太空的边界(3)
书名:第五次工革命作者名:茵玛·马丁内斯本章字数:2578更新时间:2024-05-29 14:42:29
当空间站里有了工作人员后,下一步就是建设他们的工作场所:科学实验室。“命运号”是美国建造的实验室,2001年在其外部还安装了一个外部装载平台。这样备用零件可以存放其中,而不是散落在空间站各处。早期宇航员对空间站的评论里常有一条是:空间站内部混乱不堪,零件和电缆散布各处,人还不得不住在实验室里。因为空间站的工作人员只有6个,而且每次只能有2至3人出舱工作,因此组装这种规模的建筑物非常麻烦。幸运的是—很多人不知道这点—第一台机器的到来减轻了空间站的沉重负担,堪称雪中送炭!加拿大臂2号是加拿大航天局的一项重要贡献,是第一个进入空间站的机械臂。由一位宇航员控制,它可以抓取需要维修的卫星和飞船,帮助运输人员和物资,并且承担几乎所有的繁重工作。机械臂的端点可以连接到空间站不同模块外的特定接口上,这样机器人便可以在空间站周围的任何地方工作。如果你从小就喜欢组装机器人,或者看起重机工作,那么你会很乐意观察加拿大臂2号是如何在空间站飞行时优雅地抓住太空中的大型物体,并且像木偶一样运动的。“寻求号”气密舱让宇航员能安全走出太空,进行太空行走或舱外活动。俄罗斯的“码头号”对接舱也起到同样的作用,让宇航员进行太空行走或将轮替人员的太空舱接入空间站中。在过去的几年里,国际空间站不断改善了各模块的功能。2008年,欧空局的哥伦布实验舱成为第二个接入的科学实验室,加拿大也制造了更多机械臂。德克斯特是一种有着特殊用途的机器人,外形有点像瑞士军刀。它可以连接到空间站的任何端口上,不过连接到加拿大臂2号上能发挥它的最大作用:二者能组合成一个多功能的巨型机器人。你在视频网站上就可以看到这两个机器人是如何一起跳探戈的,简直赏心悦目。这一年的下一个新成员是日本的“希望号”实验舱。它被分批运来,就地组装。它同时也带来了第三个机器人:另一个机械臂。2009年安装了S6桁架,这是桁架的最后一部分。跟它相连的太阳能电池板装好后,整个空间站终于形成了我们熟悉的主体形态。此外,日本还附加了一个可以在真空中进行研究的露天设施;与“码头号”类似的“搜索号”实验舱被加入了空间站的俄罗斯部分;美国宇航局则接入了第一台快速后勤舱,这是一个用来存放设备的地方,以帮助空间站维护正常运行。圣诞节前不久,同一区域的顶部又接入了2号快速后勤舱。宇航员们的耐心等到了回报,2010年2月,美国宇航局的“宁静号”,即“节点3”接入了“团结号”的一侧。“宁静号”底部有一个惊喜:欧空局建造的穹顶舱,一个小型观景台。穹顶舱为宇航员提供了进入太空中最令人垂涎的奖励:在此可观看最美的地球景色。穹顶舱有7个不使用时可以合上的窗户,但它们基本没有被合上的机会,因为宇航员们都争相而至。意大利宇航员保罗·内斯波利成为出色的太空摄影师,在推特上分享了他地球和太空生活的照片,赢得了大量粉丝。穹顶舱是一个平静的港湾,宇航员们在此沉醉在太空景色中,感悟着自己身上的艰巨使命,并获得继续工作的力量。
接下来的几年里又增加了更多模块:俄罗斯的“晨曦号”是一个用于储存物品并且可以作为附加对接端口使用的迷你实验室;2011年2月,美国宇航局安装了莱昂纳多多功能舱,用于存储供给和废料;2011年5月接入了3号和4号快速后勤舱,还有阿尔法磁谱仪——一个用于研究太空粒子和反物质的小型科学实验舱。2016年,SpaceX的猎鹰9号成为首枚将有效载荷运至国际空间站的私人火箭,其上搭载了4米长的毕格罗可充气式太空舱,作为未来开发可扩展充气模块的测试原型。
国际空间站上的科学实验类型令人印象深刻。在国际空间站建成之前,微重力是科学家完全未知的新领域。微重力实验的发展为疾病的治疗带来许多惊人的创新,包括对骨质疏松、肌肉萎缩乃至癌症的治疗方法。空间站的成果超越了其他实验室,我们通过了解人体及人体在重力与微重力环境下是如何工作的,重新认识了生物学的作用和人体的自我再生能力。在国际空间站里发展起来的细胞知识不仅帮助我们理解疾病,也让我们在身体修复与再生方面取得了突破。微重力对骨骼与肌肉密度的影响方式让太空机构开发出了让医院和健身房都受益的技术,包括耐力训练器材的使用、营养系统管理与药物研发上的创新。同时,国际空间站还开发出了更有效的药物。在微重力环境下,为了解人体蛋白质分子—蛋白质分子对许多的人体活动都会产生影响,如消化功能和DNA的复制—而进行的测试促进了治疗肌肉营养不良与癌症的新药开发。随着国际空间站的科学家进行了更大胆的实验,许多地球上的技术也得到了改进,如更好的内燃机设计或隔离细菌污染的方法。迄今为止,美国宇航局只是在管理科学家的微重力实验,并没有大力促进其商业开发,因为这一领域应由私营企业接手。而且预计在未来10年内,太空的实验将会为新材料科学带来全面的革新。
最新的测试还试图在心理健康和人机交互方面取得进展。欧空局在国际空间站测试了一个新型的交互式机器人。这是一个浮动的球体,屏幕上显示着一张画好的人脸,它的名字叫“西蒙”。他像其他宇航员一样飘浮在微重力环境里。机器人的声音听起来像一个20多岁、彬彬有礼的男性。国际空间站上的德国宇航员、善良开朗的亚历山大·格斯特按要求与西蒙进行了互动测试。但结果远不如预期。二者礼貌地打了招呼,然后亚历山大开始测试西蒙的社交能力。他要求西蒙播放自己最喜欢的歌曲。工作人员在编程的时候就录入了亚历山大的信息,西蒙知道亚历山大是德国人,就播放了发电站乐队的《人型机器》,还挺合适。随后,亚历山大提出了一些其他要求,例如帮自己拍一段视频等。但是西蒙一直在谈自己对音乐的兴趣,随后摔到了控制板上,说出一些意义不明的话,例如让亚历山大友善一点,甚至找他要吃的。西蒙的行为就像个精神病患者一样。慕尼黑的监测团队停用了西蒙。这项实验原本的意图是通过口头交流,研究人与机器在未来合作的可能性,甚至想允许机器人检测宇航员的心理状态和稳定程度。是的,库布里克吓了吓我们,但也许在未来,机器人不会残杀人类,而是可以拯救我们的生命。
国际空间站的资金只能维持到2025年,现在相关国家已经开始讨论对空间站的某些部分进行重新规划和再利用,以建设“阿尔忒弥斯”计划未来所需的太空基础设施。“阿尔忒弥斯”是2024年之后的月球计划。在让人类适应太空生活的项目里,这是最令人难以置信且最难以实施的一个。太空机构和商业合作公司为人类的太空生活制订了出色的计划,这将成为国际空间站的重大升级。