新时期青少年科学与探索读本-遨游神秘太空
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    互相“吞食”的星系

    宇宙浩瀚,蕴藏着不知多少物质。这些物质的质量只能以天文数字来表示。

    即使这些物质都集中在星系中,宇宙中星系的密度也是非常低的,平均来说,星系与星系间的距离远达百万光年以上。在这样的情况下,两个星系相互碰撞的机会是微乎其微的,更不要说星系之间的互相吞食了。

    但是现有的星系形成理论中就有一种理论认为,椭圆星系是由两个旋涡扁平星系互相碰撞、混合、吞食而成的。天文观测告诉我们,旋涡扁平星系盘内的恒星都比较年轻,而椭圆星系内的恒星年龄都比较老。对这一观测事实有人从气体转化成恒星过程中气体团收缩的时间先后来解释。这种解释有着一定的道理,但也有漏洞。而另一种就是星系吞食理论,即先形成旋涡扁平星系,所以这些星系中的恒星比较年轻。两个扁平星系相遇、混合后再形成椭圆星系,那当然在椭圆星系内恒星的年龄要比扁平星系中的老些。还有人用计算机模拟方法来验证。结果表明,在一定的情况下,两个扁平星系经过混合的确能发展成一个椭圆星系。

    观测上,有些现象用两个星系的碰撞来解释比较合理。

    例如,有一类称为环状星系的恒星系统。这类星系从外形来看,恒星分布在一个环状圈内,有时环的中心没有任何天体,有时环的中心有天体,有时,环上还有结点。这种环状星系的形成机制只能借助于两个星系的碰撞来解释。这种碰撞有时就会发生吞噬现象以致出现环中心物或结点。美国著名天文学家阿勒·图姆勒最早用计算机来模拟这种星系的形成。

    最近,加拿大天文学家考门迪观测发现,某些比一般椭圆星系质量要大得多的巨椭圆星系的中心部分,其亮度分布异常,仿佛在中心部分另有一小核。他的解释就是由于一个质量特别小的椭圆星系被巨椭圆星系吞噬的结果。

    总之,虽然星系之间的相互碰撞、混合或吞食理论能解释一些观测事实,但星系在宇宙中分布的密度毕竟是非常低的,它们相互碰撞的机会是非常小的,要 从观测上发现两个星系恰好处在碰撞与吞噬阶段是很困难的。所以星系相互吞噬是否一定会发生还是一个谜,值得人们去深入探索。

    恒星离地球有多远

    仅仅知道恒星在天体上的位置是不够的,我们应该知道它真正的距离。

    测量恒星距离的方法,基本上就是我们在地球上测量距离时用的三角测量法。测量一个不能直接到达的目标的距离时,先选择两个“点”A、B,它们之间的距离是可以测得很准的,随后从A、B两点分别观测目标物,根据在A、B两点测得的角度和A、B之间的距离,就可以算出目标物的距离。

    测量恒星距离时,恒星就是目标物,那两个点可以选择一个在地球中心,另一个在太阳中心。19世纪30年代末,一些国家的天文学家就是用这种方法,第一次测得了一批恒星的距离,像织女星、天鹅星座61号星、南门二星(半人马星座的最亮星)等。

    现在,天文学家掌握着许多种测量恒星和其他遥远天体的巧妙方法。如造父变星法等,这里就不一一介绍了。

    恒星距离太远,用千米作单位太不方便了,用天文单位为单位来表示,稍微好一点,还是不太方便。请看:

    离我们最近的一颗恒星是半人马星座中的比邻星,距离约是:

    40000000000000千米≈266667个天文单位≈4.23光年这还是最近的呢!

    遥远的天体一般都用光年来表示。要注意的是,光年不是时间单位,而是距离单位。光在“滴答”一秒钟里,可以走30万千米,相当于绕我们地球赤道7圈半。它一年中走过的距离大体上是9460500000000千米,叫做1光年。1光年=63070个天文单位。

    天文学家手中还有一把更大的“尺子”,叫做“秒差距”,1秒差距=3.26光年。在讨论星系等的距离时,秒差距还嫌太小,就用百万秒差距,1百万秒差距=326万光年。

    你曾用三棱镜“玩”过太阳光没有?太阳光经过三棱镜发生折射,显示出一条美丽的彩带,这就是“光谱”。恒星也都有各自的光谱,只是比起太阳来,要暗得多,很不容易看清它的细节,研究起来有很大的困难。

    对恒星光谱进行分析在天体物理学的研究中占有非常重要的地位。因为对恒星等遥远的天体来说,我们是只能“看”,不能“摸”,更不要说“拿”到实验室里来进行各种各样的观测和试验了。光谱就成为了解它们真相的唯一的无声语言。

    1859年,德国物理学家基尔霍夫和化学家本生,揭开了光谱中一些线条的秘密后,天体光谱学发展很快。1300年来,天文学家、物理学家等,一直在孜孜不倦地认真读这部“无字天书”,发现它几乎包罗了恒星和遥远天体的所有知识。

    今天,光谱分析已经为我们阐明了无数遥远天体的许多特征和性质,譬如:

    距离、直径、质量、密度、温度、压力、化学成分和各元素的比例、磁场、自转速度,以及它们是在冲着我们而来还是背着我们而去的运动,等等。我们不能保证,天体光谱的秘密已经全部揭开,它完全有可能在今后为我们提供现在还不知道的新的信息。

    不同的恒星具有不同的光谱,不过,恒星光谱的类型也不是无限多的,有一种分类法把它们归为七种类型,即:

    O型:蓝星,表面温度约25000—40000℃

    B型:蓝白星,表面温度约12000—25000℃

    A型:白星,表面温度约7700—11500℃

    F型:黄白星,表面温度约6100—7600℃

    C型:黄星,表面温度约5000—6000℃(太阳的光谱属这一类型)

    K型:橙星,表面温度约3700—4900℃

    M型:红星,表面温度约2600—3600℃

    上面所说的都是大致情况,表面温度标的都是平均值,对个别恒星来说,可能会有较大的出入。

    多姿多彩的星云

    有各种各样的天体,如:恒星、行星、卫星、彗星、星团、星云、星系等等,如果想从中选出最美丽最漂亮的,那么,千姿百态、形态各异的星云一定得票最多,名列榜首。这些形状既不规则又无明确边界的弥散状星云,它们的丰富多彩的“身影”,连最有才华的艺术家也难以捉摸和想象。请看看下面这些参照其形态而命名的星云的名字吧:玫瑰星云、网状星云、马头星云、三裂星云、彗状星云、北美洲星云,等等。它们像一朵朵鲜艳的艺术之花盛开在茫茫的宇宙之间。

    20世纪20年代以前,凡是看起来形态模糊、外观像云那样的天体,一律都称为“星云”。1924年,关于宇宙岛问题的争论解决了,人们才明白,以前所说的那些星云中,有一部分确确实实是由气体和尘埃物质组成的,它们分布在银河系内各处,它们是名符其实的星云。

    另一部分一直叫它们星云的,从1924年以后,就改称星系了。因为它们实质上是由像太阳那样的恒星为主组成的,是与我们银河系同级别的恒星集团,看起来有点模糊,分不清楚,那是因为它们太遥远了。

    这么区分之后,真正的星云就不像原来想象的那么多了。以法国天文学家梅西耶所编的《梅西耶星表》作为例子,它所发表的103个星团和星云中,笼统地被称为星云的共49个。现在知道,其中真正的星云只有11个,另外的38个都是星系。

    总的说来,银河系中的星云都是由气体和尘埃状的微粒组成的,不同的星云所含的物质不尽相同,气体和尘埃微粒的比例也不完全相同。星云的主要成分是氢,其次是氮,以及镁、钾、钠、铁等金属元素和碳、氧等非金属元素。

    星云中的物质处于稀薄得离奇的状态,密度小到每立方厘米只含有几十到几千个原子,做个比较来说,一枚针的针尖上所含的铁原子数就达100亿亿个。星云的体积十分庞大,虽然密度小,总的质量却是很大的。

    就星云的形态来说,可分为弥漫星云、行星状星云和超新星星云三类。

    从星云发光的性质来分,可以分为发射星云、反射星云、暗星云三类。

    星座从哪里来

    星座的历史已有几千年了,不同的民族和地区,有自己的星座区分和传说。

    现在国际通用的88个星座,起源于古代的巴比伦和希腊。

    大约在3000多年前,巴比伦人在观察行星的移动时,最先注意的是黄道(太阳在恒星间视运动的轨迹)附近的一些星的形状,并根据它们的形状起名,如狮子、天蝎、金牛等星座。这就是最早的星座了。又经长期观测,逐渐确立了黄道十二星座。这些星座的命名大多取自大自然中的动物或人物的活动,如白羊、金牛、双马、巨蟹、狮子、室女、天秤、天蝎、人马、摩羯、宝瓶、双鱼。为此,有人称黄道十二星座是“动物圈”、“兽带”。

    后来,巴比伦人的星座划分传入了希腊。希腊著名的盲歌手荷马的史诗中就提到过许多星座的名称。大约在公元前500—前600年,希腊的文学历史著作中又出现一些新的星座名称:猎户、小羊、七姐妹星团、天琴、天鹅、北冕、飞马、大犬、天鹰等。公元前270年,希腊诗人阿拉托斯的诗篇中出现的星座名称已达44个:

    北天19个星座,即小熊、大熊、牧夫、天龙、仙王、仙后、仙女、英仙、三角、飞马、海豚、御夫、武仙、天琴、天鹅、天鹰、北冕、蛇夫、天箭。黄道带13个星座,比巴比伦人的星座划分多1个。

    南天12个星座,即猎户、(大)犬、(天)兔、渡江、鲸鱼、南船、南鱼、天坛、半人马、长蛇、巨爵、乌鸦。

    传至托勒玫的《天文集》中,共有18个星座。这时是公元2世纪。希腊的星座与优美的希腊神话编织在一起,使星座成为久传不朽的宇宙艺术。这48个星座一直流传了1400多年之久,直到公元17世纪,星座才又有了新发展。航海事业使人们得以观测南天星座。

    在原有的48个星座的基础上,又增加了37个星座。其中德国人巴耶尔发现 的星座12个(1603年):蜜蜂(即苍蝇座)、天鸟(即天燕座)、堰蜒、剑鱼、天鹅、水蛇、印第安、孔雀、凤凰、飞鱼、杜鹃、南三角。第谷星座1个(1610年)。巴尔秋斯星座4个(1690年)。赫维留斯星座8个(1610年)。巴尔秋斯星座4个(1690年)。赫维留斯星座8个(1690年)。拉卡耶星座13个(1752年):

    玉夫、天炉、时钟、雕贝、绘架、唧筒、南极、圆规、矩尺、望远镜、显微镜、山案、罗盘。他把一些近代的科学仪器引入星座,打破了过去神话传说式的星座划分。

    用希腊字母命名恒星是巴耶尔的创造,用阿拉伯数字给恒星命名则是弗兰姆·斯蒂创始。

    1928年国际天文学联合会正式公布通用的星座为88个,北天28座、黄道12座、南天48座。

    群星汇聚

    仙王座——王族星座的首领

    暗淡的秋季星空比起热闹的夏季星空来,显得格外寂静。统治这片宁静天空的是一个王族星座,这个王族星座有6个星座:仙王、仙后、仙女、英仙、飞马和鲸鱼。仙王座是王族星座之首,全年都能看到,秋季最为耀眼。传说,仙王座是希腊神中埃塞俄比亚王刻甫斯的化身。

    仙王座的位置在银河北侧。仙王座内几颗主要亮星组成一个“五边形”图案,半浸在银河中。除了北极星自身所在的小熊座外,仙王座是离北极星最近的星座。

    在仙王的鼻尖上有一颗最亮时呈白色、最暗时呈黄色的著名变星,叫造父一。它是一颗典型的高光度的“脉动变星”,以5.37日的周期在收缩和膨胀着,亮度也随之发生变化。造父一的直径比太阳大30倍,密度只是太阳的6/10000。

    它在收缩和膨胀时,直径相差500万公里。

    仙后座——忏悔之星

    古希腊神话中,有个爱慕虚荣的女人,因狂妄夸口,险些断送了自己女儿的性命。她,就是埃塞俄比亚国王刻甫斯的王后卡西俄珀亚。卡西俄珀亚时常夸耀自己的女儿安德洛墨达的美貌胜过海里最美的仙女。王后的傲慢激怒了海神波赛东。

    海神派海怪在埃塞俄比亚的海岸兴风作浪,危害百姓。国王刻甫斯无奈,只好将心爱的公主献给海怪,后被英雄珀耳修斯所救。王后卡西俄珀亚对自己的过错懊悔至极。所以,当她升天为仙后座后仍双手高举,弯腰弓背,深表悔过之意。

    将北斗七星的“天极”和北极星的连线向南延伸约相等的长度,便可看到一个由3颗二等星和2颗三等星组成的、开口朝向北极星的“W”形状,这里就是仙后座。它是一个可与北斗星媲美的星座,其中可以用肉眼看清的星星至少有100多颗。

    公元1572年,曾有一次超新星爆发,这颗明亮的新星白天都可看见,有时甚至比金星还亮。3周后亮度急速减弱,两年后,肉眼已看不见它的踪影。这颗神秘的新星就发生在仙后座。20世纪50年代,天文学家在这颗消失的星星位置上,意外地收到了一个强大的射电源,它正是这颗销声匿迹达280年之久的超新星的残余。

    死里逃生的公主——仙女座

    秋夜高空中,常常悬挂着一个显眼的大方框,它是由仙女座的α星和飞马座中的三颗亮星构成,叫“飞马—仙女大方框”。仙女座就在这个位置。仙女座α星是颗二等星,它与东北方向的一颗三等星和两颗二等星排成一列,构成仙女座的主干。其中的γ星是一颗美丽的三合星:主星为橙黄色,两颗伴星,一是青绿色,一是橙色。著名的一年一次的(11月20日前后)仙女座流星雨,便以这颗γ星为辐射点。

    仙女座有不少星云、星团。美国著名天文学家哈勃证实,最著名的仙女座大星云31是一个庞大的河外星系,距离我们约200万光年,是距离我们最近的河外星系之一。

    仙女座的得名来自古希腊神话中的美丽公主安德洛墨达。她是埃塞俄比亚国 王刻甫斯的女儿。她的母后因炫耀她的美貌而得罪了海神,埃塞俄比亚百姓因此蒙受苦难,备受海怪危害。国王刻甫斯受神的启示,忍痛将心爱的公主安德洛墨达用锁链锁在岩石上,供海怪享用。正当海怪袭击公主时,英雄珀耳修斯恰巧骑飞马路过,救下了公主,并与公主结为夫妻。他们相亲相爱,形影不离。后来公主升天成为仙女座,珀耳修斯紧跟其后,成为英仙座。

    手提魔头的英仙座

    珀耳修斯是古希腊神话中的大英雄,他是天神宙斯的儿子。他答应了智慧女神雅典娜的要求,决定取来怪物墨杜萨的头,为民除害。墨杜萨的每根头发都是毒蛇,最可怕的是她的那双眼,看一眼谁,谁就会变成石头。珀耳修斯用智慧女神借给他的闪亮盾牌,机智地战胜了墨杜萨,取下了她的头。在返回的路上,恰遇海怪要加害公主安德洛墨达,便用墨杜萨的头将海怪变成了石头,救了公主,并与公主结了婚。珀耳修斯把墨杜萨的头献给了雅典娜,女神也实践了自己的诺言,将珀耳修斯升到天上,成为王族星座的成员之一:英仙座。

