天上没有人间:由《地心引力》杂谈太空
文/梦见乌鸦
这帖子跟电影没什么关系,只是借用下。
《地心引力》很好看,不说画面、摄影和3D技术方面的可观度,单单1.5名演员在90分钟的时间里能够做到不冷场,说明导演对剧情张力和节奏把握相当厉害的,不信可以找找很多知名的独角戏电影,绝对达不到《地心引力》这种水平。
这部电影获得了美国宇航局航空员的首肯,曾经有过三次太空行走经历的NASA前宇航员加勒特•赖斯曼,对《地心引力》进行了详细的解读,包括太空行走的的运动和体态,关闭气阀的方式等等都得到了他的认同,并表示很多细节“相当精确”。但他只是说了部分细节,还有一些细节他没说,实际上还是存在一定虚构成分。
小弟来这不是吆喝的,当然也不是挑毛病的,之前就说过,《地心引力》“不完美但很棒”。电影是一门遗憾的艺术,很多时候为了造就剧情冲突和反转情节不得不进行一些虚构。比如《地心引力》中哈勃望远镜与国际空间站不在同一轨道,非常简单的常识性问题加入如实放到电影里,那本片也就别拍了。所以说虚构有的时候是必须出现的,但虚构不是“故弄玄虚”,是要有的放矢,为了造成一定的戏剧冲突和为结局搭桥而有意为之。《地心引力》毕竟不是纪录片,他是建立在写实基础上的艺术加工,比如中途乔治•克鲁尼“回来”的那一段,其实很多观众都希望他这段情节是真的,但电影和我们开了一个玩笑,这就叫有的放矢,该虚构的地方要虚构,不该虚构的地方就不虚构。很多动作片里一枪击中某人的肩膀或大腿,但这位还能舞刀弄枪,这就是虚构,现实是什么样子恐怕谁都知道。
看到网上很多人给这部电影挑刺,确实是,电影还是有些地方因虚构而不合常理。挑错并不是鸡蛋里挑骨头,而是人之常情。所有人都有挑错的权利,你觉得电影好看,可以挑错;觉得不好看,更应该挑错。不过在小弟看来,欣赏一部电影首先要看的是该作品能不能满足你,能否让你这90分钟过的很值。我认为无论是评论人、科学家还是杂七杂八闲杂人等,所有人坐在电影院那一刻他的身份都是“观众”。从观众的角度来欣赏一部作品,当走出电影院那一刻再评估作品的价值。但如果有人带着“挑错”的心态去欣赏一部作品,也就是我们常说的“以批判的眼光”去看电影,我觉得这会失去欣赏一部作品的意义,花钱买票为了给人看病,这又是何必呢?题外话。
这篇帖子不是科普,也不是什么高深的研究,只是列举一下人类目前掌握的太空飞行技术手段,从基础入手,感兴趣的可以对比一下电影里的情节,看看到底哪部分写实,哪部分是为了蒙太奇而虚构而来。我说得这些也许很多人知道,别嫌我啰嗦,也有不知道的,还是以闲聊的方式,中途肯定会跑题跑的找不着边,乱七八糟权当一乐。
一、太空是什么样的地方
上一篇文章里说过,太空就是“太空”,不仅星体之间距离很远,空间内也是什么也没有。太空没有地球上所谓的大气压,也就是传说中的“真空”。
1、真的空吗?
