“業餘”上天做實驗?人類首次極地太空游開啟|封面科考隊
更新于:2025-04-02 20:32:27

封面新聞記者 張崢

原來,上天做實驗的不一定是科學家。

北京時間4月1日,4位購票成功的商業太空人,在美國佛羅里達州甘迺迪航太中心39A發射台,乘坐龍飛船升空了。這四名非職業太空人,包括企業家、電影導演、極地探險家等,組隊成為了“前進2號”任務組。在預計為期3.5天的人類首次極地太空遊中,在距離地球400公里以上的極地軌道上,4位“業餘”還肩負了太空X光拍攝、失重運動研究、微重力環境蘑菇培育實驗等22項科學任務……

是的,你沒有看錯,普通人上天了。你一定很好奇,他們是怎麼搞到的太空船票?怎麼通過的體能測試?怎麼還能在太空做實驗?封面新聞4月2日採訪了全國空間探測技術首席科學傳播專家龐之浩。

“前進2號”任務組(右一 王純),圖據SpaceX官網

4位太空新人是誰?

這次參與“前進2號”任務組的4名商業太空人為:任務指揮官、來自馬爾他的王純(音譯),飛船指揮官、挪威攝影師詹尼克·米克爾森,航天駕駛員、德國機器人研究者拉貝亞·羅格和任務專家兼醫療官、澳大利亞探險家埃裡克·菲力浦斯。他們都是太空飛行的新人。公開資料顯示,王純是數字貨幣礦池“魚池”(f2pool)和區塊鏈質押服務提供者stakefish的創始人之一,他個人出資數億美元購買了這次任務。

“乘組中沒有人開過飛機。”龐之浩告訴封面新聞,這次的飛船大概率是自動駕駛。4人中也有受過訓練的。出生於1995年的德國人拉貝亞·羅格,擔任這次任務的飛行員,負責操作飛船。她是電氣工程師,在挪威科技大學攻讀博士,研究自主水面車輛導航。這次太空任務負責科學實驗。

購買太空旅行船票,分幾步走?

“前進2號”任務組的飛行高度約為425公里-450公里,算商業航太旅行,但不是一般的太空旅遊,他們主要完成科研任務。

那麼如何購買一張前往太空旅行的船票,分為幾步走?

龐之浩說,目前購買太空旅行船票的途徑和步驟因公司而異。例如,想乘坐載人龍飛船前往太空旅行需通過Space Adventures 公司預訂。

你需要聯繫Space Adventures公司。由於SpaceX並未直接面向公眾售票,而是與Space Adventures公司合作開展太空旅遊專案。所以,有旅行需求的人需先聯繫Space Adventures公司,可通過其官方網站或其他公開管道查找聯繫方式,向公司表達乘坐載人龍飛船進行太空旅行的意向。

然後,與Space Adventures 公司的工作人員溝通,詳細瞭解太空旅行的相關細節,如飛行計劃、行程安排、票價、所需培訓等資訊。雖然具體票價未明確公佈,但據推測可能與以往的軌道太空飛行價格範圍相近,參考此前SpaceX 載人龍飛船一個座位的價格約為5500萬美元。

接下來,你們開始確定旅行計劃。根據自己的時間、預算和身體狀況等因素,確定具體的旅行計劃,包括選擇飛行的時間、參與的人數等。

在確定購票並支付費用后,你就開始接受由Space Adventures 公司或 SpaceX 安排的專業培訓。培訓內容主要是讓遊客熟悉載人龍飛船的環境和設備,瞭解太空飛行的相關知識和安全注意事項,以及進行必要的體能和心理訓練等。培訓通常會在美國進行。

最後,你需要進行全面的身體檢查,確保身體狀況能夠適應太空旅行的特殊環境和要求。只有通過健康檢查的人員,才能最終獲得乘坐載人龍飛船前往太空旅行的資格。

非職業太空人,如何訓練?

非職業太空人,如何上天?相信這是大家最為關心的問題。

“前進2號”任務的太空人進行了為期八個月的訓練。但官方沒有具體公佈其中體能訓練和實驗訓練分別的時長。“根據任務內容,他們需要開展22項實驗,包括首次在太空拍攝人體X射線圖像、首次嘗試在太空種植蘑菇等,由此可以推測實驗訓練會佔據相當一部分時間。”龐之浩介紹。同時,為了適應太空環境,體能訓練也必不可少,且可能貫穿八個月的訓練期。“此外,他們還曾在阿拉斯加進行過一次荒野探險,以類比在惡劣環境下狹小空間內的生活狀態,這也可以視為訓練的一部分。”

以下是龐之浩總結的航太新人的訓練內容。

心血管耐力訓練。太空環境會對心血管系統產生一定影響,如導致血液分佈改變、心血管功能下降等。通過長跑、游泳、騎自行車等有氧運動,可提高心肺功能,增強心血管系統對太空環境的適應能力,確保在太空飛行中能為身體各器官提供充足氧氣和營養物質。

力量訓練。太空處於微重力環境,人體肌肉會因缺乏重力刺激而逐漸萎縮。進行力量訓練,如使用器械進行上肢、下肢及核心肌群的訓練,可增加肌肉力量和品質,預防太空飛行中的肌肉萎縮,幫助太空人在太空完成各種操作任務,並在返回地球后能較快適應地球重力環境。