    天上的狮子精——狮子座

    以牧夫座最亮星大角和室女座最亮星角宿一为顶点,向西作一个等边三角形,在另一顶点,我们会看到一颗二等亮星,它就是狮子座的β星(又叫五帝座一),构成了狮子的尾巴尖。

    狮子座是12个黄道星座之一,位于室女座和巨蟹座之间,是春季夜空中一个壮丽的大星座。相传,狮子座原是一头凶猛的狮子精,全身刀枪不入,吼叫声震天动地。它住在宙斯神殿附近尼米亚山谷,常常下山危害人畜。天神宙斯和密刻奈王妃阿尔克墨涅的儿子海格立斯神力无比,他决心为民除害,杀死了狮子。为纪念这位盖世英雄,宙斯把狮子精升到天上,狮子座从此成为英雄海格立斯的丰碑。

    给狮子座带来荣耀的不仅是古希腊神话中英雄的业绩,还有壮观无比的狮子座流星雨。每隔33年,我们就可以看到从狮子座的流星辐射点喷射的流星雨,犹如节日的焰火一般。

    猎户座的仇敌——天蝎座

    古希腊神话中,有一个非常狂妄的猎人名叫奥利安。他吹嘘说:“天下没谁能比我更厉害的了,任何动物只要碰到我这根棒子,就叫它立即完蛋。”猎人的狂言激怒了天庭的众神,神后便派出一只毒蝎,与猎人较量。结果夸口的猎人被毒蝎咬伤。宙斯将毒蝎升天成为天蝎座,猎人奥利安亦升天为猎人座。为防止这对仇敌再相争斗,宙斯将他们安置在天球两边,一个升起时,另一个便落下,永世不得相见。天蝎座位于黄道的最南端,在天秤座和人马座之间。它拥有两颗一等亮星——天蝎α(心宿二),5颗二等星和10颗三等星。这些星排列为“S”

    形,如同一只大蝎子横卧在银河南端,“大蝎子”的心脏就是心宿二。

    心宿二是一颗放射着红光的美丽星星,它不仅是天蝎座中最亮的一等星,也是夏夜南天中最亮星之一。有趣的是,心宿二不是一颗星,而是由两颗星组成,天文学把这种星叫双星。心宿星以其庞大的体积而著称,仅主星的直径就是太阳直径的600倍,密度却不到太阳密度的1/5000000,是一颗红色超巨星。目前,这颗超巨星及其附近的100多颗亮星,正以每秒24公里的速度向南挺进,所以,天文学家们把它们统称为“天蝎座、半人马座运动星团”。

    英雄的丰碑——武仙座

    顺着北斗星的斗柄曲线方向向西延伸,会碰到一颗橙黄色的亮星,即牧夫座的大角星。由大角星向织女星引出一条直线,途中会遇到两个星座。第一个是北冕座,这是一个由7颗星组成的半球形小星座。第二个就是靠近织女星的武仙座。

    武仙座是夏季夜空中一个庞大的星座。武仙座中有相当多的三等星和四等星,所以,尽管它一颗二等以上的亮星也没有,却仍旧变得很明亮。新近发现它有一对迄今宇宙最红的天体。

    武仙座中,有一个著名的M13球状星团。它是由30多万颗星星密集而成的一个巨大球体,直径为35光年,亮度相当于四等星。1934年,武仙座中有一次新星爆发,十分耀眼,亮度曾达到一等。

    武仙座是古希腊神话中的盖世英雄海格立斯的丰碑。传说海格立斯是一位威力无比的英雄。他一生完成了许多伟大业绩,最受人们称道的主要有12个:消 灭狮子精、铲除水蛇精和大毒蟹等。他还去解救过为人类盗取天火火种的普罗米修斯。海格立斯死后,宙斯怀念这个英勇无比的儿子,便封他为神,将他升入天空,成为武仙座。

    全天最长的星座——长蛇座

    全天88个星座中长度最长、面积最大的星座是长蛇座,它头顶巨蟹座,尾扫天秤座,横跨1/4天际。

    长蛇座是希腊神话中的大英雄海格立斯的又一块丰碑。相传长蛇座是水蛇精许德拉的化身。这条蛇精有9个头,9张嘴毒气齐喷,危害无比。如果砍掉它的一个头,立即会长出两个头,凶猛倍增。盖世英雄海格立斯消灭了狮子精后,又与他的侄子伊俄拉俄斯一起去寻找水蛇精,为民除害。为防止蛇精的头不断成倍长出,他们采取了一个妙法:每当海格立斯砍掉一个蛇头,伊俄拉俄斯马上用火烧焦蛇精颈部的伤口,使蛇头长不出来。凭勇气和智慧,他们终于消灭了水蛇精。

    为纪念海格立斯的功绩,宙斯将这条水蛇精升上天空,每当人们看到这条长长的长蛇座时,就会怀念这位勇斗水蛇精的英雄海格立斯。

    观测长蛇座时,我们还会发现,这条“蛇”的背上,似乎扛着一个沉重的大钵,这个“钵”就是巨爵座。“蛇”的尾部有一只乌鸦(乌鸦座)。正在不断地啄着,或许它的亲人曾惨遭过长蛇的毒害,此刻是在报仇吧?值得一提的是,长蛇座虽然其长无比,却无一颗耀眼的星。只有一颗放射红光的二等亮星星宿一(即长蛇α座),长蛇座的心脏就是星宿一。由于星宿一四周没有其他亮星,孤零零地一星独处,因此,阿拉伯人又形象地称之为“孤独者”。

    美丽多情的星座——天鹅座

    夏季的夜空中,由一些亮星排列成十字形,好像一个抻长脖子的天鹅,展开双翼,向南飞翔,这就是天鹅星座。

    天鹅星座的拉丁名是Cygnus,简写为Cyg,意为“天鹅”。

    在希腊神话传说中,天神宙斯为公主勒达的美貌所吸引,但怕生性嫉妒的神后赫拉愤怒,并且若以自己的形象出现很难诱动这纯洁的少女。于是,他便想出一条诡计,变形为一只天鹅。一天,勒达正在一个小岛上游玩,忽见从白云间飞 下一只天鹅,它是那样美丽可爱,毫不怕人,任凭勒达抚摸和搂抱,它的羽毛洁白,身体柔软,勒达爱不释手,心中充满陶醉与兴奋,不知不觉竟抱着天鹅进入了梦乡。她醒来时,天鹅恋恋不舍地离开了她,展开强壮的双翅飞向天空。勒达回到王宫后身体感到不舒服,不久发现竟怀孕了。等到十月怀胎期满,生下一对孪生子。就是后来成为双子星座的希腊英雄卡斯托尔和波吕丢克斯。后来,勒达遵从父王之命,嫁给了斯巴达国王廷达瑞俄斯为妻,又生了两个女儿,一个叫吕夫涅斯特拉,嫁给了特洛伊战争中希腊人的最高统帅阿伽门农;一个叫海伦,嫁给了阿伽门农的弟弟墨涅拉俄斯。宙斯回到天庭后,非常高兴,为纪念这次罗曼史,就把他化身的天鹅留在了天上,成为天鹅星座。

    每年9月25日20时,天鹅星座升上中天。夏秋季节是观测天鹅座的最佳时期。有趣的是,天鹅座由升到落真如同天鹅飞翔一般:它侧着身子由东北方升上天空,到天顶时,头指南偏西,移到西北方时,变成头朝下尾朝上没入地平线。

    天鹅座的尾部,有一颗一等亮星天津四。在天津四的东部不远处,就是除太阳外离地球最近的第13位恒星——天鹅座61星。它离地球约11光年,你的眼力好的话,可以在晴朗的夜空看到它。

    永恒的纪念碑——天琴座

    天鹅星座西南有一个面积不过285平方公里的小星座——天琴星座。天琴星座的拉丁语名是Lyra,简写为Lyr,意为“琴”。它是“夏季大三角”的一个组成部分。

    每当夏秋季节,人们仰望夜空中的天琴星座时,就会想起希腊神话中的那位不幸的音乐天才——俄耳甫斯。

    俄耳甫斯是太阳神阿波罗和艺术女神缪斯九姐妹之一的卡利俄帕爱情的结晶。阿波罗还是音乐之神。俄耳甫斯继承了父母的才能,不但有优美的歌喉,还是举世无双的弹琴圣手。为此,阿波罗亲自送给他一把宝琴,当他演奏时,不但天上的神和地上的人类为之陶醉而忘却一切烦恼,就连森林中的野兽听了他的琴声也变得柔顺温和了。俄耳甫斯用他的琴声战胜了海妖,帮助寻找金羊毛的大英雄伊阿米等人顺利远航。有一次他在林中弹琴唱歌,引起仙女欧律狄克的爱慕,他也为仙女的美貌而倾倒,不久两人就幸福地举行了婚礼。不幸的事发生了,仙女在林间游玩时不慎被毒蛇咬伤中毒而死去。失去爱妻的俄耳甫斯痛不欲生,决定亲自下黄泉把欧律狄克找回来。他一路弹着阿波罗的宝琴,唱着凄婉的哀歌, 向地狱走去。他的歌声感动了冥河上的艄公卡戎,帮他渡过了生死河,看守地狱大门的是一只长着3个头的狗克尔柏洛斯,它也为俄耳甫斯的琴声而垂下头,甚至连冷酷的冥府之神哈德斯也被他哀婉凄楚的旋律所感动,萌发了怜悯之心,同意欧律狄克返回人世,但提出一个严厉的告诫,在他们到达人世间之前,俄耳甫斯绝对不可回头。满心欢喜的俄耳甫斯拜谢过冥王,领着他的爱妻急忙向光明的人间走去,当他们离开幽暗的黄泉,渡过冥河,光明的人间已经近在眼前,快乐的俄耳甫斯忘记了冥王的告诫,忍不住回头看他的爱妻。就在这一瞬间,欧律狄克在悲惨的呼救声中又被死亡之手拽回地狱。俄耳甫斯悔痛欲死,从此他脸上失去笑容,再也听不到他的琴声和歌声了。不料,当他正孤单地在林间徘徊之际,遇上了酒神的侍女们,她们要求他为酒神的节日弹琴助兴,遭到他的拒绝后,狂怒的侍女们便把他杀死,并把他碎尸抛进河里。缪斯女神将他的尸骨收拾起来埋葬在奥林匹斯山麓。阿波罗怀念他的孩子便请求宙斯,宙斯也同情俄耳甫斯的悲惨遭遇,就将他用过的宝琴升上天空,成为天琴座,成为这位不幸的音乐天才的永恒的纪念碑。

    天琴座中的主星天琴α,就是我们熟悉的织女星。在织女星附近有4颗小星构成一个小小的菱形,就是织女用的梭子。而在古希腊神话中,“织女”和“梭子”等星则被想象为一架七弦琴,即天才音乐家俄耳甫斯的宝琴。

    半人半马神齐龙的悲剧——人马座

    人马座象征古希腊神话中博学聪明的半人马神齐龙张弓射箭的形象。传说在那些上半身是人、下半身为马的半兽神中,有个名叫齐龙的马人是个精通武艺、博学多知的教育家,他隐居在一个山洞里,以传授技艺为业。只要学到他的一门技艺,就可称雄于世。希腊神话中有许多英雄都是他的学生,如取金羊毛的伊阿米、战胜狮子精和水蛇精的海格立斯。不幸的是,海格立斯在一次与马人的交战中,用毒箭误杀了齐龙。宙斯痛惜齐龙的惨死,把它升上天,列为人马座。

    夏秋两季,人马座出现在上半夜的南天夜空中。它有两颗二等星,8颗三等星。如果把其中6颗较亮的星连接起来,就会构成一把小勺,与北斗七星这把大勺遥相呼应。因为它位于银河中,所以称为“银河之斗”,又称“南斗六星”。

    在人马座,有一些美丽而明亮的星云,其中有一个巨大的气体云,显得格外明亮。它的周围有许多明亮的星云和星团。因为它的外形犹如湖边亭亭玉立 的天鹅,所以天文学家给它起了个美丽的名字:白鸟星云。它还很像希腊字母“Ω”,又有人叫它奥米加星云。

    神医为何变成了蛇夫——蛇夫座、巨蛇座

    蛇夫座和巨蛇座位于银河西侧,属于夏季星座。蛇夫座和巨蛇座在夜空中构成一个蛇夫双手捉巨蛇的形象。这个勇敢的蛇夫就是古希腊神话中为民治病、解除民间疾苦的神医阿斯克勒庇俄斯。他是太阳神阿波罗的儿子,贤明的马人齐龙的学生。他从师学医,医术高明,治好了无数病人,使死去的人越来越少。气坏了冥王普赛东。一次,正当这位神医救活被毒蝎刺伤的猎人奥利安(猎户座)时,普赛东气急败坏。宙斯为维护神族的和睦,用雷电击毙了阿斯克勒庇俄斯和奥利安。阿斯克勒庇俄斯死后升天为蛇夫座。神医怎么会成蛇夫呢?原来希腊人把蛇蜕皮看作恢复青春,医生的工作也是使人起死回生,因此,希腊人把医生跟蛇联系在一起。

    蛇夫座是一个庞大的星座,也是唯一位于黄道又不属于黄道的星座。蛇夫座中有颗著名的巴纳德星,它是仅次于半人马座α星的离太阳系最近的恒星。在它的周围有几颗以不同周期绕转的星,有人猜测,这些星中若有类似地球的行星,或许会有智能人呢。

    蛇夫座将巨蛇座拦腰截断,使巨蛇座成为全天88个星座中唯一被分为两部分的星座:蛇头座位于蛇夫座以西,蛇尾座位于蛇夫座东南侧。

    牛郎星的家——天鹰座

    天神之王宙斯的女儿赫珀嫁给大英雄海格立斯后,赫后给神宴斟酒添水的差事需要一个接替的人,于是宙斯便化身一只鹰飞到大地上,抓来了一个叫革尼美德的美少年充当神宴的侍者。宙斯的化身天鹰被宙斯留在了天上,成为天鹰座。

    这是古希腊神话中有关天鹰座的传说。

    天鹰座的拉丁语为Aquila,简写为Aql。

    天鹰座位于天鹅座和天琴座的南边。其中亮于六等的恒星有70颗,四等星6颗,三等星5颗。第一亮星天鹰α是我们熟悉的牛郎星(又称河鼓二)。它是一颗亮度为0.77等的白色主序星,距离我们16光年。它又是一颗快速自转的恒星, 约7小时自转一周,而我们的太阳,自转周期平均约27天。天鹰座在我国传统的星官中相当于河鼓、右旗、天桴、天弁等。古阿拉伯人把天鹰座和天琴座看作两只雄鹰。欧洲人称天鹰座α星为“飞鹰”,天琴座α星则是“落鹰”。

    天鹰座是个新星多发区,1918年曾出现过一颗仅次于全天最亮的天狼星的亮度的新星——天鹰座V603。

    全天最美最亮的星座——猎户座

    在全天88个星座中,拥有亮星最多的是猎户座。它有两颗一等星,5颗二等星,3颗三等星和15颗四等星。这些灿烂的明星使猎户座成为全天最华丽、最明亮的星座。

    这个冬季最壮丽的星座也有一段动人的传说:海神波赛东的儿子奥利安是个出色的猎人,他每天带着心爱的猎犬西里乌斯去打猎。一天,他和太阳神阿波罗的妹妹、美丽的月神阿耳忒弥斯相遇,两人一见钟情。但是阿波罗却不喜欢这个猎人。有一天,兄妹俩同在天空巡视时阿波罗看见奥利安正在海中游泳,头露出海面,像块黑色礁石。阿波罗故意夸耀妹妹的箭法好,让她射海中“黑礁石”。

    结果,阿耳忒弥斯上当,一箭射死了自己的心上人奥利安。月神悲痛欲绝,宙斯十分同情这对恋人,答应了月神的请求,将奥利安升到天上,置于群星中最显耀的位置,成为猎户座。

    感人至深的星座——大犬座

    全天最亮的恒星是天狼星。天狼星就是冬季南天夜空中的一个小星座——大犬座中的α星。整个星座如同一只飞奔的猎犬,扑向它西侧的天兔座。大犬座内共有122颗六等以上的恒星。天狼星恰在猎犬的鼻尖上。猎犬的腹部也是一颗明亮的星,它是亮如一等星的大犬座ε星,我国称之为弧矢七;大犬β(军市一)则位于猎犬的一只脚上。整个星座虽小,却十分明亮,尤其是璀璨的天狼星,更使大犬座引人注目。

