首都科学讲堂回忆丨 第843期:大应战——太空日子十二时辰

liukang20243天前273

3月15日,人类首部太空实拍电影《应战》在我国内地上映,故事叙述宇航员履行使命期间突发意外,伤病严峻无法支撑回来地球医治。情急之下,一名女外科医生临危受命,亲自飞赴空间站打开救援举动。时刻有限,面临巨大的困难与应战下,一场零重力下的极限救援行将演出!

本期首都科学讲堂约请航天科普专家、北京科技记者修改协会副理事长周武,给咱们共享电影《应战》背面不为人知的科学知识。

主讲嘉宾

周武

航天科普专家

北京科技记者修改协会副理事长

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大应战——太空日子十二时辰(上)

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▲大应战——太空日子十二时辰(下)应战失重:从电影《应战》谈起

在《应战》上映之前,在太空也拍过影片,但都是科教片,没有故事情节,仅仅展现一下太空的日子和作业。《应战》是第一部真正在地球之外,在失重状况下拍照的电影。2021年,为拍照这部电影,导演克里姆·希彭科和女艺人尤利娅·佩列西利德乘坐联盟MS-19飞船奔赴国际空间站。

国际空间站由15个国家联合制作,轨迹高度在370多千米到400多千米之间,重420多吨。打开两头的太阳帆板有100多米,相当于一个足球场那么大。《应战》是在国际空间站的俄罗斯星斗号试验舱和拂晓号科学舱内拍照的。

▲《应战》故事发生在国际空间站的俄罗斯舱段(图中赤色部分)

拍照《应战》的时分,十名宇航员就像一个小小的联合国,可是整部电影里没有其他国家宇航员的镜头。由于在太空也有一部法令,空间站的每个舱就相当于一个国家的疆域,未经答应,不能在其他国家所属的舱段拍电影。艺人和导演只需12天太空飞翔的时刻,需求战胜太空晕动症以及失重对艺人和摄影师的影响,是个巨大的应战。

《应战》的女主角尤利娅是从3000多名提名人中选拔出来的。选拔的进程十分惊险,也是依照宇航员的规范来进行选拔和练习的。在地上经过飞机做抛物线飞翔的失重练习时,摄影师从前晕了3天。女主演在地上3个月的特训中,参加了2次8G的离心机练习。

▲主演尤利娅在飞机上进行失重练习

《应战》里做手术的情形,是在地上的控制中心由专门的心外科医生辅导,尤利娅在天上做手术。在实际里这种情形是没有的,由于在国际空间站上还做不了外科手术。国际空间站贮存了满足的药品,配备B超和心脏除颤仪,宇航员都进行过练习,会静脉抽血、缝合创伤,乃至拔牙。

应战前沿:太空里的新质生产力

咱们为什么要上太空?首要原因是应战前沿科技,航天技能,特别来自太空的先进技能转化、搬运,也是未来新质生产力的方向。

自2000年11月2日远征1号机组停靠以来,国际空间站现已接连运营20多年,接待了来自21个国家的270多人。国际空间站继续供给谋福全人类的先进研讨。

国际空间站就像一个先进的太空试验室,可以供给可贵的微重力环境,可以做各式各样的试验。例如在国际空间站中,科学家对眼球追寻头盔进行了数年测验,这项盯梢技能在地球上可用于眼科激光手术——有利于盯梢患者的眼睛以准确引导激光手术刀。

▲国际空间站上运用的迷你DNA测序仪

航天员还能在空间站进行太空栽培,未来在月球和火星上履行长期使命,一个要害的应战是如安在太空中为航天员供给数周、数月乃至数年的食物。

我国的航天员表明,他们在天上独爱干的作业就是调查植物的生长进程,由于收成的果实是可以吃的。除了有一部分带回地球做研讨,其他的答应他们在天上做成好吃的。

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▲国际空间站的宇航员收成自己亲手栽培的蔬菜

一起,空间站仍是一个特别好的对地观测渠道,航天员长时刻观测发现,地上上的柏油马路假如刷上灰色的涂料,能削减对热量的吸收,周围的温度会下降2摄氏度。

国际空间站还有机器人航天员,它在天上待了好长时刻,会悄悄地调查作业中人类航天员的状况,为什么笑、为什么皱眉头,它把一切的微表情都记录下来,并将这些数据传回地上,用超级计算机来剖析。机器人航天员还可以跟人类航天员对话,它们的手臂也可以做许多动作。

▲国际空间站里的太空变形机器人

可以说无尽的太空拥有着无尽的前沿范畴,也有无尽的资源。去太空探究,人类的获益超出自己的幻想。

应战自我:航天员的选拔与练习

太空探究还可以完结应战自我。航天员选拔就像是去粗取精,千挑万选,一般依照初选、复选、定选三个阶段安排施行。

全世界只需美国、俄罗斯和我国三个国家能独当一面地选拔和练习航天员。美国现已选拔了360名宇航员,其中有61位是女人。我国航天员选拔从1995年开端,第一批选拔了14名航天员,都是从战斗机驾驶员里选拔出来的男航天员。第二批选拔了7名航天员,5位男人、2位女士,第一位女航天员是刘洋,第二位就是美丽的太空教师王亚平。第三批航天员于2020年选拔,除了从战斗机飞翔员里选拔,还有从大学里选出来的教授,最终成为载荷专家。