严格上来说,太空是“真空度非常高的地方”。真空度是用来衡量太空气压与标准大气压相比的标准,数值越小,说明“真空度很高”。真空度随着高度的增加而增加。400千米以上被称为“高真空”,1000千米以上被称为“超高真空”。完全没有气压的地方成为“绝对真空”,这个只是理论上。因此太空也不是“一点气体也没有”,只是与地球大气相比,气体稀薄,大气压低的离谱而已。但为了区分地球大气,所以称太空为“真空”,说白了就是没有可供人呼吸的大气。
2、漆黑一片
没有大气,会让宇宙中的物体直接暴露在太阳辐射下,太阳照射处温度极高,照不到的地方温度极低。其次,假如太空中没有任何可反射光线的物体,四周便会陷入一片黑暗。像是太空船和行星这些反射光线的物体,只有光照射的地方能看见,其他部分一片黑暗。所以说真正的太空与科幻电影里浩瀚的星海是不一样的,当然《地心引力》发生的场所肯定处于地球正面,否则就没法拍了,连人都看不见。或者说这是一种电影渲染的方式,包括镜头上的散射光晕,不能算是BUG,因为几乎所有太空电影都用这种方式烘托太空,最著名的就是JJ的《星际迷航》。
3、高自由度
太空的唯一好处就是没有阻力,因此在设计太空船的时候,自由度非常高,在满足科学实验为前提下,太空船的形状是不规则的,一切为了内部空间和人员操作而设计,只有返回舱拥有流线型的线条。在早期的科幻片中,太空船都是火箭形的,这是受限于当时的科学技术,打破这一桎梏的是《2001:太空漫游》,片中的太空船是环形的,这也成为日后很多科幻片太空船设计的模板,开阔了科幻的眼界,所以说《太空漫游》虽然晦涩,但理念还是相当超前的。
附录:真空度
高度:0 真空度:0 地点:海平面
高度:1千米 真空度:75 地点:客机飞行高度
高度:200千米 真空度:1.33X10-7 地点:亚轨道 弹道飞行 可体验失重
高度:400千米 真空度:1.33X10-9 地点:高真空 国际空间站高度(具体为350千米左右)
高度:500千米 真空度:1.33X10-10 地点:高真空 哈勃望远镜高度(具体为580千米左右)
高度:1000千米 真空度:1.33X10-11 地点:超高真空 宇宙空间
二、太空人选拔不指南
太空人就是宇航员,俗称而已,但说宇航员让我想起来国产猛片《飞天》,不知道咋地,自打看了那部电影之后一说这三个字我就想起他来一身鸡皮疙瘩,尼玛的强迫症,还是称太空人吧。
说起太空人选拔,给人的印象要比从中国西部家里蹲直接考上哈佛大学还困难,几乎是百万分之一的概率,可实际上呢,只要你说个健康的一撇一捺,就有登上太空的机会。电影里面,桑德勒•布洛克这些都是科学家出身,他们能上太空,为什么其他人不能上呢。
1、太空旅行
所以现在有了一种超新兴的娱乐方式——太空旅行,我们管那些非专业太空人,却打算跑到地球外面闲逛的家伙叫做太空游客,这些人门槛更低,例如美国的Space Adventune(太空冒险公司,1998年成立,北京现在有分社),几乎面向所有18岁以上人士,身高体重完全没有限制,当然前提是你必须有足够的钱。
话虽如此,但太空旅行并不是让导游领着玩那种,参加国际空间站ISS住宿和体验太空飞行的游客,必须在6-8个月的时间内,接受各种课程培训和身体检查。就目前来说,任何在宇宙飞船上的乘客都会有一定的工作使命,而不是纯粹的观光客。比起正规太空人,游客在专业知识和身体极限方面的要求稍低一些,他们也不是“经过选拔的人”,只要有钱、身体健康并且智力正常就可以去,但费用高的惊人。比如全世界第一个太空游客,美国富翁丹尼斯•蒂托在2001年乘坐俄罗斯联盟号登上国际空间站,可以看下他旅费一共2000万美元,而且在训练中心折腾的七荤八素。这些人并不是花钱找罪受,而是一种梦想,就像小时候我们总想上天一样,毕竟现在能上太空的没几个。
目前已经有几个富的流油的闲散人士登上了太空船,而且在Space Adventune甚至还有太空飞行计划和门票钱清单,如下:06年的资料,不知道现在怎样了。
(1)月球旅行
不着陆,跟《阿波罗13号》一样,环绕月球背面飞一圈。
天数:8-9天(不包括前期八个月的训练)
费用:1亿美元左右(因太空船而异,美国的贵点,俄罗斯的稍便宜一些,里面包括的训练费用和飞行费用两项)