    古希腊神话传说中,大犬座是猎人奥利安的爱犬西里乌斯的化身。奥利安不幸被自己的情人——月神阿耳忒弥斯误杀后,猎犬西里乌斯十分悲伤,终日不吃不喝,悲哀地吠叫,最后饿死在主人的屋里。天神宙斯深受感动,将这只猎犬升 到天上,成为大犬座。大犬座紧跟猎户座之后,以表示西里乌斯对主人的忠诚。

    宙斯唯恐猎犬西里乌斯在天上生活寂寞,找了只小狗与它为伴。这只小狗就是闪耀在大犬座北面的小犬座。

    小犬座内肉眼能看到的星星很少,但小犬α星(我国称为南河三)却是一颗一等亮星。南河三与猎户α星(参宿四)、大犬α星(天狼星)构成一个巨大的等边三角形,十分醒目地悬挂在夜空中,这就是著名的“冬季大三角”。

    一对同生共死的孪生兄弟——双子座

    相传,天神宙斯和勒达有一对双生子。哥哥叫卡斯托尔;弟弟叫波吕丢克斯。二人形影不离,亲密无间。哪知,哥哥在一次混战中不幸身亡,弟弟悲痛万分,请求父王宙斯让他们兄弟俩永远生活在一起。宙斯爱怜这对兄弟,答应了他的请求,将他们一起升到天上,成为双子座。

    双子座是12个黄道星座之一,它位于猎户座东北方,与位于银河之西的金牛座隔河相望。星座中有两颗亮星紧紧相靠,显得十分亲热,这就是分别象征宙斯的双生子卡斯托尔和波吕丢克斯的头部的双子α星(北河二)和双子β星(北河三)。300年前,双子α和双子β的亮度不相上下,而现在弟弟北河三仍是一等星,哥哥北河二却降为二等星,或许是哥哥受过重伤的缘故吧。

    双子座中有一个流星群,辐射点在双子座α星附近。每年12月11日前后流星雨从那里出现。流星雨旺发时,一道道流星的闪光,犹如光芒四射的银链,十分壮观。

    天神孙子的化身——御夫座

    御夫座也是冬季星座之一。它位于双子座的西北方向。御夫座中最亮的α星,我国称之为五车二。御夫座中的四颗星与银河对岸的金牛座的β星构成一个五边形。若将御夫θ星和御夫β星的连线向北延伸约3倍,就可看到北极星。

    御夫座是天神宙斯的孙子厄晨克托尼俄斯的化身。传说宙斯和神后赫拉的儿子赫斐斯塔司是个瘸子。他的儿子,即宙斯的孙子厄晨克托尼俄斯不幸也是个腿脚残疾、行走不便的孩子。但是厄晨克托尼俄斯非常聪明,他发明了四套马的马车,并能驾驶自如,弥补了自己不便行走的缺陷。宙斯褒奖他,将他连同他的马 车一并升上天,成为御夫座。在御夫的肩头还扛着一只母山羊和两只小羊羔。这三只羊也是大有来历的。古希腊神话中记载:天神宙斯的父亲克洛诺斯,生性残暴。他残忍地把自己的儿女一个个都吃掉了。宙斯出生时,他的母亲瑞亚怕他也被其父吞食,将一块石头塞入克洛诺斯口中。而偷偷把宙斯生养在克里特岛上,用母羊阿马尔菲亚的奶水喂养他。宙斯长大成人后,推翻了凶残的父王克洛诺斯的统治,成为众神之王。他为了报答母羊的哺乳之恩,将它和它的两只小羊羔升上天空,委托驾车的孙子厄晨克托尼俄斯照看它们。

    百头巨龙的化身——天龙座

    在北天夜空的大熊座、小熊座和武仙座之间,有一个如巨龙般呈“S”状盘旋于空中的星座,叫天龙座。

    古希腊神话传说,天神宙斯和神后赫拉结婚时,众神都带来贺礼献给新婚夫妇。该亚从海洋西岸带来一株结着许多金苹果的树作为礼物。以后,夜神的4个女儿就奉命看守和栽种金苹果树的果园,还派了一个永不睡眠的长着100个头、口喷火焰的巨龙协助看守。一生完成过12件冒险的英雄壮举的海格立斯,他的第11件冒险就是夺取3个金苹果。海格立斯找到正在赎罪背负着天的巨神阿特拉斯,答应代替阿特拉斯背负着天,条件是让巨神引诱巨龙入睡并杀死它,再用计骗过女仙们,摘取3个金苹果带回来。阿特拉斯依计取得金苹果,尝到了自由的快乐,不愿再背天了。海格立斯又设计,让巨神重新背上天,自己带着金苹果凯旋而归。后来,神后赫拉把百头巨龙升上天空,成为天龙座。

    天龙座尾巴上的α星,中国名叫右枢。4000多年前它曾是北极星。传说古埃及的金字塔塔底修筑的一条百米长的隧道,就是对着天龙α星挖掘的,古埃及的祭司们就从隧道里观察当时的北极星。而现在,天龙α星是颗比天龙β星和γ星都要暗的四等巨星。

    本世纪以来发生的最大的流星雨,就是著名的天龙座流星雨,它持续时间长达4小时,极大时每小时流星数在5000颗以上。

    永不陨落的星座——小熊星座

    在北半球高纬度地区的上空,有一个偎依在大熊星座身旁的永不落的小星 座,这就是小熊星座。

    古希腊神话中,小熊星座是受宙斯的妻子赫拉所害而变成大熊卡力斯托的儿子——阿卡斯的化身。英俊少年阿卡斯在林中打猎,已成熊身的卡力斯托看见离别15年之久的儿子,激动得忘记了自己是只熊,竟伸开双臂要拥抱阿卡斯。阿卡斯不知此熊是自己的生身母亲,慌忙举起猎枪,准备射击朝自己扑过来的熊。

    就在这千钧一发之际,阿卡斯的父亲、天神之王宙斯在天上看见了,他不愿亲子弑母的惨剧发生,使法术把阿卡斯变成小熊,将母子俩一起提升到天上,成为大熊星座和小熊星座。心胸狭窄的赫拉见母子二熊都升入空中,相偎相依、亲情无限,更是嫉妒之极,进一步加害可怜的母子:她让自己的哥哥——海神波赛东不许卡力斯托母子下海喝水,母子俩只好终年待在天上,这就是为什么大熊星座和小熊星座永远在北极上空转圈,不能落到地平线下的神话解释。

    小熊星座中最亮的α星就是著名的北极星,它率领着其他27颗六等以上星星组成小熊星座。小熊星座中有一个明显的类似北斗七星的小勺,是北极星与6颗二到四等星构成的,成为小熊的身躯和尾巴。北极星就在熊尾的末梢。与北斗七星这只大勺不同的是,小熊星座的勺不仅小,其形状和勺柄弯曲方式也自成一体。

    因为小熊星座靠近北极,所以地球北半球的大部分地区一年四季都能看见它。

    奔向远方的星座——室女座

    古希腊神话中,有位深受人们尊敬和爱戴的女神得墨忒耳。她是众神之王宙斯的姐姐,掌管植物和谷物生长的农业女神,同时也是主管真理和正义的女神。

    整个面积仅次于长蛇座的大星座——室女座,就是这位慈惠女神的化身。在室女座的西侧是天秤座,据说是室女用来称量善恶的天秤。

    室女座中最亮的α星(即角宿一)与几颗较近的星连在一起,形成一个“Y”形,α星就在“Y”形柄端。室女座α与牧夫座的大角星、狮子座的β星构成一个巨大的三角形,这就是著名的“春天大三角”,在春季黄昏至上半夜夜空中十分醒目。

    室女座里有一个庞大的星系团,它含有类似我们银河系那么大的星系2500个,这个著名的室女座星系团虽说是离我们最近的星系团之一,实际上离我们十分遥远,约数千万光年。尤其近年来,天文学家发现,室女座星系团正以每秒1150公里的速度远离我们地球而去。它要奔向何处?是什么吸引着它?至今仍是个疑团。

    星际尘埃云中的化合物

    如果只考虑可见光谱,则看不到星际间的物质。随着无线电天文学时代的到来,一切都变了。原来不发光的冷原子和原子化合物,现在我们可以说它们能发射较少的磁微波。

    1944年第二次世界大战时期,荷兰天文学家亨瑞克·克里斯托弗·范迪·胡斯特计算了冷氢原子在宇宙中的特性。他了解到这些氢原子的原子核和电子(每个氢原子只有一个电子)可以在同方向或反方向上排成行,每次当氢原子由一种形式转换为另一种形式时,会发射波长21厘米的微波。任何一个氢原子每隔11年或更长时间才会发射这种微波,但是在宇宙中有很多氢原子,所以总有这种微波的存在。美国物理学家爱德华·缪斯·伯塞尔在1951年探测到了这种微波的发射,这样就可以应用微波来跟踪星际空间中不寻常的冷氢气聚集体。

    当探测微波的方法被改进后,就能够探测到气体云的微小成分。例如探测到了一种很少见的氢原子,这种氢原子的原子核比普通氢原子的原子核重两倍。普通氢气是氢1,更重些的叫重氢或氢2。在1966年,我们探测到了体现氢2特征的微波,而且还有一些证据表明,从总体上说宇宙中20%的氢气是以氢2的形式存在的。

    通过微波发射的特性可以识别原子的结合,比如说,在宇宙中仅次于氢原子并且可以和其他原子结合的最普遍的是氧原子。在很长一段时间内,一个氧原子和一个氢原子可能会互相碰撞结合在一起形成一种羟基组化合物。这样的化合物可以发射或吸收四种波长的微波,其中有两种波长的微波于1963年在云中被观察到。

    天文学家们开始承认在薄薄的星际物质中有双原子化合物,虽然多原子化合物看起来还是不可能的。在1968年年底,水分子(两个氢原子和一个氧原子组成)和氨分子(三个氢原子和一个氮原子组成)被探测到了。

    这以后,有更多更复杂的化合物被发现,它们含有一个或多个碳原子,并由此创立了天体化学。天文学家还不能确定在近乎真空的宇宙中形成的分子有多复杂,有些分子可能会由13种原子组成,但是目前只有这样的可能,即如果能把探测仪送到星际云中(但不能送到离我们有太多光年远的星际云中),还可以探测到更复杂的化合物。

    银河系在移动吗

    在400年前,人们证实了地球绕太阳运动,在150年前又证实了太阳绕银河系中心运动,所以毫无疑问银河系也是运动的。

    关于银河系的最新研究表明,我们的银河系——银河是星系群中被叫作河内星系的一部分。银河系和仙女座是主要的两个星系,仙女座星系比银河星系大,它至少包括300亿颗恒星。在河内星系外是另一个大星系叫“玛菲星系”(以第一个研究它的天文学家的名字命名),它可能不属于河内星系。另外,在宇宙中有20个小星系,每个星系包括约100亿颗恒星。

    河内星系中的星系,包括我们银河系在内,大体上在绕整个系统的中心运动,而且它们都在以3.5万光年为直径的球体中。这么大的球体只是我们的近邻,在它的外面是星系群,其中有的比河内星系大,而且每个星系群还包括几千个星系。

    我们可以假设在星系群中星系绕某个引力中心运动,可是星系是怎样运动的呢?

    这个问题的答案,在天文学家们认识到有其他星系的存在之前,就已经有些眉目了。1921年,美国天文学家韦斯特·麦尔温·斯立弗测出了仙女座星云的无线电波的波速(当时这么叫),约为每秒200千米,其中一部分是由于太阳在绕银河系中心旋转的过程中向仙女座星系运动的结果。如果从仙女座的中心到银河系的中心进行测量,波速只有每秒50千米。

    这些处于普通状态的物体看起来离我们是这么远,但是斯立弗已经测出了15个星云的无线电波波速。除了仙女座星系和其他一个星系(后来被证明它是河内 星系的一部分)外,所有的星系都远离我们运动,而且有的退行速度还很高。

    其他天文学家继续从事这项研究,并发现所有的星系(除了斯立弗指出的那两个)都正在离我们而去,而且星系越模糊(所以假设星系越远),它们的退行速度也越快。

    美国天文学家米尔顿·拉萨力·胡马生为了得到这些比较模糊的星系的光谱,拍摄了很多照片,其中包括每夜发生的爆炸。在1928年他发现一个星系正在以每秒3800千米的速度后退。到1936年时,他又发现一个正在以每秒4万千米的速度后退的星系。

    这些发现产生了一个新问题,为什么所有的星系都在远离我们运动,为什么星系离得越远就退行得越快,是不是我们的星系有什么特殊的地方?是不是它排斥其他星系,并且排斥的速度随着距离变远而加强?这些问题都还不清楚。如果银河系产生斥力,那么它也会作用于河内星系本身,但它没有。而且斥力随着距离的增大而变得更强的结论看起来不太可能。一个磁极会排斥另一个和它同性的磁极,一个电荷会排斥另一个同种电荷,在这种情况下,斥力随距离的增大而减弱,所以关于我们的星系需要其他的解释。哈勃是第一个看见真正的恒星的人,他解决了这个问题。他注意到其他星系并不只是远离我们退行,它们彼此之间也越离越远。不管我们位于哪个星系,其他星系都会离我们越来越远,退行的速度看起来也都会随距离的增大而增大。哈勃在1929年得出结论,整个宇宙在不断膨胀,星系彼此之间的分离运动也是膨胀的一部分,而不是由于任何斥力的作用。

    事实上,1916年爱因斯坦就建立了一组描述整个宇宙特性的方程组,作为他相对论的一部分。这些方程组表明宇宙将会不断扩大,虽然当时爱因斯坦自己还没有意识到这个问题。

    银河系的中心在哪里

    古希腊人认为,人类居住的地球是宇宙中心。到16世纪,哥白尼把它降为一颗普通行星,把太阳作为宇宙中心天体。到18世纪,赫歇尔认为,太阳是银河系中心。20世纪,卡普利把太阳“流放”到银河系的悬臂上,离银河系中心有几万 光年之遥。

    当太阳“离开银心”之后,谁坐镇银心还是天文学家最关注的问题。特别是,银心的距离并不算远,理应把它的“主人”搞清楚。然而,对银心的观测并不容易,原因是银心处充满了尘埃。这层厚厚的面纱实在令人难以窥视其中的奥秘。

    随着观测手段的不断改进,人们对银心的了解也在不断增加。这主要是接收尘埃无法遮挡的红外线和射电源。它们就像医生测人体心电图一样,从红外线和射电波送来大量有用的信息。美国贝尔实验室的工程师詹斯基就是最先接收到银心射电波的。

    由于银心核球的红外线和射电波信号很强,它似乎不是一个简单的恒星密集核心,它可能是质量极大的矮星群。1971年,英国天文学家认为,核球中心部有一个大质量的致密核,或许还是一个黑洞,其质量约为太阳质量的100万倍。如果真是一个黑洞,银心应有一个强大的射电源。

    20世纪80年代,美国天文学家探测到以每秒200千米的速度绕银心运动的气体流,离中心越远速度越慢。他们估计这是银心黑洞的影响。另一些美国天文学家也宣布探测到银心的射电源,这说明银心可能是一个黑洞。

    苏联天文学家则认为,证明银心是黑洞的证据不足。他们认为,银心可能是恒星的诞生地,因为其中心有大量的分子云,总质量为太阳质量的10万倍,温度为200—300K。

    天文学家很关心银心是否为一个黑洞,为此,美国天文学家海尔斯提出了一个设想,即一对质量与太阳相当的双星从黑洞旁掠过时,其中一颗被黑洞吸进后,另一颗则以极高速度被抛射出去。经过计算,根据掠过黑洞表面的距离,这样的机会并不大。海尔斯的设想虽不能最终解释问题,但不失为一条探测的路子。然而,要最终搞清楚银心的构成仍有许多工作要做。

