在 1991 年有個很棒的機會,一間商業公司把她跟候補的提姆 ‧ 梅斯(Tim Mace)送到俄國,接受太空人研修學習。
對於想要成為太空人的英國人來說,當時除此之外的唯一途徑,就是像麥克 ‧ 福爾(Mike Foale)、尼克 ‧ 派崔克(Nick Patrick)、皮爾斯 ‧ 塞勒斯(Piers Sellers)等人一樣,成為美國人,才能透過 NASA 飛上太空。因此我在 2008 年發現 ESA開放英國人申請時,立刻就申請了。

圖/《BBC 知識》國際中文版提供

你是否覺得自己參與這趟任務,象徵英國太空探索事業的新時代正式開啟?

我打從心底這麼覺得。ISS 的使用期限大概還有 10 年,屆時我們就會準備好進入月球探索的領域,並且以此作為探索火星的基石。
月球跟火星任務很大部分會涉及機器人科學,而英國在這方面很厲害。因此我覺得就科學家、產業強項以及太空人來說,正是英國人大展身手的好時機。

你自己有機會前往火星嗎?

很遺憾的是,就時間表來看,等到人類能夠前往火星時,我的職業生涯應該已經結束了。這就是為什麼當我跟青少年還有學童談到這件事,都會特別興奮,因為他們絕對有機會前往火星。以我的職業生涯來說,應該正好可以在 2020 年代晚期進行月球探索任務。我當然很想要參與月球任務,不過競爭自然相當激烈,只能夠走著瞧囉!

對於非常想要成為太空人的青少年,你會給他什麼建議?

許多青少年寫信給我,就是問這個問題。我覺得最重要的是全力以赴,做好準備。也許你真的很想成為太空人,不過請你暫時把這個念頭放在一旁,畢竟沒有人 19 歲就能成為太空人。你最少會有 10 年的時間做別的事,可能是當工程師、科學家、學校老師或醫生,但是別讓當太空人這件事主導你的決定。

最要緊的是去做你拿手,而且充滿熱情的事;倘若你真的想成為太空人,這自然而然會引領你成為一名太空人。

圖/《BBC 知識》國際中文版提供

這趟任務之後,你有任何想立刻做的事情嗎?

目前我把心思都放在任務上,但我當然有想過回到地球的日子要怎麼過。任務結束之後,第一件事是前往復健中心,盡快恢復完美體能;之後再運用我的經驗,協助其他太空飛行計畫,規劃未來的太空任務。

加拿大太空人克里斯 ‧ 哈德菲爾(Chris Hadfield)帶著吉他上太空,義大利太空人莎曼莎 ‧ 克莉絲托福雷蒂(Samantha Cristoforetti)則是帶了義式濃縮咖啡機。你打算帶什麼東西前往國際太空站嗎?

茶杯!其實太空站上已經有茶杯了。NASA 太空人唐 ‧ 佩蒂特(Don Pettit)算出了茶杯在太空中要呈什麼角度,才能夠讓液體留在茶杯裡,不會飄出來(液體因表面張力留在杯中)。因此我很期待「正常地」享受一杯好茶,而不是用吸管吸!


同場加映:國際太空站上的日常

圖/《BBC 知識》國際中文版提供

吃飯、睡覺、上廁所⋯⋯即使是這些最稀鬆平常的活動,在太空中也會截然不同。來瞧瞧 ISS 太空人如何進行這些例行公事。

  • 上廁所
    在微重力環境上廁所,跟在地球上完全不同。ISS 上的兩間廁所使用風扇驅動的抽吸系統,以免排泄物亂飛。糞便會排進塑膠袋裡,儲存在鋁製容器內;尿液則收集起來,經過處理成為飲用水。
  • 吃東西
    太空食物過去味同嚼蠟,不過如今已有長足進步。太空人如今可選擇的食物種類很多,包括新鮮水果、蔬菜、肉類、米飯、玉米薄餅、湯,還有布朗尼蛋糕。提姆 ‧ 皮克還可以享受由英國名廚赫斯頓 ‧ 布魯門索(Heston Blumenthal)特別為他研發的英國風味餐。
  • 喝飲料
    除了喝處理過的回收尿液以外,太空人還可以享用成冷凍乾燥包的咖啡跟茶,以及各種調味飲料跟果汁。克里斯‧哈德菲爾在 ISS 上啜飲過的飲料有熱帶水果酒、可可亞、芒果水蜜桃冰沙以及蘋果汁。聽起來就超好喝的!
  • 睡覺 
    ISS 上散落著六個小型睡眠站,太空人可以挑一個打盹。綁在牆上的睡袋可為疲憊的太空冒險家,提供安全的睡眠處。太空人環繞地球,每天會看到 16 次日出,因此可能需要戴眼罩以隔絕陽光。
  • 保持清潔
    想要在太空裡沖個晨澡有點難度,因為 ISS 上沒有淋浴間。太空人會使用不含潤滑精的洗髮乳洗頭,再用一塊有點像肥皂的溼布擦拭身體,刷牙則是用水包加上牙刷和牙膏。太空人漱口時必須把口中的東西吞下去,而不能吐出來,因為你不會想要唾液水珠在太空艙內到處亂飄。

 

 

 

本文摘自《BBC知識國際中文版》第 77 期(2018 年 1 月號),原標題為「前往國際太空站」。

 

 

 

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