▲航天员现已成为一种新式作业

经过了准备航天员选拔阶段,假如想飞天,还需求阅历练习期航天员选拔、飞翔乘组选拔这两个阶段再选拔、再练习。只需在练习全进程中考评合格,才干成为正式的航天员。练习选拔第一关是离心机的超重检测,要调查受检者身体承受重力的最大极限——8G重力加速度。

▲离心机

第二关是缺氧耐力练习,在压力试验舱内,承受缺氧耐力检测。氧气逐渐被抽走,相当于高度向5000米、8000米、10000米不断上升。

第三关是受检者要蒙住双眼,坐在旋转座椅上,在6米摆长的电动秋千上荡15分钟,由此查看抗晕才干。

第四关要忍耐噪声和振荡不间断的侵扰,观测受检者是否会烦躁不安。

第五关要在头低脚高的歪斜床上猛起、猛躺,丈量颈动脉血流量和心脏负荷才干,后边还有下体负压等各种耐力测验。

要成为合格的航天员有必要做到生命不息,练习不止。一起,航天员还要进行地上模仿舱练习和海上救生练习,履行正式使命前要在三至五年中完结九大类百余项科目练习。

▲航天员进行海上救生练习

应战未来:迎候天工开物的年代

咱们现已到了天工开物的年代,人类要到太空去作业,去开发太空的资源。

我国的天宫空间站运行在间隔地球400千米左右的轨迹上,并且天宫空间站向全世界敞开,全世界的科学家都可以经过联合国的渠道请求。任何人有很好的构思,都可以写出来,参加各种空间试验室的竞赛活动,或许提交到试验室,科学家会把这些主意变成可以实际操作的试验。

在太空,航天员不能洗澡,洗头只能用免洗的洗发水。一切穿的衣服都是一次性的,换下来今后就作为废物打包处理。航天员在太空最喜欢干的事情就是在业余时刻俯视地球家乡,他们能看见弯曲的河流、高山、沙漠,每天能看见16次日出。过新年,航天员还可以贴春联。航天员每天都可以跟家人打电话,也可以上网。

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在空间站里没有上下左右之分,一切的当地都能躺,都能站,都能待。空间站每个舱壁都有用来固定航天员的蓝色脚固定套。

航天员还可以在空间站经过骑自行车练习身体,仅仅空间站的自行车没有座椅,可是腰和腿都有固定。

空间站有什么好吃的?我国的太空食物可以说是全世界最丰厚、最好吃的。我国的太空食物有120多种,每个人都有配餐,依照地上一日三餐规范,中心还可以加餐,有许多小零食都可以吃。

▲航天员一天的食谱

我国的天宫空间站有六个舱位,换班的时分六个人都有专门的舱位,三个在中心舱里,还有三个在问天试验舱里。每个舱位巨细只需家里的冰箱那么大,舱位周围还有一个小小的舷窗,航天员可以看到外面。航天员可以把舱位安置成自己家的感觉,带上家里的相片。

在天上的练习必不可少,航天员每天需花费2.5个小时进行严厉的练习,以对立微重力环境形成的骨钙流失和肌肉萎缩。

其实天上有个特别为难的事就是上厕所,国际空间站上的一个太空马桶价值3000万美元(相当于大约2亿元人民币)。小便男女有别,在地上练习的时分需求做测验;大就是需求搜集起来的,抽真空,还要多层包装。

▲国际空间站的马桶价值3000万美元

未来,我国方案在2030年前施行载人登月,选用两枚运载火箭分别将月面着陆器和载人飞船送至地月搬运轨迹,飞船和着陆器在环月轨迹交会对接,航天员从飞船进入月面着陆器。这以后,月面着陆器将下降着陆于月面预订区域,航天员登上月球展开科学调查与样品收集。

在完结既定使命后,航天员将乘坐着陆器上升至环月轨迹与飞船交会对接,并带着样品乘坐飞船回来地球。为完结这项使命,我国科研人员正在研发长征十号运载火箭、新一代载人飞船、月面着陆器、登月服、载人月球车等配备。

▲我国方案在2030年前施行载人登月方案

电影《应战》的成功拍照,是否意味着人类间隔商业航天更近一步?虽然只需身心健康,太空旅行已不再是愿望,但现在间隔商业化航班运营的太空旅行还有很长的一段间隔。

首先是“飞天”的本钱太高,俄罗斯“联盟号”飞船的一个座位就价格8000万美元。其次,可供挑选的航班和渠道太少。现在能供给太空旅行服务的只需美国太空探究技能公司的“龙”飞船和蓝色来源公司的“新谢泼德”飞翔器。前者可以履行商业往复空间站使命,后者供给亚轨迹飞天体会。最终是规模化运营才干完结可继续发展。现在,天上只需国际空间站和我国的天宫空间站。国际空间站常驻乘组7人,最多可一起接收13人;天宫空间站常驻乘组3人,交接班时包容6人。

总归,人类的太空探究机会与应战如影相随。未来归于每个人,期望未来咱们能在太空相遇。

(本期图片、视频来自第843期首都科学讲堂)

本文内容来自北京市科学技能协会主办、北京科学中心(北京青少年科技中心)承办、北京青年报社协办的首都科学讲堂。讲堂每周约请院士专家开讲,宏扬科学精力,协助大众建立科学思想,把握根本科学方法,了解必要科技知识。

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