    银河系是整个宇宙吗

    赫歇耳曾经证明很多恒星组成了一个透镜形状的银河系,而且推测银河系就是整个宇宙。银河系的直径是10万光年,当中有约1500亿—2000亿颗恒星,人们 都认为银河系这么大的尺寸一定代表了整个宇宙的尺寸。在1910年以前还没有一个天文学家认为宇宙中的一部分会有这么大。

    整个宇宙并不只有银河系。在麦哲伦星云中李维特发现了“造父变星”的变化,并找到了一个可以用来证明银河系的真正大小和展现整个银河系的标准。从麦哲伦星云的“造父变星”的变化中我们可以得出大麦哲伦星云离我们有16万光年的距离,小麦哲伦星云离我们有20万光年的距离。当然麦哲伦星云可以被看作银河系的卫星,就像月亮是地球的卫星、行星是太阳的卫星一样。换句话说,我们可以把麦哲伦星云看作银河系外的边缘部分。

    在银河系外还有其他物质吗?有一个关于仙女座的猜测还没有被证实。仙女座星云看起来是一个模糊的星星,它是肉眼能看到的可见星云中的第四大星云。德国天文学家西蒙·马瑞斯在1612年第一次通过望远镜看到了仙女座,马歇尔把它列入不是彗星的模糊星云的表中,它在名单上列第31位,所以仙女座有时也叫“M31”。

    虽然仙女座星云看起来像一团旋涡气体,在形成过程中可能是一个恒星和行星系统,但拉普拉斯利用仙女座星云的灵感推算出了他的星云假说。伊曼内尔·肯特在1755年继续研究了这一假设并产生了一个不同的想法。他认为像仙女座这样的物体是遥远的恒星体系,并把它们叫作宇宙岛。事实正像他所想的那样,他是正确的,但他的想法却被忽略掉了。

    仙女座星云看上去是旋涡状的。在1845年和1850年之间,洛德·罗斯(命名白蟹座的人)观察了十多个同样旋涡状的其他星云。事实上,有些星云看起来像风车或旋涡。在莫森表上有一种M51星,它的表面有明显的旋涡,所以被叫做旋涡星云。

    这些旋涡状的星云又叫螺旋星云。仙女座就是其中之一,但由于它太远以至于看不清螺旋状的特征。在1990年以前可以看见1.3万种螺旋星云,它们是否都是银河系中代表行星系统形成过程的物体,这是值得争论的(后来发现银河系本身就有螺旋结构,但这在1900年时还不知道)。

    在此以前,人们就一直在研究天体光谱,在1864年威廉·哈金斯得到了猎户座的光谱,为暗色背景下的亮条纹。

    另外,在1899年首次得到的仙女座星云光谱正是科学家想要从恒星中获得的光谱。也许仙女座是一团恒星。可它要比银河和麦哲伦星云远很多,所以很难分辨出它上面有没有恒星。如果有,那么它一定是离我们星系很远的螺旋状星云,所以说宇宙比我们的银河系大得多。

    怎么解释这些问题呢?如果仙女座上的恒星太远以至于无法看见(假设它由恒星组成),那么比普通恒星亮的星星是什么呢?是新星吗?

    新星出现在“仙女座”

    1885年,新星出现在仙女座中,它被叫作仙女座S。它非常亮,用肉眼就可以看见,但是这并没有表明它真的就是仙女座的一部分,或许它只是仙女座星云方向上形成的一颗新星,在仙女座前面发光,而与仙女座没有任何关系。

    美国天文学家赫伯·窦斯特·科蒂斯进行了有关新星研究所需的工作。通过仔细研究,他在仙女座星云中找到了大量新星的小火花。这里有这么多的新星以至于有理由相信,新星几乎不可能出现在与星云不同方向的地方,天空或没有其他同样大小的区域在短时间内会产生这么多的新星,所以看起来在仙女座上的新星确实就在仙女座星云上。

    另外,大多数仙女座上的新星微弱得几乎看不见,它们比那些在银河系上的新星要弱。仙女座新星看起来很微弱,所以它可能离我们很远,在我们的银河系外(那么为什么仙女座S这么亮呢?科学家指出它不是一颗普通的新星,而是一颗超新星)。

    科蒂斯在1918年发表的这一观点震动了天文学领域,但这个观点没有人相信。在1920年,科蒂斯和夏普列(确定银河系大小的人)就星云是否属于银河系这一问题展开了激烈的讨论,夏普列坚决反对科蒂斯的观点。这次争辩没有结果,但是随着时间的流逝,事实变得越来越明显——科蒂斯是完全正确的。

    银河系旋臂之谜

    星系分为四类,其中不规则星系占3%,椭圆星系占17%,旋涡和棒旋星系 占80%。银河系属旋涡星系中的第二类。

    20世纪30年代,人们开始破解银河系结构之谜。40年代,荷兰科学家赫尔斯特认为冷氢能发出一种射电辐射。当时德国占领着荷兰,科研陷于停顿。到1951年,探测这种辐射的工作由美国天文学家尤恩和珀塞尔完成。

    这项探测工作非常重要,于是在测定氢云的分布和运动的基础上,揭示了银河系的螺旋结构,进而发现许多河外星系也是螺旋结构。

    到现在为止,人们已发现银河系有四条对称的旋臂,即靠近银心方向的人马座主旋臂猎户座旋臂和英仙座旋臂,太阳就位于猎户座臂的内侧。20世纪70年代期间,人们探测银河系一氧化碳分子的分布,又发现了第四条旋臂,它跨越狐狸座和天鹅座。1976年,两位法国天文学家绘制出这四条旋臂在银河系中的位置,这是迄今最好的银河系旋涡结构图像。

    为什么银河系会存在旋涡结构呢?一般认为是由于银河系的自转。20世纪20年代,荷兰天文学家奥尔特认为,恒星围绕银心旋转就像行星围绕太阳一样,并且距银心近的恒星运动得快,距离远的运动得慢。他算出太阳绕银心的公转速度为每秒220千米,绕银心一周要花2.5亿年。

    为什么会存在旋臂构造呢?按说,这些旋臂随银河系运转应越缠越紧。太阳绕银心已转了约20周了,应缠得很紧了,看不到旋臂了。为此,1942年,瑞典天文学家林德布拉德提出“密度波”概念。1964年,美籍华裔科学家林家翘发表了系统的密度波理论,初步解释了旋臂的稳定性。

    1982年,美国天文学家贾纳斯和艾德勒完成对银河系434个银河星图的图表绘制,说明了每个星团的距离和年龄。他们发现,银河系并没有旋涡结构,而只是一小段一小段的零散旋臂,旋涡只是一种“幻影”,这是因为银河系各处产生的恒星总是沿银河系旋转方向形成一种“串珠”。而不断产生的新恒星连续地显现着旋涡的幻影。

    这的确是一次严重的挑战,至今还难于回答银河系究竟有没有旋涡结构,是大尺度连续的双臂或四臂结构,还是零散的局部旋臂。

    “银河气弧”之谜

    美国天文学家卖里斯等人利用国家天文台的巨大天线阵,观察到银河系中心有一道由星际圆盘延伸而出的巨型气弧,它“颇为壮观”,“与银河系圆盘几乎垂直”。我们就称之为“银河气弧”吧。

    这个特大尺寸的气弧的长度估计在150光年以上,它放射出强烈的无线电波。观察发现,气弧是由长条丝状体组成,它们像绳索一样,能随意扭转。这道气弧的存在,似乎暗示着一个磁场,正从圆盘伸展出来。虽然该磁场也具有南北磁极,但并非对称分布。好多国家的天文台在介绍天体奥秘时都谈到银河气弧,并且有形象的录像播放。那么银河中心的这种“偶极磁场”对于星球的形成究竟会产生什么作用呢?天文学界对“银河气弧”正进行着探讨和研究。

    太空生活

    到太空移民去

    宇宙深邃,太空浩渺,令人神往。古今中外,人世间多少神话故事、科学幻想,期望有一天人类能“上九天揽月”,移居到那美妙的“天上人间”。

    自1957年苏联发射第一颗人造卫星以来,人类先后向太空成功发射了各种卫星、飞船探测器,并顺利地登上了月球。科学家们预计,人类移民太空已为期不远了。

    航天先驱齐科夫斯基和戈达德都提出过太空移民的设想。20世纪30年代,西方社会普遍出现经济大萧条。这使一些人从离开地球的角度考虑人类的前途和命 运。英国有科学家设想,为了摆脱危机,人类可以乘坐巨大的太空“诺亚方舟”

    离开地球,到宇宙空间去找出路。此后,又出现了许多建造太空城和进行星际大移民的设想。

    提出建造太空城和实现太空移民的想法

    1969年,美国普林斯顿大学教授杰拉德·奥尼尔认为,地球已经到了承受人类发展的极限。要永久性地解决生态、资源、人口等问题,最好的办法是在太空中建造一个个太空城,逐步把人类都移居到地球周围的太空城中,让地球长时间按自然力的作用进行重新改造,恢复几百年甚至上千年后,地球会在没有人干预的情况下,轻装上阵,变得更加生机勃勃、动物成群、绿树成荫、风调雨顺、风和日丽、万象更新。如果有必要人类还可以重返地球。

    奥尼尔设想的太空城由一对圆筒组成。太空城内壁上建有适于植物生长的自然环境,上面种植百草花木,有给水装置、河流和湖泊。除了这些人工自然环境外,太空城内还有道路、居住区、娱乐区、商业区、工作区等。太空城外有太阳光反射板,用计算机控制进入太空城内的光量,人工创造白天、黑夜以及四季交替。太空城一端有大型太阳能发电站,另一端是航天飞机或宇宙飞船停泊的舱口。奥尼尔制定了四种未来太空城设计模型。最小的长1000米,直径200米,可供10000人居住。最大的长32千米,直径6.4千米,可供2000万人居住。

    这种“天上的街市”能实现吗?许多专家认为,困难的是如何筹集巨额资金和改变人的观念。只要经济情况允许,发达国家愿意作出努力。建造太空城、进行太空移民并不存在很大的技术问题。地球面临的问题总要解决,逃离地球、移民太空的设想听起来有些悲观,但仍不失为解决人类困境的途径之一。

    太空港

    21世纪初,人类将在近地轨道、围绕月球和火星轨道,以及在地—月系统中的自由点上陆续建成空间港,作为空间客运的转运站。其间将有巡天飞船常年巡回飞行,又有转运飞船像驳船一样在空间港与巡天飞船之间接货物和人员。当近地空间港和火星空间港建成后,便形成一个完整的航天运输网络。人类如要长期地在月球、火星和空间港上工作、生活、定居,必须不依赖于地球而开发完全能自给自足 的生物圈,并建成初期前哨站和基地,形成开发太阳系的完整系统。

    太空桥

    21世纪,人类将进一步发展空间技术,开辟通天路,架设星际桥,实现开拓天疆的伟大理想。通过降低将有效载荷运输到轨道上的费用,把载人和载货的任务分开。运货仍采用大型运载火箭;载人则采用有翼天地往返运输系统,使其全部能重复使用。其中,人们将要创造出具有多种优良性能如应急、机动性良好的空天飞机,可以水平起飞、水平降落。设计方案有X—30试验机(“东方快车”)、霍托尔、森格尔等。

    太空发电厂

    一些国家正在酝酿一项解决地球能源危机的计划——建造太空发电厂。太空发电厂由两部分组成:太空部分——太阳能发电卫星,地面部分——接收电站。

    用火箭将太阳能发电卫星发射到空间轨道上,发电卫星在太空将太阳能转化成电能,通过微波传送到地面接收电站,再向用户供电。

    太阳是个巨大的能源库,太阳辐射发出巨大的能量。由于地球有层“厚厚的外衣”,射向地球的太阳能大部分被吸收掉了。因此只有把发电卫星发射到空气稀薄的外层空间轨道上去,才能充分地将太阳能转化为电能。

    1992年,日本宇宙科学研究所制造了一颗小型太阳能发电卫星,其外形为三角柱形,设计输出功率为1万千瓦,卫星轨道高度为1000千米。发电卫星上安装有送电天线和由非晶硅组成的板状太阳能电池阵,每两小时绕地球一周。当卫星运行接近地面接收天线时,立即发射频率为2450兆赫的微波,并把微波集成一股射向地面接收天线。

    据美国国防部防卫尖端技术研究计划局新近透露,美国打算向空间发射5—16座100千瓦级的小型核电站,并进一步研制供给宇宙基地能源的大型核电站。

    太空加油站

    美国伊利诺伊大学核工程学专家预测,今后在太空飞行的航天器将可以在 月球和木星上的聚变燃料加油站灌满油箱。因为聚变能不仅作为太空飞行器的动力,而且也可作为轨道航天器站的动力。木星和月球上有大量可用于核聚变的元素,如氘和氦。月球上将建造第一个加油站,为航天器飞往火星途中“接力”。

    太空工厂

    人类在太空建造永久性建筑日益成为可能,太空工厂将列入第一批太空建筑。由于脱离了重力约束,在高度真空的特殊条件下,太空工厂将成为制造某些地球上不能制造的稀有产品的理想场所。由航天飞机把原料送往太空工厂,或者利用太阳系各行星中的资源,制造加工成所需的产品后再运回地球。因为太空不存在冷热对流、浓淡、沉淀等现象,所以太空工厂制造的药品比在地面上制造的纯度至少高5倍,制药的速度快400倍。

    太空农场

    美、日、欧在21世纪的太空计划中,将“植物在密封太空舱内进行长期实验”列为重点研究项目,并正在设计太空农场。科学家认为,太空农场可能建成球冠状,利用其外面可以转动的反射镜调节室内温度,从而使植物处于像地球上的生长环境一样。

    科学家对从月球上取回的土壤进行了分析,认为只要略加改造即可用来作为太空农场种植庄稼的土壤。同时,还可用来提取氧气和合成水分,以供“太空人”生活之需。

    太空农场种植庄稼,无需除草和喷洒农药,所以没有污染,生产出的蔬菜和水果非常洁净。另外,太空农场全部是自动化作业,只需在“控制室”操纵按钮,即可对作物进行全面管理。

    俄罗斯的“和平”号空间站上有一个太空温室,面积约为900平方厘米,播种了数十粒不同品种小麦的“太空种子”。在太空失重条件下,播种的小麦可望在70—90天后成熟。在这个封闭的太空温室内,松土、浇灌等所有农活均是在宇航员控制下由机器人自动操作完成的。

    太空宾馆

    21世纪,太空将会成为人类的又一旅游胜地。日本清水公司与美国贝尔和特罗蒂公司的专家设计了一种太空宾馆,它将处于地球上空450千米的高度,形状犹如直径140米的大型游艺场,房间可供大约100名旅游者住宿。为避免太空旅游者因失重而产生不舒服的感觉,太空宾馆将每分钟自转3圈,从而产生类似地球的引力。美国航天专家认为,由于宇宙航行非常安全,参加旅游的人不一定要有运动员那样的体魄,只要经过一般的体格检查,体能达到一定状况就可以了。人们完全可以期待有朝一日可以像出差到外地一样收拾简单的行装,穿上宇宙服,搭乘航天飞机到太空遨游,入住太空宾馆。

    太空生态实验舱

    美国宇航局为了配合星际探险计划,与波音公司合作研制一种名为“太空花园”的实验性太空舱。这种新型的太空舱,实际上是一个控制生态的“生命维持系统”。在这个系统中,将种植诸如橙、棉花和粮食等植物,为太空人提供食物、饮用水,回收他们排出的二氧化碳及粪便。科技人员还将采用小球藻系统排除二氧化碳,制造氧气,使空气保持新鲜。如遇紧急情况,空气和水可以自成系统,分开使用。太空花园设有引力相对较弱的“运动区”,供游人们尽情从事“太空运动”。

    太空城市

    由于世界人口急剧膨胀,地球变得越来越拥挤,于是科学家们提出了建立太空城的设想。美国科学家拟建的太空城,一种设计方案是一个旋转的圆筒,圆筒的一端对着太阳,另一头为半球形。一座半径为100米、长为4000米的圆筒太空城可容纳大约1万名居民。另一种设计方案是轮状的供中心旋转的太空城,太空城的整个直径2800米,轮圈本身的直径为300米,轮的外缘是太空城的地面,轮的内缘是太空城的顶部,“屋顶”由透明的材料做成天窗,阳光从天窗射进来,经过调节,使太空城明亮且温暖如春。

    科学家们一致认为:人类移居太空不再是虚无缥缈的幻想,人类大规模移居太空已为期不远。飞出地球去,天上有人间!