(2)太空旅行
在国际空间站住几天
天数:9天(不包括前期训练)
费用:2-3千万美元
(3)弹道飞行
搭乘观光船进行高度100千米的弹道飞行
天数:5天
费用:10万美元
(4)超音速旅行
体验高超音速飞行(飞机似乎是俄罗斯的米格25,2.8倍马赫)
天数:5天
费用:2-3万美元
(5)太空人资格训练
去培训中心体验太空人的正式培训生活
天数:14天
费用:20万美元
(6)无重力飞行(俄罗斯)
在俄罗斯体验无重力训练
天数:4天
费用:1万美元
(7)无重力飞行(美国)
直接做飞机上高空体验无重力
天数:一上午
费用:3700美元
相信随着未来技术的发展和太空游客越来越多,费用会降低到平民阶层滴,估计我是等不到那一天了。
2、专业选拔
正规的太空人除了满足招募条件之外,还要接受复杂的专业知识学习和身体极限抗压能力培训,这才是门槛高的地方。
一则美国NASA的太空人招募条件,注意只是招募,相当于面试:
身高:149cm-194cm
血压:收缩压140mmhg以下,舒张压90mmhg以下
视力:裸眼视力:0.1以上,矫正视力:1.0以上
色觉:无色盲
听力:正常
其他:身体健康,喜欢太空飞行
3、身心不健康
《地心引力》中桑德拉•布洛克这种研究人员属于正规太空人,可能资历比较浅二把刀一些,启动飞船的时候还要看手册,但对身体素质的训练却是不能马虎半点的,因为他们在太空船中呆的时间更长,需要太空行走,在太空这种无重力环境下,能够引起很多问题。
无重力、微重力环境:
使得血液和体液集中与脑部,造成脸部浮肿,引起长时间的眩晕感,也会导致肌肉萎缩和衰退,骨骼钙质流失,长时间的失重会导致人像爬行动物一样蜕皮。不要说是《地心引力》中的来回转圈,就是长时间飘着也受不了。
真空宇宙:
很显然,辐射问题,太空服不会100%阻隔伟大太阳的恩赐。
太空船空间:
对一般人来说,在狭小密闭的空间呆15天已经是极限,除非像是《肖申克的救赎》里杜弗瑞这种强烈执念的高人关两个月也没事。因此太空船里生活的太空人有很大的精神负担,《地心引力》中虽说少有舱内情节,但很好的表现了这一点,抗压能力训练是必须的。
4、太空病
尽管经过了快一年的训练,但有一种问题是无法避免的,就是“太空病”,至今无法解决这个问题,跟身体训练无关。
“太空病”就是晕车,跟地球上晕车晕船不一样,就算你在地球上没有这种问题,上了太空也逃不掉。“太空病”爆发几率高的惊人,50%,无论是专业太空人还是游客,每两人就有一个“太空病”。症状就是头晕呕吐,而且在刚上太空2-3天内特别频繁,随后情况好转但也时不时的来一次(有的人在2-3天之后症状就莫名其妙的消失了),吐得天花乱坠。
有人说这是心理病,有人说这是负责内耳平衡的三半规管在失重条件下紊乱导致,但至今确切原因不明,而且也没有有效的治疗方法,药物抑制只是缓解,因此“太空病”对所有太空人来说是一个头疼的问题,可想象一下如《地心引力》中舱外行走中正在欣赏太空美景时突然吐一头盔是多么煞风景的事吗?
三、太空行走
有条件的话,谁都想到太空船外面溜一圈,毕竟这种事一辈子也碰不上几回,但令人纠结的是,这种行为其实是一种勇气活。
还记得在《太空险航》(1986年,为了纪念因挑战者号失事而丧生的女教师而拍摄)里,一帮学生参观太空船的时候被意外发射到宇宙里,在氧气即将耗尽的情况下,不但不让一个孩子进行太空行走进行维修,当时熊孩子一出舱门就被吓尿了,除了无限的黑暗和孤寂感,记得有一个镜头他往脚下看,说自己害怕高。真的体会不到那种感觉,不知道在失重的太空中会不会有“恐高症”这一说,毕竟上下左右全是一样的,头晕是肯定的,而且正如《地心引力》那样,转几圈就找不到北了,必须依靠参照物定位。
1、气闸舱
就是连接太空船内部居住舱与外部宇宙空间的一个设备,注意,是设备,尽管它很像一个房间,确切的说气闸舱是一个完全密封的精密仪器,舱门都是经过完全密封设计的,以免空气外泄。
在科幻电影中气闸舱很常见,不管是未来多少年的科幻电影,要是打算从飞船进入到宇宙,就必须经过这道程序。正确的步骤是:先进入气闸舱,关闭舱门,然后穿上太空服,完成一系列准备活动之后,开启外舱门,出舱。待完成太空行走之后,回舱关门,调节大气压和氧气含量,等到与居住区水平完全一样之后,脱掉太空服,完成后续工作,返回舱内。这一整套程序叫做舱外活动(Extra-vehicular activity),简称EVA。
