太空中的衣食住行

    10月18日，“天问一号”在宇宙中飞行了2.56亿公里，完成了第三次轨道中途修正，距离到达火星还需要半年多的时间。火星会是人类下一个家园吗？常常有人这样问。

    自1961年苏联宇航员尤里·阿列克谢耶维奇·加加林乘坐东方1号宇宙飞船完成首次载人航天任务始，人类涉足太空已经将近60年。从“走入太空”、“太空生存”到“太空生活”，宇航员太空生活的质量已经有了质的飞跃。

衣

    厚重的外壳、圆圆的面罩，这大概是大多数人心目中宇航服的经典形象。但重达几十公斤的宇航服，当然不可能是居住在宇宙空间中的人类的日常穿着。

    其实，在空间站工作生活的宇航员们，平时会穿着同地面上一样的衬衫和裤子，宇航员通常会一次筹备几个月的衣物，由补给航天器定期送到空间站中。水在太空中是珍稀品，空间站上并不会配备洗衣机，宇航员也不能像在地面上那样频繁地更换衣物——他们可能几天才会得到一条新的T恤或者裤子。不过好在空间站中灰尘很少，宇航员们每天运动后也有机会沐浴并擦去身体表面的汗水，因此衣物不会很快变脏。

    如果要走出航天器，宇航员依然需要穿着宇航服保护自己。一件EMU（Extravehicular Mobility Unit）宇航服就像一座小型的航天器，既需要保温保压，有足够优秀的性能和强度防御宇宙射线以及微陨石的袭击，还要具备全套的通信系统和生命保障系统。还有一种舱内宇航服（ACES，Advanced Crew Escape Suit）一般用于航天器座舱内，在发射和返回地球时保护宇航员，有着平衡温度、提供气压保护的作用。

    目前，宇航服正在向着轻便与美观的方向发展，SpaceX公司、波音公司等最新研发的舱内宇航服重量比之前减轻了40%左右，而美国国家航空航天局（NASA）也为下一代探月任务阿尔忒弥斯计划设计了全新的两款舱外宇航服。在未来，宇航服应当能让人类在宇宙空间中自由地行动与探索。

食

    吃喝当然是人生一大乐事，如果生活在太空，我们还能愉快地享用大餐吗？

    最早的太空餐是让人望而却步的“牙膏”：宇航员要从管子里面挤出半流体的食物，不需要咀嚼便可直接吞下肚。苏联宇航员戈尔曼·季托夫有幸成为了第一位享用这份太空大餐的人，他的菜单里有一管蔬菜泥汤，一管法式肥肝肉酱和一管黑加仑果汁。顺便一提，他也是第一位在太空中呕吐的人，不过这倒并非因为食物太难吃，而是由于在太空环境中睡眠引起的太空病。而美国宇航员约翰·格伦1962年乘坐水星飞船起飞时，他的便当盒中塞满了一口大小的食物冻干块，这些小立方块必须在太空中重新加水融成食物泥，装进牙膏管再食用。没有咀嚼的快感，没有多样的选择，首代宇航员的饮食条件相当艰苦。

    吃货的生产力是不可低估的。很快，牙膏管就被赶出了“太空餐厅”。人们发明了种种能在无重力环境中使用的餐具，甚至包括咖啡杯、煎锅。如今，宇航员们已能在太空中自如地使用刀叉等餐具，与地面用餐相当接近。

    太空食品的种类也丰富了很多，国际空间站中的宇航员有上百种餐品，他们可以选择自己的用餐计划——虽然这一用餐计划是每8天循环的。这并不妨碍宇航员们开发新的太空料理：小饼干、日式寿司、花生酱冰棍，甚至是“昨天的咖啡”——奋进号航天飞机的指挥官在采访中自豪地展示了一批再生水，而原料是什么自然不言而喻。

    然而，制定太空菜谱仍然相当受限。大部分蔬果在宇宙中最多只能保持两天鲜度，空间站中新鲜食品极其稀缺。绝大多数食品只能脱水或加工成罐头运上太空。科学家们正在想方设法解决这一问题，比如在空间站种蔬菜（主要是生菜和西红柿等方便食用的蔬菜）、养螺旋藻。现在，已经有一些宇航员吃上了太空实验生菜。“太空菜园”成真之时，人类自给自足的太空居留才能实现。