    宇航员的太空行走

    2000年9月11日,美国阿特兰蒂斯号航天飞机上的两名宇航员成功地在离地面370公里的太空进行了长达6个小时的太空行走,为建设中的国际空间站安装了电缆等设备。

    顾名思义,太空行走是指宇航员乘坐载人航天器进入太空以后施展的一种行为。广义上的太空行走,包括三种情况:一是在密封的载人航天器中行走;二是在舱外宇宙空间的行走;三是在其他天体如月球上的行走。通常说的太空行走,专指宇航员在舱外浩瀚宇宙中的行走。

    这种太空行走,比人们在地面上的行走困难得多,但由于其在空间事业上具有无可替代的重要作用,故而历来被航天专家所重视。宇航员步入太空以后,可以从事各种复杂的空间作业,如施放、回收、修理和捕捉航天器,开展科学研究、组装空间站、建设太空城等。这对开发利用空间资源都有重要意义。虽然利用机器人也可以代替人在太空开展工作,但是机器人无法从根本上发挥人的作用。人具有创造力、应变能力和适应能力,有预见性和主动性,能够处理各种意外事件,而机器人却不能。从长远看,人类要征服太空的其他天体,总要走出载人航天器身临其境。因此,太空行走乃是空间事业发展的必然要求。

    自20世纪60年代以来,宇航员已成功地进行了一百多次太空行走。第一次是1965年3月18日苏联上升2号宇宙飞船上的宇航员里昂诺夫完成的,他在太空行走了24分钟。接着美国宇航员怀特于同年6月5日从双子星座4号飞船出舱进行了太空行走,历时20分钟。世界上第一次未系保险带的太空行走是1984年2月7日美国宇航员麦坎德利斯和斯图尔特从挑战者号航天飞机上先后出舱完成的。由于太空环境与地面大相径庭,故而对太空行走的宇航员需采取特殊技术措施加以保护。

    首先,宇航员必须穿着价值连城的航天服。因为太空是真空状态,没有大气压力,温度变化很大,阳光照射时可高达100多摄氏度,无阳光时可低至零下200多摄氏度,又存在着能伤害人体的各种辐射和微流星体,故而在那里行走时,必须身穿具有生命保障的航天服。该服背部携有生命背包,主要有氧气瓶、水箱、 二氧化碳处理装置、温控和调节器等设备。

    其次,宇航员出舱前必须吸一段时间的氧气。为避免造成严重疾病,故而出舱前需要吸取纯氧将体内氮气排出,以免隐患。为此,需有专用供氧设备。

    再次,宇航员必须携带喷气背包和通信设备。处于失重状态的宇航员操纵喷嘴朝不同方向喷气,就可使自己向前向后左右上下运动。通信设备又叫通信背包,供宇航员与有关方面进行联系。

    最后,宇航员一般还需身携保险带。虽然也有宇航员不携保险带亦进行太空行走,但那是偶然为之。保险带把宇航员和飞行座舱连接起来,以确保安全。

    履行空间作业

    宇航员以太空行走的方式施放、回收、修理和捕捉航天器早已变为现实。美国宇航员乘坐航天飞机不仅施放了多颗卫星,而且还把在太空运行的发生故障的个别卫星捕捉后加以修理重新置于轨道继续开展工作。有的故障卫星被回收后返归地面,经修理后又从地面发射升空。

    这种给卫星或添加燃料,或更换零部件,或检查维护以排除故障等做法,对延长卫星寿命、提高其工作年限和节约资金都有重要的无法替代的作用。

    火星大餐新鲜出炉

    下一代太空人也许再不必为他们的胃担心了。志愿者们进行了一项实验——吃了30天的“火星大餐”,效果是令人满意的。这项计划是由美国宇航局资助的,旨在为将来长达1000天的载人火星探测计划制订一份既科学又美味的食谱。

    一个由康奈尔大学的琼·亨特领导的研究小组花费了两年的时间,利用小麦、西红柿、大豆以及胡萝卜为原料,为宇航员配制出了200余种素食食谱。而所有这些原料都来自于由美国宇航局提出的,供最后选择的15种可以在火星的温室中利用营养液栽培的农作物。“被测试者对这些食物都表示出喜好,但我们更希望了解作为一种经常性的食品,它们能否被宇航员所接受。”亨特说道。

    这份“火星食谱”包括了各种各样的、易于宇航员制作的膳食,并且能为宇航员提供适当的营养。研究人员特别注意减少宇航员对钠和铁的摄取量。亨特指出,当水在全体宇航员、生物反应器之间循环时,钠元素将能够达到一个对人体 有害的水平。同时,宇航员的血液中只需要少量的铁。

    未来的“火星人”——16名康奈尔大学的职员,成为第一批吃“螃蟹”的人。这份“火星大餐”包括黑豆肉辣酱——通过炖和煸炒一种以小麦为原料的肉类替代品而制成的食物,以及汤和三明治。这套食谱得到了志愿者们的肯定,“我觉得火星食品的味道好极了”。“火星人”伊丽莎白·巴博考克这样说道。

    火星食谱的研制对整个火星探测计划都有着重要的意义。在人类飞往火星的漫长旅途中,令人厌倦的单调食物将很有可能造成宇航员的心理问题。在生理上,由于食物的单一,曾导致俄罗斯“和平号”轨道空间站上的宇航员出现体重下降的严重后果。同时,如果能够在那颗红色的星球种植农作物,就可以大大降低装载大量食品所需的高昂成本,无形中,人类或许已离火星更近了一步。

    “宇宙农园”种植新鲜蔬菜

    日本中央农业综合研究所开发出一种能在失重环境中固定土壤、栽培农作物的装置。它可以用来在太空种植新鲜蔬菜,供空间站的宇航员享用,研究人员把它称为“宇宙农园”。

    “宇宙农园”形状像一个水柜,里面装有土壤。研究人员在土壤中埋入开有小口的陶瓷管,用气泵抽出管中空气,然后把它放入模拟的航天器中进行实验,结果证明在失重状态下土壤不会飞散。

    研究小组负责人平藤雅之说,宇航员在太空中很想吃上新鲜蔬菜,但在太空环境栽培植物仍在使用营养液进行无土栽培,这存在着溶液难以管理、容器装置太重等缺点。如果用“宇宙农园”栽培植物,就可以利用宇航员的生活垃圾,管理起来也相对容易。

    太空飞行与健康

    美国前总统布什说,现在已经到了把人送上火星的时候了。他还要在2019年让人们看到美国的国旗飘扬在火星上,可是生物学家和医学家们却没有那么大的把握。

    飞向火星来回大约要2年,飞向其他星球可能要几年、甚至几十年的时间。

    而以往的飞行不过几个月,最长也不超过2年。参加211天飞行的两名苏联航天员飞行中每天坚持锻炼,仍感到肌肉无力。

    美国和苏联都观察了小鼠和大鼠在失重飞行后主要器官组织形态学的变化,这些动物仅参加失重飞行,返回后已出现了很多变化:失重后动物的红细胞减少,这种现象被称为“航天贫血症”;鼠飞行后肌肉明显萎缩;骨质疏松、骨骼强度降低。

    除失重外,航天中的其他因素如辐射、大气压力变化、多种有害气体等对人也有影响。尤其辐射是一个严重的威胁。到火星或更远的星球去航行不像登月,登月时其轨道离地球近,尽管那里的地磁场较弱,大气也较稀薄,还是能对辐射起到一定防护作用。而在更远的太空里,充满了宇宙射线,由于失去了天然的防护,辐射对人的影响会更严重。

    人进入太空已成为事实,但要人在太空中长期生活、成家立业却是一个难题。苏联科学家根据几次太空飞行的结果,只提出了人可以适应一年半太空飞行而不会发生严重医学问题的看法,这样短的时间对于星际航行是远远不够的。因此,美国和苏联(俄罗斯)都提出应在防护措施的研究上多下功夫。两国都认为应加强空间生命科学的研究。目前生物学的探索也正在蓬勃地展开,研究失重对微生物、植物、动物及人的影响,目的是了解太空中生物生存、繁殖、进化、演变、死亡的规律。人类最终能实现星际航行的愿望,将有待于今后飞行和研究的结果来回答。

    太空制药

    如今,越来越多的医学突破直接受益于太空科技所取得的成果,据美国政策研究中心预测,到2010年太空制药的收入将达到270亿美元。

    我国作为航天大国,在太空制药方面也取得了明显成就。北京东方红航天生物技术有限公司提供的天曲母菌,1999年在“神舟一号”飞船上进行了搭载实验、绕地飞行14圈后,通过太空诱变,发现其中的他汀成分含量比地面提高一倍多,同时成功解决了地面无法做到的他汀与硒的复合问题,形成天然他汀与硒的复合物富硒他汀,由此研制的天曲产品,为心脑血管患者带来了福音。

    1987年第一种他汀类药物在美国上市以来,他汀就成为治疗心脑血管疾病最有效的药物。2000年,该类药物在美国全年销售额达167亿美元。但是,该药也有引起人体转氨酶升高、损伤肝脏、抗氧化能力下降等副作用。而富硒他汀既能降低血脂,又能保护肝脏,为广大心脑血管患者康复提供了保证。

    全世界每年死于心脑血管病的人数为1500万,患有此类疾病的人更多。我国是心脑血管疾病第一大国,每年有300万人死于此病。有人预测,如果这300万患者服用太空研制的富硒他汀类药物,那么将有100万人的生命得到延续。

    太空人如何消磨闲暇

    宇航员在太空飞行中如何消磨闲暇?一般来说,宇航员并不十分情愿谈论这个话题,因为他们知道,每次太空飞行耗资巨大,应该多考虑科研,而不应琢磨如何消遣。实际上,医生和心理学家倒非常希望宇航员能注意劳逸结合,否则,总是工作,宇航员很快就会疲劳,也就不能很好地完成科研任务。那么,太空人在飞行闲暇时到底干些什么呢?

    1.太空高尔夫

    曾先后于1983年和1992年乘“阿特兰蒂斯”号航天飞机登空的美国宇航员比隆·里赫坚贝尔格说:“我们全体机组人员在第二次太空飞行中找到了一种消磨空闲时间的好方法——在失重条件下打高尔夫球。我们把一只男袜团成球状,然后用胶条缠上几圈。高尔夫球落点的小洞穴是临时用一截儿绝缘线圈做成并插在美国政府赠送宇航员的椭圆形帽子上。由于没有高质量的曲棍,我们只能用一个带长把儿的检修镜替代。”

    “开始时不好打,也很不习惯,但后来慢慢地掌握了打球的要领,也能进球了,太空高尔夫给我们带来了无限快乐!”里赫坚贝尔格高兴地说,“真是没辙。要知道,娱乐是人性的一个组成部分。”

    曾三次参加太空飞行的美国宇航员麦克·马尔林像孩子一样兴奋地回忆起做太空游戏时的情景:“几乎所有参加过太空实验的人,都玩过在失重条件下打漂浮着的水气球游戏。记得,有一次我们用糖块儿打棒球。还有一次,全机组人员一起在太空中踢足球。大家开心极了!”

    2.聪明人的游戏

    如果谁喜欢从事单人体育运动,那么,他就可以搞太空技巧。据美国宇航员回忆,“阿特兰蒂斯”号航天飞机的货舱内通道比较宽敞,一些技巧爱好者就在空中做一系列“高难动作”,翻着筋斗,飞进飞出货舱口,真是太刺激了!失重条件下的“跳跃健将”里赫坚贝尔格在介绍经验时说:“最优美的动作应该是连续几个空翻,然后准确无误地进入货舱口。要想达到这一目的并不难,你只要连 续练上几天,头上撞几个包,就可荣登太空技巧运动大师的宝座啦!”

    曾四次参加太空飞行的美国宇航员凯特琳·多尔彤女士对记者说,开始时,人的意识很难接受一个事实,即天花板随时都可能成为地板,而地板也可以成为天花板。但渐渐地人们对倒立行走便习以为常了。

    有的失重现象的游戏匪夷所思。曾四次参加过太空飞行的汤姆·辛里克斯介绍说,1996年他们在太空飞行时突发奇想:跳井自杀。他们几个人围坐在中舱通向黑洞洞的实验舱的舱口。“我们决定尽量使自己相信,我们是围坐在一口深井旁,我们中的一个人把舱门用力推开,我们的目光也随坠落的舱门而去,突然,一名宇航员纵身跳下‘深渊’,并假装恐惧地大声喊叫。当然,由于失重,宇航员有惊无险。”

    太空梯

    “可上九天揽月,可下五洋捉鳖。”上天遨游宇宙是人类的梦想。现在我们进入太空用的是化学火箭发射的宇宙飞船,正在试验的有太阳风帆。要想到太阳系外游览,还需加快飞船速度,核子火箭、光子火箭、电磁火箭、光帆都在试验和设想中。更离奇的处在幻想阶段的宇宙旅行方式还有量子超距传送。即将人体或物体分解成量子,利用神秘的量子远距效应,把原型量子的性质传送出去,瞬间即可到达目的地,再把这些量子合成人体或物体。

    有了梦想,才有实现的可能,科幻从来就是现代科技的先驱。现在的宇宙飞船就是在科幻小说的基础上,由宇航先驱俄罗斯的齐奥尔科夫斯基最先提出来的。

    而让人造卫星放下梯子以建立“登天之塔”则是在上世纪70年代英国著名科幻作家阿瑟·克拉克的小说《天堂的喷泉》中提出来的。他设想在地球赤道上空的一颗与地球同步轨道的卫星上向下伸展出一个梯子,由于同步卫星在天空中相对地面没有移动,所以人类可以乘坐电梯到达近地宇宙空间做观光旅游。当时有人问他需要多少时间才能实现太空梯的梦想,他说,在大家停止微笑后的50年。

    从理论上讲,太空梯并不神奇。在地球赤道的海面上建造一个平台,用飞船放下一条长达10万公里的绳索,把它锚定在平台上,随着地球一起旋转,由于旋转所产生的离心力刚好抵消了地球的吸引力,它便得到了一个向外的张力,于是,太空梯就从地球到太空竖直起来了。它就像你在头顶上甩动一根一头拴两个小球的绳子一样。然后,用一个由激光提供能量的爬升器在缆绳上上下移动,运 送飞船、建筑材料甚至乘客。

    但是难就难在制造这根绳子的材料,它要异常坚硬又要异常轻巧,还要能抵抗任何腐蚀。为了这个曾被称为“无法得到”的材料,科学家们足足等待了几十年。直到1991年NEC公司的日本科学家饭岛住男发现了现在叫做纳米管的材料,事情才有了转机。进一步的研究发现碳纳米管有意想不到的性质,它比钢坚硬100倍,重量却只有钢的五分之一。现在碳纳米管已经走出实验室,进入实用阶段,可用它制成合成物,这样至少在理论上已经解决了太空梯的材料问题。不过一位材料工程师认为目前还没有掌握大规模地生产太空梯所需要的合成物质的技术,现在正在进行将这种物质从实验室走向实用的工作。