平衡與協調訓練。太空環境中,物體處於失重狀態,人的平衡感和協調能力會受到很大影響。太空人會通過走平衡木、閉目單腳站立、使用平衡球等訓練,提高身體的平衡感和協調能力,以便在太空飛行器內準確操作設備、自由移動,減少因操作失誤導致的風險。

前庭功能訓練。太空飛行容易引發空間運動病,主要表現為頭暈、噁心、嘔吐等,這與前庭系統受到刺激有關。通過旋轉座椅、秋千等訓練設備,刺激前庭器官,提高前庭功能的穩定性,降低空間運動病的發生幾率,使太空人能更好地適應太空飛行中的各種姿態變化和運動。

柔韌性訓練。長期處於太空狹小空間且進行特定動作模式的活動,可能導致肌肉和關節靈活性下降。進行瑜伽、拉伸等柔韌性訓練,每天安排 15分鐘 - 20 分鐘 ,能增加關節活動範圍,提高肌肉柔韌性,減少因肌肉僵硬引發的損傷風險,讓太空人在太空能更靈活地完成各種動作。

非科學家如何在太空做科學實驗?

這四名太空人非科學家,但是要承擔22項科學任務,普通人也能被訓練,從事太空試驗嗎?如何進行太空X光拍攝、開展肌肉骨骼維持的失重運動研究,並進行微重力環境蘑菇培育實驗等試驗?

龐之浩解釋,雖然“前進2號”任務的四名太空人不是傳統意義上的科學家,但他們在執行太空任務前經過了有針對性的訓練。

為了在太空完成X光拍攝,他們進行了設備操作訓練。“他們在地面接受了專門針對飛船搭載 X 光設備的操作培訓。”瞭解設備的原理、結構、使用方法和安全注意事項。通過模擬訓練器反覆練習X光設備的開啟、參數設置、拍攝流程以及與其他設備的協同操作等,確保能熟練、準確地使用設備進行拍攝。

他們進行了醫學知識學習。“他們學習了基礎的人體解剖學和放射醫學知識,了解X光拍攝的目的、意義以及如何識別和記錄相關影像資訊。知曉在太空環境下人體骨骼、肌肉等組織在X光下的可能呈現狀態,以便更好地配合拍攝和記錄數據。”

為了進行肌肉骨骼維持的失重運動研究,他們還需要學習理論知識。瞭解微重力環境對肌肉骨骼系統的影響機制,如肌肉萎縮、骨質流失等相關原理。學習運動生理學知識,明白不同運動方式和強度對維持肌肉骨骼健康的作用,為在太空開展相關研究奠定理論基礎。

另外,他們還進行了實驗操作訓練。比如在地面類比失重環境,如失重飛機、水槽等中,進行特定的運動實驗操作訓練。還要掌握實驗設備,如用於測量肌肉力量、骨骼密度變化的儀器等的使用方法,學會按照預定的實驗方案進行運動干預,並準確記錄實驗數據,包括運動前後肌肉骨骼相關指標的變化等 。

為了開展微重力環境蘑菇培育實驗,他們還要學習生物學知識。比如植物生物學、植物栽培學等基礎知識,瞭解蘑菇的生長週期、生長條件,如溫度、濕度、光照、營養需求等。掌握在微重力環境下植物生長可能面臨的特殊問題及應對方法。他們還進行了栽培技術訓練。通過地面類比微重力環境的栽培實驗,學習太空蘑菇培育裝置的使用和操作,包括培養基的準備、菌種的接種、環境參數的調控等。熟悉實驗過程中的數據記錄和觀察要點,以便在太空準確記錄蘑菇生長的各個階段和相關數據 。

“另外,在任務中也能有地面專家團隊實時遠程支援,太空人在遇到問題時能及時獲得指導,確保各項試驗順利進行。”

Q&A你還關心的問題

封面新聞:商業太空人穿的宇航服與職業太空人一樣嗎?可以回收利用嗎?

龐之浩:每種飛船都有特定的艙內宇航服。乘“載人龍”飛船上天的太空人要穿為該飛船太空人研製的艙內航太服,職業與非職業的艙內宇航服功能基本一樣,但需要按每個乘員量身定做,可以回收使用,應是同一名太空人使用,否則不合身。

封面新聞:王純戴的眼鏡是特製的嗎?

龐之浩:目前沒有關於王純戴的眼鏡是否是特製的報導。嚴格來說,太空人上天所戴眼鏡應該是特製的,原因有幾點。一是太空環境特殊,普通眼鏡矯正視力可能不夠精準。特製眼鏡可根據太空人個體視力情況精確調整參數,確保在太空微重力等環境下也能有良好視覺效果,滿足操作精密儀器等任務需求。

二是太空中存在高能宇宙射線、太陽輻射等,特製眼鏡可添加防輻射塗層,減少射線對眼睛傷害,保護太空人視力 。

三是採用輕質、高強度且耐高低溫、抗衝擊的特殊材料製作,既減輕太空人頭部負擔,又能適應太空複雜環境,避免因材料變形、損壞影響使用。

四是太空艙內溫濕度與地面有差異,特製眼鏡會設計特殊透氣結構和防霧功能,防止因溫度變化起霧影響視線,保障視野清晰。

五是有特殊固定裝置或結構,能在微重力環境下穩固佩戴,防止漂浮、移位,不干擾太空人操作和行動。

這些升空的人,以前都是普通人。所以普通人也能被訓練,從事太空試驗。你心動了嗎?