宇航员和水下航天员:海洋与太空有什么关系?

宇航员和水下航天员:海洋与太空有什么关系?

太空和公海:从表面上看,这两个地方似乎不可能存在如此巨大的反差。但事实恰恰相反,这两个地方的联系比你想象的要紧密得多。去过这两个地方最远地方的人可以证明这一点。因为事实证明,这两个地方所需的训练和经验类型以及环境有着惊人的相似之处。

只需问问航空工程师、宇航员和水下航行员 Nicole Stott 就知道了。她在太空站和航天飞机上度过了 104 天,在水下度过了大量时间,部分是为了准备太空旅行,但也是为了娱乐和教育,因为她现在大部分时间都在地球上度过。

2009 年,STS-128 机组人员 Nicole Stott 参加 STS-128 17A EVA 1 训练。图片来源:Bill Stafford/NASA

这位获得 PADI(专业潜水教练协会)认证的潜水员证实,海底和外太空有很多共同之处。毕竟,两者都是极端环境,不仅难以进入,而且往往非常危险,需要极其专业的设备才能航行,而且不适合人类居住。这其实很方便,因为虽然模拟失重和太空真空可能很棘手,但海洋提供了一个合法的模拟和令人印象深刻的模拟训练场地。

事实上,宇航员在考虑乘坐航天飞机飞出地球大气层之前,必须先在水下待一段时间。甚至还有一个专门的训练中心:休斯顿的中性浮力实验室,用于训练宇航员进行太空行走。实验室内有一个世界上最大的室内游泳池之一——长 202 英尺,宽 102 英尺,深 40 英尺,可容纳 620 万加仑的水——也是国际空间站部件的复制品,以及其他人造太空结构的所在地。

2016 年,商业载人航天计划宇航员 Barry “Butch” Wilmore 在 NBL 穿着舱外航天服,与第 62 号远征队宇航员 Nikolai Tikhonov 一起参加第 62 号远征队国际空间站舱外航天维护 2 训练。图片来源:Robert Markowitz/NASA

在这个水池中,宇航员们穿上 300 磅重的宇航服,并携带大量其他设​​备以达到中性浮力,然后在支援潜水员的包围下潜入水中,学习和感受在太空中操作和移动的感觉。事实上,据斯托特说,这是你在地球上能获得的最接近太空移动的感觉(减去水下的阻力和重量)。

毕竟,在这两个地方,你都是漂浮的——在水中是因为有浮力,在太空中是因为没有重力——而且在这两个地方,你都不能简单地结束一天的工作,扔掉头盔或呼吸器,然后走回家。

这就是为什么斯托特和其他人也在水瓶座实验室接受训练,这是一个水下栖息地和水下航天员大本营,位于佛罗里达群岛海面以下 60 英尺处。她在水下待了 18 天。斯托特解释说,在那里,“你处于一个真实的极端环境中”,就像在太空中一样——尽管气压要大得多。但处于这样的深度不仅可以模拟地球大气层外所需的动作和团队合作,还可以模拟孤立和自力更生的感觉。

“你不能就此放弃,”斯托特解释道。当你在水下相当深的地方时,你的身体和血液中会充满氮气,如果你遇到麻烦,就无法快速撤退到水面。如果这样做,过量的氮气会导致你的血液和/或肺部产生气泡,造成严重的身体伤害和减压病,甚至因动脉气体栓塞而死亡。斯托特解释说,在水瓶座的深度,只要你在那里待 60 分钟,就会发生饱和。

当然,有一个相对安全的“室内”环境可以撤退——类似于在宇宙飞船内部——但无论在哪里,“如果出现问题,你和你的机组人员必须想办法进入安全的状态,包括照顾你的机组人员。”

她继续说道,太空的一切与太空完全类似:你如何与你的机组人员和任务控制团队沟通、如何行动、如何住在狭小的空间里、如何使用专业设备,以及如何应对紧急情况。只不过,在一种情况下,你处于被水包围的压力之下,而在另一种情况下,你要应对致命的太空真空。

2000 年,国际空间站远征一号指挥官、宇航员威廉·谢泼德在俄罗斯加加林宇航员训练中心的水上实验室设施中使用 Zvezda 服务舱的全尺寸训练模型进行舱外活动 (EVA) 演练。图片来源:NASA

“这与太空极端环境极为相似,”斯托特说,甚至比宇航员必须忍受的其他训练(包括寒冷天气和野外生存)还要严重。但她解释说,在那些情况下,你知道只要打个卫星电话就能获得帮助。无论是在太空深处还是深海,一切都取决于自我生存、团队合作,以及知道如何在高风险环境中管理压力。“这是一种完全不同的心理体验,”斯托特补充道。

对于那些梦想成为宇航员(无论是专业宇航员还是太空游客)的人来说,潜水员认证并不是必需的。但斯托特说,如果你还没有潜水经验,而你的宇航员申请被批准,你很快就会获得认证和经验。

对于那些喜欢做好准备或想在地球上体验太空感觉的人,斯托特非常高兴能为他们做介绍。事实上,她刚刚与马尔代夫的 PADI 和 COMO Maalifushi 合作完成了她的第二个岛屿宇航员训练营。孩子们一起浮潜、制作瓶式火箭、设计太空服,并学会了像机组人员而不仅仅是乘客一样行事的重要性,无论他们是前往太空、扎根于陆地还是探索水下环境。这只是她通过她的 Space for A Better World 和 Space for Art Foundation 帮助太空爱好者与太空严肃人士建立联系的一种方式。

斯托特说:“我们可以在海底度过一段时间,在内太空生活和工作,这真是太酷了,我们可以为在外太空生活和工作做好充分准备。”所以如果你想体验太空生活,就去水下吧。

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