    有了材料,如何来制造太空梯呢?科学家们设想,先把一个携带太空梯半成品的飞船或航天飞机发射到和地球同步的静止卫星所在的轨道上,使其和地球同步飞行。把这个半成品的太空梯从飞船上放下来,落到在赤道海面上的平台上。

    这个平台类似一般的海上发射卫星或飞船的平台。把半成品的太空梯锚定在平台上。然后,飞船就漂浮在上面。接着再用一个由激光束提供能量的爬升器在这个太空梯的半成品上上下移动,把其他建造太空梯的缆绳拧在这个太空梯半成品上,进一步建造太空梯,这大约要用两年半的时间。这样,太空梯才最后建成。

    建成后,这个爬升器就可以沿着太空梯把物资、成吨重的卫星甚至人缓缓运送到离地面36000公里的近地轨道上,时间大约需要七天半左右,回来也大约需要这么长的时间。进一步还可以建造通向月球甚至火星的行星际太空梯,到那时在太阳系里遨游就不是难事,而且价格低廉。目前估计需要几百美元运送一磅,将来争取实现用很少的美元就可以运送一磅物资。这样就可以解决当前困扰航天飞行高昂的价格问题。

    当然,太空梯要抵御的灾难也不少。闪电和风云雨雪的冲击,穿越电离层的考验,小行星、彗星、流星的奔袭,原子氧和高层大气中的硫酸对缆绳的侵蚀和卫星、太空碎片的碰撞,再加上人类之间没有完结的自相残杀,难保不会有人打太空梯的主意。而这种碳纳米管对人类健康的影响也要考虑在内。这些问题都需要研究者加以考虑。近期就要开展把碳纳米管放在电离层中的试验。

    一群有志于此的工程师和有战略眼光的投资家合作开办了一家位于西雅图的高升系统公司,它主动挑起了制造太空梯的重担。美国航空航天局的高级设计研究所已投资制造太空梯。全部资金需要70亿—100亿美元。

    高升系统公司的专家认为第一架太空梯将在下一个十年建成。有的专家则说 从这次会议召开之日起,可望十五年内竖起第一架太空梯。

    太空中是谁“操纵”植物的生长方向

    植物的枝干为什么往上长,根却往地下扎,或许很少有人去思考。目前,科学家希望借助空间科学,揭示植物的生长奥秘。

    农民播种时,从来不会考虑种子在土壤里的状态,没有人在意种子萌芽之后,为什么根总是往下长,而茎干却是往上长。我们知道,人很容易分辨方位,因为人有一套非常复杂的感觉系统,那么,植物怎么分清方向呢?植物也有感觉器官吗?这些问题长期以来困扰着科学家。

    当植物长到一定的高度后,把花盆倾斜,但植株仍朝上生长。

    科学家们首先想到的是重力,他们从物理学角度认为,地球的引力一定是影响植物生长方向的重要因素。当时,进化论的鼻祖达尔文曾观察到,植物的芽和根在改变生长方向时,各部分细胞的生长速度不同,但这一切又是由谁来决定的呢?达尔文无法做出更进一步的解释。

    1926年,美国植物生理学家弗里茨·温特做了一个实验,他使植物的胚芽鞘一面受光,另一面对着无光的黑暗处。结果胚芽鞘的生长发生了有趣的变化,渐渐朝着有光的方向弯曲。后来,温特从胚芽鞘中分离出一种化合物——植物生长素,它具有促使植物生长的功能。当胚芽鞘受到光照时,生长素就聚集到遮阴的一侧,而生长素的积累使遮阴部分生长加快,受光部分则由于缺少生长素而生长较慢,导致植物生长弯曲。

    于是温特认为,植物茎或叶片的弯曲是由于生长素在组织内的不对称分布造成的。许多植物的生长都有向光性,但在北半球许多森林中的树木,其主干都是笔直朝上生长的,而太阳从来没有在它们的正上方光顾过,况且有些树木还是从一些被埋在见不到阳光的土壤里萌发出来的。

    自从温特发现植物生长素的秘密后,很多科学家都投入到这一研究领域。他们又发现,植物根总是朝着地心引力的方向生长,通过植物生长素在根细胞里不同的分布来实现,于是这些科学家提出,也许有一种被称为“平衡面”的重力感应物流向根细胞的底部,从而影响生长调节剂在细胞中的分布。可是这种“平衡面”究竟属于何物?又是如何起作用的呢?科学家们一时无法知晓。

    科学家认为,重力在植物的方向感知方面充当了某种重要角色,并且影响着 植物的诸多表现行为,但植物究竟怎样“感觉”到重力的牵引,并以何种方式回应重力的牵引作用尚不清楚。

    重力的牵引是如何导致植物在生长过程中的生化反应变化呢?这又成为科学家感兴趣的研究内容。

    美国俄亥俄州立大学的植物学家迈克尔·埃文斯以及同事提出了新的理论:

    无机钙对于植物的生长方向起着举足轻重的作用。他们在研究中发现,植物的弯曲生长过程中,无论是根冠下侧部位还是芽的上侧部位,都存在着高含量的无机钙。

    那么,无机钙又是如何使植物辨别方向的呢?埃文斯解释说,因为根冠有着极为丰富的含淀粉体的细胞,而淀粉体是一种贮存淀粉和大量无机钙的大荚膜,在重力的作用下,淀粉体就会把内部的钙送到根冠下侧。这时,如果用特殊的实验手段去阻止钙的移动,植物就不会按正常的方式去生长。同样,植物的芽虽然没有冠部,但也含有丰富的淀粉体,淀粉体也能将其内部的无机钙送到上侧的细胞中,这说明,无机钙对植物生长方向起着不可忽视的重要作用。

    一些科学家推测,当植物细胞中的流动物质(原生质)在重力的作用下向下流动的时候,细胞壁上的压力会相应地发生变化并产生某种信号,以此来辨别哪是“上”,哪是“下”。

    美国宇航局计划近期用航天飞机把植物种子送上天,希望揭开植物生长的奥秘。美国宇航局“生命/磁场”实验的主要负责人卡尔·哈森斯坦说:“航天飞机将把亚麻种子送上地球轨道,在那里,将由计算机控制种子萌发时所需要的水与温度。种子在这种环境中,重力已经变得微乎其微了,同时,植物细胞中的原生质,以及淀粉颗粒的运动也将发生变化。”

    植物在太空中生长已经不是新鲜的实验,但这项实验是植物首次在“人造重力”环境下生长的实验。它将给植物生长环境提供人造磁场(相当于人造重力环境),细胞中的原生质将在人造磁场的影响下运动,包括淀粉颗粒也将“感觉”

    到这种磁力。科学家介绍说,颗粒本身并没有磁性,但它们可以被磁化,如果把磁铁靠近它们,它们会产生一个微弱的磁场,科学家可以借此来移动淀粉颗粒。

    科学家指出,研究淀粉颗粒在不同环境下的运动状态可能有助于揭开种子萌发方向的秘密。

    火星上吃啥

    去火星探险或移民一直是科学家们的梦想。但是如果有一天此梦成真,抵达火星后的人类该吃些啥呢?美国康奈尔大学科学家琼·亨物特领导的研究小组为未来进行火星之旅的宇航员们拷贝一份火星食谱,这份食谱包括200种食品,菜类、肉类、汤类等品种样样俱全。不过所有食品全是素食,原料都取自大豆、小麦、西红柿、胡萝卜和一些在火星环境下能在营养液中栽培的作物,食谱中所谓的“劳菜”也是由小麦制成的替代品。

    火星位于地球轨道之外,属于外行星,火星之行肯定是一次比登月还要漫长的旅行,因此火星的引力只有地球的三分之一,即60千克的人到火星上只有20千克。因此,火星宇航员体内的血液中铁的含量要保持低水平。美国的琼·亨特小组经过近两年的研究发现,未来火星人食谱需要这方面的要求。

    旅行太空补充给养

    即使只是去火星上进行短期实地考察或旅行,想要自己携带空气和饮水也是比较困难的,如果想在火星上建立长期考察基地,就更不可能从地球上运送这些生命必需品了,唯一的办法是在火星上就地解决这些问题。

    怎样在火星上制造空气和水呢?美国麻省理工学院自然资源科学家唐·萨多韦设想了利用火星土壤中的普通铁矿石产生氧气的技术;美国田纳西州范德比尔特大学的化学家肯·德贝拉克则介绍了如何从火星上的黏土和矿物中提取饮用水的方法。

    由于火星地表到处都有富含氧化物的矿石,因此,不必钻深井就能得到这些矿物。为了制造氧气,萨多韦设计出一种用微型核反应堆作动力的冰箱大小的电化学电解槽,如果给矿石通上450安培的电流使其熔化并电解,就可以使金属混合物从装置的负电极分离出来,而装置的正电极则可以释放出氧气。一个人一天约需呼吸2.75公斤氧,而萨多韦设计的电解槽可以从8公斤矿石中提取出这些氧,唯一的副产品是铁的混合物。当然,萨多韦设计的电解槽不可能解决火星考察的所有问题,因为氧必须与氮混合才能成为适于呼吸的空气。

    那么,人所需要的饮水又如何解决呢?尽管最近美国航空航天局(NASA) 宣布,在火星上发现了冰冻水,但怎样得到冰冻水则是另一回事。况且,在存在大量冰冻水的火星两极不适宜建立研究基地,而且,即使在火星上气候适宜的地区藏有冰冻水,通常也不适宜作为饮用水,因为这种冰冻水很可能太咸。

    因此,范德比尔特大学的德贝拉克认为,更好的办法是从火星土壤的黏土和矿石中提取化学合成水。具体方法是将收集的火星大气(含有95%的二氧化碳)加热到31摄氏度以上,再对这些气体施加大于72个标准大气压的压力。在这种情况下,二氧化碳将处于“超临界状态”,这时的二氧化碳将成为非常有效的溶剂,从而可将黏土和矿石中的化学合成水分子分离出来,就像人们常常用这类溶剂分离咖啡中的咖啡因一样。

    德贝拉克发现,“超临界状态”二氧化碳可以从水合物中提取8%的水,这虽然不算多,但方法简单有效。当二氧化碳压力降低到60个标准大气压时,水会凝结出来,这样得到的水相当干净,只是其中含有少量二氧化碳,而这正是人们经常利用的“碳酸气”,因此可以放心地饮用。

    宇航员太空生存探秘

    太空环境与地球表面环境有很大不同,最显著的是失重,人体所有与重力有关的感受都发生异常。此外,还有高真空、缺氧、极度的温度变化、可怕的宇宙辐射、大量的微陨尘等,所有这些都会对人体产生致命危害。“神舟五号”飞船航天员在太空是如何生活的?

    1.衣:航天服总重10公斤

    在太空穿衣服不仅是为了保暖、遮体,主要是为了保护生命。

    航天服的功能是维持大气压力、提供氧气、排除二氧化碳,防宇宙辐射、隔热、防微粒尘,保护航天员在太空的生命安全。

    航天服由特殊的服装、头盔、手套和航天靴组成。从功能上看,航天服有舱内服、舱外服两种;从服装内压上看,有低压服、高压服之分;从结构上看,可分为软式、硬式和软硬结合的航天服。无论哪种航天服都由多层组成,必须相互连接形成一个整体,各层质量要高、重量要轻、厚度要薄,以免影响航天员的行动。

    “神舟五号”使用的是舱内低压航天服,大体分为4层:第一层为内衣裤,布料是纯棉布;第二层是保暖层,它和内衣裤结合,选用太空棉制成;第三层为 通风散热层,由很长的微细管道连接在衣服上,在人体与外界隔绝的情况下,它可以把人体产生的热、水和气味带出去;第四层是气密加压限制层,通过充气加压,使身体有足够的压力。舱外航天服还要加上真空隔热层。

    航天飞机或飞船发射时,航天员必须穿上橘红色的加压服。它的主要功能是在航天器座舱发生故障而丧失压力时,给航天员提供正常的大气压,帮助航天员安全返回地面;如果航天员降落到水中,它还能保暖防寒,而且橘红色既醒目又防鲨。

    进入轨道后,航天员的穿着比较随意,可以是长袖服装或短袖运动衫,甚至是短裤。在向地面报告工作时,他们会穿上较正式的飞行服。

    进行舱外行走时,航天员必须穿上舱外活动太空服。它由特殊材料构成,可以防热、防寒、防太空碎片、防宇宙尘、防辐射和提供氧气等。活动服包括上身、手臂、下肢和头盔等部分。航天员在舱外活动8小时,必须返回充电和补充消耗品。舱外活动服使用24次后,就要送回地面进行保养和维修。

    中国航天员的首批航天服摸起来质感很好,既漂亮又精致。整套衣服的主色调是乳白色的,局部位置镶有天蓝色的边线。衣服心脏部位有一个可以拧动的圆形装置,用来调节衣服内的压力、温度和湿度。衣服右腹部位置有一根细管,是航天员的通信工具;左腹部处有两条管路,是给航天员供氧和排放二氧化碳的设备。这种航天服属舱内航天服,除了头盔和胶皮手套,整个航天服是用一种特殊的高强度涤纶做成的,能够满足航天员在飞行上升段和返回地面时的各种要求。

    中国航天服是连体式造型,胸前有两条呈V字形的拉链。打开拉链,将腿伸进去,便可循序地穿在身上。整套衣服重约10公斤,航天员在正常情况下穿戴整齐需要3分钟时间。航天手套是按照航天员手的大小定做的,手套与服装袖口用压力密封分离环相连。航天靴由压力靴和舱外热防护套靴组成,其中压力靴是服装气密加压限制层的延续。航天头盔由头盔壳、面窗结构和颈圈等组件构成。头盔具有减震、隔热、消声、通风、供氧等功能。

    据专家介绍,一套航天服的价格与一辆豪华轿车差不多。

    2.食:太空菜单80多道

    特定的航天环境使航天员的口味要求变得非常特殊,吸收消化能力也受到一定影响。航天食品就是为适应这些特点而生产的。

    航天食品必须包含足够的、完善的科学营养,如人体每天所需的蛋白质、脂肪和糖等,并保证含有钙、磷、镁和钾等主要无机元素,还要含有铁、锌、硒、 碘等微量元素,以及维生素A、E和其他各种水溶性维生素。此外,航天食品要设法限制食物中的钠、水和纤维成分,以减少航天员的大小便次数。

    早期太空食品主要是糊状食品、牙膏状食品,由于口感不好、不易软化、碎屑多,基本已被淘汰。如今,航天员的菜单上已有80多种可口的食品和饮料。

    太空食品可分为日常菜单食品、应急供应食品和舱外活动食品,以适用、营养和方便为标准,主要有水果、蔬菜、乳制品、肉蛋类食品、零食、饮料、汤类和调味品等。

    科学家们对航天食品进行了科学分类,大体分为6种:一是即食食品,是不需要加工、拿过来就吃的食品;二是复水食品,属于冷冻干燥食品;三是热稳定食品,这类食品是经过加热灭菌处理的软包装和硬包装罐头类食品;四是冷冻冷藏食品,这类食品是在地面上冻好带进太空的,融化后可食用;五是辐射食品,经过放射线杀菌后的食品;六是自然型食品,即地面上没经过处理的食品,如新鲜水果、蔬菜、面包、果酱等;七是复水饮料、冲剂或软固体饮料。

    在太空,航天员只需固定好身体的某一部位就可进餐,食品飘在空中,只要一张口,即可入嘴。另外,用匙比叉可靠,如用匙盛牛奶,如果拿匙的手左右晃动,牛奶是不会被晃出的,因为在微重力条件下,液体的运动只受表面张力、内聚力和黏着力的控制。