住

    我们可以直接居住在某个星球或外太空空间中吗？目前看来这还是不可能的。无论是现阶段的太空站，还是想象中的“火星殖民地”，人类都需要一个足够庞大坚固的人造建筑来保护自己。多国合作、经营多年的国际空间站，是现阶段唯一真正实现长期居住功能的太空场所。国际空间站内部比一座五居室公寓要宽敞得多，除了用于科研用途的实验室，还设置有两间浴室、健身设施和一个360度视野的凸出舷窗。

    如果你想要减肥，太空环境绝对是不二之选。无重力环境会扰乱人体的肠胃功能，因此宇航员在太空中大多食欲不振，进食量减少，但是他们每天却要在各种特制健身器材上花费多达两个钟头——太空环境会导致人体肌肉、骨骼、心肺等器官产生复杂变化，为了抵抗身体机能的衰退，宇航员必须每天进行锻炼。国际空间站上配备有跑步机、自行车骑行装置和阻力锻炼装置，宇航员在健身的时候会把自己固定在机器上，免得自己飘来飘去——没错，宇航员是一群“带着绳索生活”的人。太空中的生活有一半时间都是要被绑着的，睡觉时要把自己固定好，运动和洗澡的时候要被绑住，甚至上厕所也要将自己卡在厕所上，以防在无重力环境下飘荡出去。

    为什么不能像科幻电影中那样，让国际空间站舱体转起来，靠向心力来伪造人工重力呢？如果要营造同地面一致的重力感，空间站的结构要么足够长（旋转半径足够大），要么转得足够快。无论采取哪种方案，都是对材料和能源的严峻挑战。在寸土寸金的宇宙空间中，比起花费高昂的成本去营造类地环境，修建几个健身房反倒划算得多。

    空间站中还有一个常常被忽视却必不可缺的“豪华配置”：厕所。它或许更像吸尘器，能够产生强大的吸力，将排泄物迅速吸入。如果速度不够快，排泄物在失重环境下很容易四散飘开，那样的画面当然是任何人都不太愿意想象的。太空厕所的气密性和耐腐蚀性需求比地面上的厕所要高得多，还要配备污水处理系统，提取排泄物中的水重新利用。今年NASA运送到空间站的“豪华厕所”造价高达2300万美元，宇航员们将在空间站上对这台厕所的性能进行测试，这套厕所系统或许会被应用在之后的登月或者火星任务当中。

行

    宇宙空间如此广阔，居住在太空中的人有机会出去看看吗？科幻大片中的星际跃迁、穿越虫洞，在今天还更像是只手换乾坤一类的神话。人类目前可以达到的速度远不及光速的千分之一，即使是运行轨道距离地球最近的火星，航天器也要花费7个月以上的时间，经历复杂的变轨才能抵达。

    现阶段的太空出行主要依靠航天飞机和载人飞行器，许多国际空间飞行器都到访过国际空间站，输送工作人员和物资。至于去太空里散散步，仍是可望而不可即的。虽然早在1965年苏联宇航员就已经走出舱门，太空行走在今天仍然并非易事。出舱行走是需要提前数日准备的重大行动，即使是装备齐全的宇航员，在宇宙环境中依然面临着相当程度的风险。除了必要的器械安装、维修与太空行走实验，宇航员们一般不会走出舱门。

    2008年9月27日，中国宇航员翟志刚完成了我国首次太空行走任务，中国成为第三个独立掌握空间出舱技术的国家。同之前其他国家的出舱任务相似，翟志刚也使用脐带式行走，通过一根又粗又长的“电脐带”同飞船相连。

    或许在将来，随着单体移动装置的进一步改进，宇航员可以在舱外更自由地行动，飞行器的速度也将不断提升，帮助人类向更广阔的宇宙进发。

    经过数十年的太空探索，我们已经能够部分实现在太空生活。我们可以畅想未来，也应始终心存敬畏——在浩瀚的宇宙，营造一个空间站、建造一个太空基地，甚至移民另一个星球，或许都不过如蚁筑穴。越是深入宇宙，时空的深邃、人力的有限与无穷，就越充分地显现出来。

    从一片衣料和一粒种子出发，从在空间中可能遭遇的每一点困难出发，人类正在走向辉煌广阔的星空。“云外”与“天宫”，已经并不那样遥远。

    （作者：刘孜铭，系中国科学院国家天文台博士；吴唯臻，系北京大学学生）