    中国特色的航天食品除了种类繁多的鱼、肉类罐头,面包等传统食品已不多见,主食是脱水米饭、咖喱米饭等,全装在银灰色的袋子里;菜肴也很丰盛,有鱼香肉丝、宫保鸡丁等,甚至还有大虾等海鲜。它们都是固态复水食品,航天员进餐时,只要将热水倒进去即可食用。由于中国人爱喝茶,所以除了橙汁等常规饮料外,冰红茶、绿茶等时尚的现代饮料也一应俱全,不过它们不是液体的,而是小砖头般的固体饮料。水果经过了特殊加工,把草莓、苹果、香蕉、水蜜桃等水果在低温下冷冻,去掉水分,再经过几个程序的加工,橡皮块般大小的冻干水果便做成了。

    据介绍,我国加工的航天食品在“神舟三号”飞船上,已作为特殊“乘客”

    上天转了几圈。经检验,这些美味可口的食品都经受住了太空环境的考核。

    3.住:蜗居虽小生活挺好

    在太空的居住环境无法与地面相比,主要是空间狭小。美国第一艘载人飞船只能容纳一个人,舱内体积仅有1.7立方米,穿着太空服的宇航员半躺在里面,身体几乎不能活动。“神舟五号”的活动空间相对来说已变大了不少,但也不足 6立方米。好在飞船在天上的时间只有几十个小时,如果要在那样的地方长期呆下去,宇航员就很难正常生活了。

    随着航天飞机和空间站的问世,太空居住空间有了明显改善,但与地面居住仍无法相比。在太空微重力条件下,睡眠不受姿势的限制,可以躺着睡、坐着睡、站着睡,甚至倒立着睡。在微重力条件下睡眠不需要床,你只要在居住舱中找一个角落,没有噪声和振动干扰,便可以舒服地睡上一觉。但在睡前一定要用一根带子将自己固定起来,否则当你睡着后,由于呼吸的推力会将你的身体推到空中,在舱内飘来飘去,直到碰到某个物体把你撞醒。不过“神舟五号”不会有这种情况,因为空间有限,航天员基本固定在坐椅上。

    航天员一般在睡袋或卧厢中睡觉,每天睡眠8小时,起床时,闹钟会将航天员闹醒。有时地面控制中心会放“起床音乐”,有摇滚乐、乡村音乐、古典音乐等。

    航天员也要梳头、剃须、刷牙、洗澡和上厕所等。理发时,必须用吸尘器立即吸走碎发,以免污染环境和侵害人体。洗头则用一种不需要清水漂洗的洗发剂。太空洗澡主要是“海绵浴”,只需一块干布和两块海绵布。失重条件洗澡,不需要太多水,因为极易粘在皮肤上的水不易流掉。目前,只有美国“天空实验室”上有淋浴设备。

    航天员在太空用的是抽气马桶,马桶内不使用水,而是气,上厕所要将自己固定好,臀部要贴紧马桶边缘,如果马桶内部与外边不能完全密封,气流便不能将大小便带走,大小便会飘逸出来。航天员用水很节约,水源主要是呼吸产生的湿气,经过再生处理,供给航天员使用。

    在太空,航天员的氧气保障十分重要。短期飞行的宇宙飞船供氧气源是从地面带到太空的,其储存方法有三种:一种用高压气态储存;另一种是用低温超临界液体储存;第三种方法是固态储存,它利用含氧化合物的化学反应放出氧气。

    目前,俄罗斯和美国都是使用以上三种方法保证航天员的供氧。

    在太空中保证对航天员安全供氧,必须消除有害气体。根据国外发射的航天器检测结果,舱内有300多种污染物,但绝大多数浓度非常低,不足以造成对人体的危害,其中最大量的是二氧化碳,这是人体呼吸的产物。要消除二氧化碳气体,可采用活性炭法、超氧化物、无水氢氧化锂等方法吸收二氧化碳和其他有害气体,保持空气的清洁。

    4.行:宇宙空间的真正飞人

    航天员离开载人航天器乘员舱,进入太空的出舱活动称为太空行走。太空行 走需要进行复杂的准备过程。

    首先,航天员需要吸氧排氮,同时戴上供氧面罩,吸氧完毕,再穿戴太空服。因为舱内是氮氧混合气,太空服内是纯氧大气,如航天员突然进入,容易产生减压病。一般情况下,在吸氧排氮之前,可通过适当增加座舱氧气浓度来降低座舱大气压力,缩短吸氧排氮时间。航天员穿戴太空服必须在气压过渡舱内进行,其目的是防止座舱在航天员出舱时发生突然减压。穿戴完毕,过渡舱通往座舱的门关闭,然后打开通往太空的门,航天员开始太空行走。

    其实太空行走也可称为太空飞走,因为在失重条件下,只要航天员碰一下舱体,就能飞起来。

    舱外行走有两种方式,一种用早期研制的“脐带”与乘员舱连接,航天员所需的氧气、压力、电源和通信都通过脐带由“母”载人航天器提供,由于脐带长度有限,航天员只能在附近活动。另一种是靠装在航天服背后的便携式环控与生保装置以及载人机动装置,这样航天员可以到100米外活动。载人装置像背包,航天员通过手控器控制其高压氮气从安装在不同部位的推力器喷出,从而改变飞行速度、方向和姿态。

    太空行走的目的一般是维修航天器、安装太空大型设备、从航天飞机上发射卫星、进行各种科学研究等。因此,太空行走是航天员完成任务的基本手段。

    苏联航天员列昂诺夫在“上升”号飞船飞行期间完成了20分钟的太空行走,成为第一个在太空行走的航天员。3个月后,美国航天员怀特在“双子星座”4号飞行中,进行了36分钟的太空行走。目前,太空行走时间最长的人是欧洲航天局的航天员尼可勒,他在“发现”号航天飞机飞行中,曾完成8小时10分钟的太空行走。在国际空间站的组装过程中需要大量的太空行走,根据国际空间站的组装计划,在1998年到2005年间,航天员要完成160次太空行走,在太空停留时间的总和是960小时。

    5.医:地面“华佗”保驾护航

    太空环境极其恶劣,各种环境因素都可能对航天员的健康带来危害。因此,在载人航天的全过程中,航天专家们要对航天员进行医学监督与医学保障,确保航天员的身体健康与安全,提高其工作效率,帮助航天员圆满完成航天任务。

    航天员畅游太空必须始终保持高度警惕,因为太空中存在很多隐性“空敌”。这些暗处的太空杀手对航天员的安全时刻构成威胁。主要的“空敌”有6种:

    ——航天辐射。它主要分为电离辐射和非电离辐射,前者主要有银河宇宙辐射、地磁捕获辐射和太阳粒子,后者主要是光辐射和射频辐射。航天辐射因其严重的损伤性而备受重视。其防护主要从防护材料、发射时间、太阳粒子预报、航天员的抵抗能力、药物等方面来考虑。

    ——乘员舱化学污染。它轻则使航天员产生刺激感,影响工作和生活质量,重则影响航天员的健康甚至中毒死亡,一般来源于航天员的代谢挥发物、乘员舱非金属材料的脱气和燃烧产物、有毒化学品的存放容器或管道的泄漏物、食品和生活用品的挥发物、大气悬浮颗粒等。现在主要通过饮食、选材、预处理、净化等措施来解决。

    ——温度骤变。它是指发生意外事故造成座舱内或服装内的温度较大幅度地上升或下降,导致温度环境变化太大。这容易导致航天员精力分散,耐力降低,工效下降,直至危及生命安全。其对抗与防护主要从选拔航天员、改善系统性能、航天服、提高航天员素质等方面考虑。

    ——航天噪声。它在发射段由火箭发动机噪声和空气动力噪声形成;在轨道段由生保装置、姿控装置和电子仪器设备噪声形成;在返回段由空气动力噪声形成。航天噪声会对航天员的听力、情绪、语言通信、工作效率等造成影响。目前主要防护办法是安装隔声、隔振和吸声装置。此外,航天员身上还有专门的防护工具,如耳塞和耳罩等。

    ——航天振动和冲击。载人航天从发射到返回,所经历的振动和冲击是不同的。在上升段,火箭推进系统和气动力产生振动,发动机点火、关机、分离、解锁等引起冲击;在轨道段,只有部分动力系统会产生很小的振动,飞行器只有与其他航天器、星体或空间垃圾偶然相撞时才产生冲击;在返回段,再入大气层会受到减速冲击和开伞与着陆的振动与冲击。它们会影响人的视觉、通话、操作能力等,甚至会产生机械性损伤。目前主要通过配备束缚装备、保持正确姿势、规范通话语句、采用个人防护装备等措施减振和防冲。

    ——超重和失重。超重对航天员的呼吸、视觉、心血管系统、中枢神经系统产生影响,主要通过降低发射段与返回段的过载、避免失控应急过载、耐力训练、航天员选拔等措施解决。失重对血液、骨骼肌、心血管系统、免疫系统、体液调节系统等产生影响,还会引起航天运动病,主要通过选拔、饮食、训练、睡眠、药物等手段进行防护。

    为了对付“空敌”,必须建有航天员医学监督体系。

    医学监督主要用来监护航天员在航天全过程中的健康状况,监督涉及航天员健康和安全的设备运行情况等。它一般分为飞行前、飞行中和飞行后三个阶段,飞行前尤其是训练时期的监督,主要是了解与掌握航天员心理与健康状况、生理变化特点与规律以及航天员的各种表现等,同时在即将飞行前,还要对航天员和各种物品、装备进行全面医检。

    飞行中的医学监督难度大,主要靠遥测、航天员的自测与互测和通信系统传送医学信息和数据。航天医师通过地面站的医监台,监视从太空发回的航天员身上的各种生理数据,并通过电视与航天员直接对话,对其身体状况作出综合性判断和预测,同时航天员还得定期向地面汇报身体状况。飞行监督的目的总的来说是决定航天员能否继续飞行。飞行后的医学监督主要是进行检疫监督、康复监督等。

    为了使航天疾病得到及时治疗,在载人航天器中的药箱里,针对可能发生的疾病准备了大量药品,如抗运动病药、镇静催眠药、止痛药、抗过敏药、止泻药、止咳药、消毒药、止血创伤胶布和压迫绷带等。

    飞行中的医保很关键。航天员在太空时间越长,发病率越高,必须定时监测他们的生理反应,对可能发生的疾病提出防治方案,合理安排饮食起居和工作,保证7—8小时的睡眠。航天员还得坚持体育锻炼,积极预防和治疗航天疾病,常用的锻炼器材有跑台、健身自行车等。

    飞行后的医保工作是对航天员进行着陆现场医学处理,送回驻地进行检疫和体检,合理安排生活和日常活动,加速适应地面环境,未发现异常或疾病,便可转入日常医保工作。

    在太空可以吃到鱼香肉丝和宫保鸡丁

    为了节省飞船的空间和发射时的有效载荷,航天员携带的航天食品尽可能重量轻、体积小、营养好,而且不含残渣(如骨、刺、皮、核等)。食品必须符合失重条件下航天员生理改变的要求。航天飞行导致航天员骨钙丢失,肌肉萎缩,红细胞数量减少,食品要针对航天员生理改变指数对膳食的营养素作适当调整,例如:肌肉萎缩要求食品提供充足的优质蛋白质,骨质丢失要求食品提供充足的钙,以及适宜的钙磷比例和维生素D;飞行初期食品的脂肪量不宜太高,以免加重空间运动病;为防止心血管系统功能失调,要限制食品中钠的供给,保证钾的 供给。

    我国的航天食品有中国特色。太空生活中,我们的航天员可以吃到中式菜品,如鱼香肉丝、宫保鸡丁等,比西餐更加色香味美。航天员饭后还需用一杯香茗清爽的绿茶来提神。这种绿茶是我国自行研制的。

    航天食品通常制成一口大小的长方形、球形和方形等,如肉块、鱼块、点心块,食品表面涂有一层可食的保护膜,航天员进食时一口一块,既方便简洁,又不会掉屑,可以避免食物碎屑撒落在舱内飘浮。苏联和美国的早期航天飞行中,航天员采取“嘴对嘴”的进食方式,将经过特殊加工的液体或半固体食品装在类似牙膏管的容器内,进食时通过一根导管将食品直接挤入口内。随着包装新材料和新技术的应用,航天员的进食方法越来越接近地面。如今航天员可将一餐所要吃的食物装在一个餐盘上,然后用与普通餐具外形无异的餐具,以类似于在家中进餐的方式进食。

    航天食品的供给方式分为两种:一是将地面食品带上天;二是在飞船上用原料自己加工。由于载人飞船发射费用昂贵,约1万美元/千克,而一个航天员每天消耗食品1.5千克,约1.5万美元。迄今为止,美国和俄罗斯都采用第一种方式。

    舱内舱外不一样

    航天服按功能分为舱内用应急航天服和舱外用航天服。

    舱内航天服用于飞船座舱发生泄漏,压力突然降低时,航天员及时穿上它,接通舱内与之配套的供氧、供气系统,服装内就会立即充压供气,并能提供一定的温度保障和通信功能,让航天员在飞船发生故障时能安全返回。正常航行时,航天员一般在飞船上升或下降时穿上它,防止发射或返回时发生故障;在飞船轨道飞行时,航天员一般不穿航天服。

    我国自行研制的舱内航天服由三部分组成:一是限制层。它由耐高温、抗磨损材料制成,用来保护服装内层结构,并使航天服按预定形态膨胀,保证航天员穿着舒适合体。二是气密层,这部分用涂有丁基或氯丁橡胶的锦纶织物制成,有良好的气密性,防止服装加压后气体泄漏。三是散温层。这部分与内衣裤边接在一起,有许多管道,采用抽风或通风,将气流送往头部,然后向四肢躯干流动,经肢体排风口汇集到总出口排出,带走人体代谢产生的热量。

    航天员穿戴的头盔、手套和靴子更加特殊。头盔的盔壳由聚碳酸酯制成,不 仅能隔音、隔热和防碰撞,而且还具有减震好、重量轻的特点。为防止航天员呼吸造成水汽凝结及低温环境下头盔面窗上结雾、结霜,航天服专家设计了特殊的气流或防雾涂层。手套与航天服相配套,充气加压后具有良好的活动功能和保暖性能。

    舱外航天服更为复杂,它是航天员出舱进入宇宙空间活动的保障和支持系统。它可以被看成是一个可以操作活动的最小载人航天器。一套舱外航天服系统重量约120千克。舱外航天服能保证航天员在舱外独立工作8小时。目前,研制生产一件舱外航天服需上千万美元。

    想怎么睡就怎么睡

    美国和俄罗斯载人航天初期,航天器内空间狭小,航天员只能在座椅上睡觉。为防止无意中触及开关,睡眠时必须把双手束在胸前。宇宙空间最特殊的就是睡觉姿势,失重时,身体完全放松会自然成弓状,专家认为,在太空中睡眠,身体稍为弯曲成弓状,比完全伸直平躺着要舒服得多。

    太空飞行中,睡袋一般固定在飞船内的舱壁上,这样就像睡在床上一样舒服。失重时分不清上下,站着躺着睡都一样,所以,航天员既可以靠着天花板睡,又可以笔直地站着靠墙壁睡,你想怎么睡都可以。

    航天员生活在太空中,同样离不开体育锻炼。多锻炼可以提高对失重及其他航天环境的适应能力。长期航天的空间站内,都设有专为航天员准备的“小型体育场”,里面放有自行车功量计、微型跑道、弹簧拉力器及负压筒等。

    航天员还要洗澡。苏联的载人空间站就配有航天浴室。航天员洗澡时,要将耳朵塞起,带上护目镜,就像潜水员一样。一切准备就绪,才可打开水龙头,一阵阵细细的水流喷在身上,形成一层夹着无数气泡的水膜,必须用毛巾或吸水刷将水吸走。失重时水不会自动流出,水箱中有气加压,水才会源源不断流出来。

    不穿宇航服的悲剧

    20世纪60年代末到70年代初,为赶超美国人设计的两座舱飞船,苏联设计师将原有的两座舱“联盟”号飞船改为3座舱。宇航员杜博罗沃里斯基和他的两位战友要“挤进”这个窄小的飞船,放弃了占用很大空间的宇航服。

    1971年6月30日,杜博罗沃里斯基、沃尔果夫和巴查耶夫在“礼炮”号轨道空间站完成了3个多星期的工作后,进入“联盟—11”运载飞船返回地球。

    飞船即将进入大气层时,座舱中与外界连接的通风安全阀忽然松开了。气压阀松动后,飞船上的通气小窗快速地一开一合,舱内的空气迅速地向太空中散去,舱内气压在20秒钟内从900毫米汞柱降到了500毫米汞柱,1分钟后降至170毫米汞柱。

    飞船出现漏气4秒钟后,杜博罗沃里斯基每分钟的吸气次数达到了48次,而正常人应为16次,此时杜博罗沃里斯基几乎进入了濒死状态,半分钟后,死亡降临。

    尸检时发现,3位宇航员的濒死症状几乎完全相同,他们都有脑溢血、肺部充血、耳鼓膜破损的迹象。如果他们当时穿上宇航服,这个悲剧是完全可以避免的。

    航天员在太空中吃什么

    航天员在太空的生活环境与地面的生活环境迥然不同,在与外界隔绝的飞船密闭舱里居住、生活是怎样一种情形呢?航天员在太空中吃什么?怎样睡觉?怎么上厕所呢?

    吃饭喝水对于生活在地球上的人来说,是一件最平常不过的事了,但在失重环境下的太空生活中,就显得十分复杂而特别奇妙。

    在40年前,美国航天员格林驾驶“水星”号载人飞船完成其首次轨道飞行时,吃的只是一些糊状食品,如苹果酱、牛肉酱、菜肉混合物。它们用铝质材料包装,其外形很像一支牙膏。这种“牙膏式”食品在以后航天飞行中逐渐被淘汰。如今的太空生活,航天员已经可以吃到极富特色的家常菜。

    航天员在航天飞行期间主要食品为食谱食品。食谱食品根据航天员的饮食习惯,因人而异。即每个航天员均有自己的食谱。食谱是按照中国人的习惯制定的,中国航天员杨利伟吃到了鱼香肉丝、宫保鸡丁等。

    储备食品则是在发生无法预见的情况而需要延长飞行时间时使用的应急食品。救生食品放置在个人救生包内,在返回着陆降落在陆地或海上等待救援时应急食用。

    航天员怎样进餐

    在航天活动中进食,对航天员来说是一个不小的考验。

    用餐时,航天员将餐盘束缚在一侧大腿上,勺子、安全剪刀吸附于餐盘上,利用餐盘上的尼龙搭扣,将食品固定在餐盘内。航天员取食的食品都应符合在微重力条件下的使用要求,无不可食成分,不掉渣,不碎裂,所食用的饼干、月饼或压缩饼干等干燥食品均制成一口一块大小,航天员要闭嘴嚼碎食用。复水食品均有相互黏结性,用勺子食用。饮料要用吸管吸食。餐后要将食品包装及剩余食品放入废物收集袋内。这一切都是为了防止在微重力条件下,食品碎屑、水滴或包装不至于在飞船座舱内飘浮,造成不可收拾的局面。

    “挂”在舱壁上睡觉

    在微重力条件下,睡眠不受姿势的限制,可以躺着睡,坐着睡,站着睡,甚至倒立着睡。不过在睡前一定要用一根带子将自己固定在某个地方,否则当你睡着后,由于呼气的推力会将你的身体推到空中,在舱内飘来飘去。

    睡眠安排在轨道舱内的睡袋里。睡袋是一个具有长拉链的保暖织物袋,一般固定在一侧光线较暗、噪声较小的舱壁上。由于微重力状态,航天员很容易钻进睡袋内,拉上拉锁,头部在外,双耳戴上耳塞,双眼戴上眼罩,即可入睡。

    睡眠时手臂一定要放进睡袋中,把双手束在胸前,以免无意中碰着仪器设备的开关,同时是为了不给自己造成虚惊。因为在微重力环境中,头和四肢有与躯体分离的感觉。国外曾有航天员在朦胧中把自己放在睡袋外边的手臂,当成向自己飘来的怪物,吓出一身冷汗。

    上厕所是“技术活儿”

    在太空微重力环境下大小便,是一个比较麻烦、比较复杂的事情,尤其是较长期轨道飞行时,环境控制与生命保障系统要设计出一套复杂的能除臭、供水、易于消毒的收集系统。其中抽水马桶最为复杂,如果设计不好,拉出的大小便因微重力会从马桶中飘出来,在座舱内到处飞舞,就好像“天女散花”,那就成为一场灾难。

    航天员上天前要学会上厕所。上厕所的第一步是要将自己固定好。首先固定好鞋,然后固定好下身,双手握住马桶两边的扶手,但最要紧的是屁股必须与马桶的边缘贴紧,使马桶内部与外边完全密封。所谓“抽水马桶”实际上不是抽水 马桶,而是“抽气马桶”。因为马桶内不使用水,而是用气。如果马桶内部与外边不能完全密封,气流不能将大便带走,马桶也就不能正常工作。马桶内装有一台离心泵,马桶的右前方装有离心泵的开关手柄。打开离心泵后,叶片使桶内的空气发生颤动。空气的颤动可以使大便中成形的部分碎破,然后被吸进马桶底部的大便收集器中。大便收集器内有一个大便袋。每次用完后大便全部装入袋中,因此没有臭气散发出来。小便则用一个特制的漏斗收集。漏斗下方装有一台水泵,可将小便收集和输送到小便桶中。小便桶定期向宇宙空间排放出去。大便袋中的大便经压缩处理,暂时存放在马桶内,最后被带回到地面上来。

    在短期轨道飞行时,则不需要复杂的系统,一切从简。如轨道飞行1—2天,小便使用收集袋或“尿不湿”即可;大便一般在发射前地面食用低残渣饮食3天,起飞前又采取灌肠措施,用这样的方法来控制,一般2天以内不会产生大便。

    我国载人航天才刚刚开始,需要做的工作还有很多。随着飞船飞行时间延长,如何让航天员生活起居更合理更舒适些,这是科学家继续探索的课题。

    忧心忡忡的睡觉

    宇航员在太空一般都睡不好觉,原因有多种。第一是人体生物钟被打乱。

    在地球上,人们普遍“日出而作,日落而息”,一个昼夜24小时,但在太空,90分钟左右绕地球一圈,一个昼夜只有90分钟。而宇航员仍保持着在地球上的生活规律,即仍以24小时为周期安排作息时间,为了不使快速的昼夜交替影响宇航员的睡眠,他们睡觉时戴上眼罩,或用灯光强弱来模拟地面上的昼夜变化。第二是仪器设备工作时产生的噪声和静电发出的响声。为此宇航员睡眠时须戴隔音帽,地面上也停止与宇航员的无线电联系。同时采取轮流工作制,这样可以保证每个宇航员的睡眠。第三是宇航员所处的环境是失重环境。宇航员睡觉时仿佛头和躯干分离一样,飘浮式的睡觉常常使他们感到恐惧,因为身子底下空荡荡的,没有支撑,犹如掉入了万丈深渊。一位苏联宇航员有一次睡觉时,把手臂伸在睡袋外面,醒来时发现两只手向他飘来,吓了一大跳。在太空的宇航员什么地方都可以睡:飘在空中可以睡,靠着舱壁可以睡,绑在床上也可以睡。但在飞船速度变化或振动时,飘着睡觉容易出事故。最好的方法是把睡袋固定在床上或舱壁上,宇航员钻进睡袋内,拉上拉链,并系住腰部。欧洲航天局设计了一种新式睡袋,双层充气。充气后,睡袋被拉紧,给宇航员施加一定的压力,这样,不仅改善胸部 的血液循环,还可以消除飘飘然的下坠感,使宇航员感到好像在地面上睡觉一样。

    太空淋浴

    对于宇航员来说,在太空洗澡是件最麻烦的事,他们不可能像在家中那样天天来一次淋浴,一般隔一个星期才能淋浴一次。因为在空间站水是很宝贵的,洗一次澡代价很大。

    宇航员在太空洗一次澡要花费不少时间,准备工作就要几个小时。淋浴时,先跨进一个直径约1米的圆环中,然后拉起圆环,连着圆环的折叠布筒像手风琴的风箱一样伸开,把圆环固定在天花板上,人就完全被罩在里面。打开水龙头前,宇航员必须把双脚固定好,不然飘浮着的身体被水一冲就会翻筋斗,还要戴好呼吸罩和护目器,因为在失重状态下,水会呛伤人,甚至把人溺死。这些准备工作完毕后就可以打开喷头,水珠便流在布筒上和身上,然后四处飘飞,由于水是定量供给的,宇航员擦身时必须关上喷头,擦好后再用剩下的水冲洗。洗过澡的污水不会自动往下流,需要开动水泵把水连同空气一起抽走,附在布筒上的水球要用吸尘器一点一点吸走。洗澡的时间只需15分钟,可是清理污水的时间大约要1个小时。

    最喜爱看绚丽多彩的太空和地球

    没有大气层这个屏障遮挡人们的目光,遮住太空望远镜的镜头,在太空看星星,个个明亮清晰,不会有星星的闪烁。看日出时,看不到太阳蹦出来的一刻。

    看日落时,可看到太阳发出的白光,看到它准确的位置。看月亮更有趣:白天,月亮呈浅浅的蓝色,非常漂亮;夜间的月亮看上去比在地球上看亮得多,仿佛是它自己发出来的光。

    然而,宇航员更喜欢看的是地球——人类的故乡。所有的宇航员无一不说,从太空看地球,地球漂亮极了,美丽极了。白天,地球大部分是浅蓝色的,而中国的青藏高原地带为一片绿色,阿拉伯大沙漠呈现出褐色,撒哈拉大沙漠又是另一种褐色。

    从太空看世界屋脊,喜马拉雅山清晰可见,甚至分得出哪里是森林、湖泊, 哪里是平原和溪流。美国“阿波罗”飞船上的宇航员在飞赴月球中,还看到了我国的万里长城,看到印度大地上飞驰的火车,缅甸河中的船。晴天看地球,喜马拉雅山的群峰,覆盖着皑皑的白雪。伊朗的卡维尔盐渍大沙漠最叫人神往,褐色、白色的大漩涡簇拥着红色的圆盘肆意翻腾。巴哈马群岛像绿宝石一般闪闪发光。

    宇航员描绘的地球确实很美,这是人站在最高处俯瞰自己的家园,多少也蕴含着他们的情感。

    太空里的“玫瑰”

    1961年,当尤里·加加林成为进入太空第一人后,美苏两国就开始着手妇女进入太空的工作。但当时性别歧视还很严重,妇女要在事业上取得成功就必须比男人做出更多的努力,而航天领域更一向被看作男性的天下,所以当捷列什科娃证明妇女可以像男人一样在太空中工作时,可以明白它对人类探索宇宙的意义是多么重大!

    穿裙子的“加加林”

    捷列什科娃揭开了女性太空之旅的新篇章,但当时这并不意味着妇女已能经常进行太空飞行。首先是太空飞行非常艰险,飞行经验很少;此外,还缺乏一些妇女需要的技术设施。因而在挑选和训练项目上,女宇航员并不受到特别的待遇。捷列什科娃回忆说:“宇宙对我们妇女既不多情,也不宽厚,因此我们要接受与男子完全一样的训练。”她用“残酷”二字形容接受的训练。

    当美国听说苏联要将女宇航员送入太空后,也计划选择一批女宇航员。用“残酷”来形容早期的美国女宇航员接受的训练并不合适,她们要完成比男性更艰苦的训练项目,用“虐待”来形容或许差不多。挑选和训练包括:向她们耳朵里注射冰水;让她们吞下一条长长的橡皮软管;喝放射性的水;把她们的身体倾斜、旋转;关进漆黑的房间;捂上眼睛浸泡在水箱中;让她们失去各种感觉等等。在一周体验后,有13人获得通过,由于当时美国正在实施把宇航员送上太空的“水星计划”,这13人被称为“水星十三女杰”。但让妇女进入太空的这项计划后来被取消。美国也错过了将第一位女性送上太空的机会。

    但总而言之,40年过去了,男女平等的观念已逐渐深入人心,妇女地位也有了大幅度的提高,妇女上天在今天已是再正常不过的事了。

    天上生活不简单

    太空环境与地球环境大不一样,“失重”给宇航员的生活带来很大影响,什么都不得不固定住,一言一行必须“老老实实、规规矩矩”。否则,食品、工具以及人等都可能像“幽灵”似的飘浮不定,招致杀身之祸。因此,女宇航员最好不要期盼在天上还能有一头飘逸的长发。一般来说,无论男女宇航员在上天之前都要把头发调理得短些再短些。但头发生长速度快,太空站上宇航员间还得分工合作,一人理发,一人拿着吸尘器吸走剪下的“惹麻烦”的头发。女宇航员要保住长发只能用发卡或带子把它束住。

    空间站上洗澡采用的是桑拿浴的办法。浴室温度80至100摄氏度,出汗半小时,然后走出浴室。用水囊往身上挤点水,水珠就挂在身上不动,拿一条浸有特制浴液的毛巾擦全身,很快就洗干净了。洗头发也很简单:用特制的洗头液将头发完全打湿,然后用毛巾揉擦一遍就行了。这对于爱美的女性来说,或许无法想象,但也正因为是女性,她们可以多用一点水。在女宇航员的化妆品上,美、俄曾有分歧。俄罗斯专家认为太空完全没有必要打扮,而美国专家却认为香水、润肤液和口红等必不可少。实际上,女宇航员工作繁忙,留给她们化妆的时间寥寥无几。首次在太空停留169个昼夜的俄罗斯女宇航员孔达科娃在接受记者采访时表示:“在轨道站上也可化妆,不过站上的工作很多,顾不上化妆,只在节日才稍加修饰。在失重状态下,梳头最简单,只要梳好一种发型,它就会永远保持不变,丝毫不乱。”

    对于妇女加盟空间站,1996年俄罗斯加加林宇航员培训中心当时的副司令格拉兹科夫将军认为这会给这个男性世界带去一股清新之风。他风趣地说:“大家别指望轨道站上出现了女士就会给窗子挂上窗帘,但她的存在会让我们的宇航员们多注意些仪表、动作和说话的方式。”

    生理影响有待进一步研究

    妇女上天的一个重要问题是会不会影响她们的生理。这也是一直在进行研究 的课题。美国曾计划一项由“百分之百的女宇航员”完成的实验,目的是收集更多关于持续失重状态飞行对女性生理影响的资料。

    对此,创造太空生活纪录的露西德说:“除了因没有穿鞋脚上的老茧消失了外,我没有发现我的身体状况有明显变化。另外,也像所有乘坐‘和平’号的同伴一样,觉得自己比进入该空间站时显得年轻了。这也许是失重对我们的面部有影响。我认为,我在‘和平’号上度过的这几个月中学会了忍耐。”

    在所有生理问题中,科学家最担心的问题之一是太空环境会不会影响女性的怀孕和分娩。事实却证明,担心或许不必要。第一个女太空人捷列什科娃回到地球5个月后,与一名男宇航员结婚,第二年便有了一个健康的小女孩。1984年成为世界上第一名太空行走女宇航员的斯韦特兰娜·萨维茨卡娅返回地球一年半后也“喜得贵子”。但迄今还没有报道说,在太空受孕试验成功。在天上呆过169天的孔达科娃认为,重要的不是受孕,而是如何在失重条件下经历9个月的怀孕期。即使能受孕并产下婴儿,又如何能使婴儿平安返回地球?这些都是问题。

    进入太空,聆听宇宙之声无疑十分幸运。但女宇航员也像男宇航员一样,随时面对流血甚至牺牲。在休斯敦的太空飞行中央控制大厅,永远可以看见由7朵玫瑰组成的花束,这是为了缅怀1986年1月28日“挑战者”号航天飞机爆炸时牺牲的7名宇航员。其中2朵玫瑰是献给女宇航员的。

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