气闸舱大多是通用的,为了方便对接,像是国际空间站的对接舱就是气闸,每艘太空船都有独立的气闸舱,但也有例外,俄罗斯的皮尔斯气闸舱是与众不同的系统,只有俄罗斯飞船才能对接,美国的寻求号气闸和和国际空间站的探索号气闸规格是通用的,中国的不知道,所以电影里最开始出事的是俄罗斯。
2、太空服
太空行走的太空服等同于一个小型飞行器,共包括三个部分:
头盔:全景面窗,内部有照明设备,摄像机和通信系统
生命维持系统:太空服背后的装置,调节太空服内部的气压,温度和湿度,提供氧气和电力,过滤太空人呼出的二氧化碳。
压力服:外层的躯干肢体服、手套等,内部为0.3个大气压,配备应急供氧通风组件,服装内充满了100%的纯氧,《地心引力》中桑德拉•布洛克氧气耗尽后呼吸的就是压力服内的纯氧。
压力服与生命维持系统统称EMU(舱外活动装置)。
另外还有内衬,不过其实不属于太空服,内衬是一种连体状冷却内衣,叫做液冷通风服,能够保温和吸收多余的体温汗水,由于太空行走不能上厕所,所以太空人必须穿着纸尿裤。
2、行走事宜
一般而言,太空行走都是系上安全绳索作业,另外还有有的还会配备小型推进器(SAFER),注意,推进器与生命维持系统不是一个装置,都在背后背着,《地心引力》里乔治•克鲁尼就装了推进器,桑德拉•布洛克没带推进器,用的是安全绳索,所以大妈被甩出去了。推进器是电力驱动,里面装的是氮气,利用氮气喷射在太空中飘着玩。
没有必要的时候,一般不进行太空行走,一旦要求出舱维修,就必须把人发出去折腾,在维修任务中,每次太空行走的时间为5-6个小时,相当漫长,折腾一通回来都是筋疲力尽,所以不是必要的时候一般都是老老实实在飞船里猫着。目前人类的太空行走的记录是8小时56分钟,是由美国宇航局的宇航员Jim Voss和Susan Helms在2001年3月11日创下的。
3、准备活动
所以说太空行走是一项体力活,而且出舱之前必须要进行大量的准备,类似于热身活动,因为太空服的内部环境无论温度和压力都与平时不同,太空人需要花费一段时间让身体适应太空服内的环境。
目前的太空船,如果打算进行太空行走的话,要提前12个小时进行前期筹备。
太空人首先要戴上氧气面罩,呼吸100%纯氧60分钟,然后将舱压从平时的1个大气压降低至0.7个大气压,为了让身体适应。
在进行太空行走前1-2个小时,进入气闸舱,穿太空服,太空服内的氮气会在10分钟以内全部吸走,接着要继续呼吸100%纯氧40-75分钟,这叫“Pre-breathe”(预先呼吸),为的是将体内的氮气全部逼出体外。因为一旦出舱,太空服内气压会降低到0.3个大气压。假如没有Pre-breathe而直接减压,人体内的氮气会变成微小的气泡阻隔毛细血管,引起“减压症”。《地心引力》中时间紧迫,都省略这道程序,看似不科学,但紧急关头容不得你折腾,况且“减压症”听上去很恐怖,但也不是什么大病,关节疼而已,比较严重的会引起风湿等后遗症,反正死不了,总比在太空船里被撞死强。
太空服减压完毕,才将气闸舱减压至与宇宙空间相同的状态,完成出舱。
四、太空生活
下面说一下比较八卦的问题,太空生活。
1、喝水
《地心引力》中乔治•克鲁尼拿出一瓶伏特加喝酒,按理说太空中的液体都是装在容器里,用吸管喝水。片中的场景貌似不多见,但俄罗斯人就是喜欢带瓶装酒上太空,直接喝是喝不到嘴里的,因为太空中没有重力,液体会飘出来,必须对瓶吹往嘴里吸。
2、上厕所
在太空船里上厕所是个有意思的事情,同样是没有重力,屎尿这些都会满天飞的,另外排泄物也是因为没有重力的问题不会顺着身体向下流,所以如果上大号的话会非常费劲。
太空船马桶是特制的,采用空气吸气将排泄物吸入储粪槽 ,相当于坐在一个吸尘器上,乱七八糟的都会一块被吸入一个10厘米口径的小洞内。如果小便,马桶旁有一个管子,同样会产生吸力将尿液排进污水槽。另外,由于没有重力,人类是很难坐到马桶上,因此上厕所必须被固定在马桶上,现在比较流行的是横杆压住身体,就像坐过山车时的那种保险杠一样,用于把身体固定住。
已经很不错了,老式的太空船连马桶都没有,上大号的时候用塑料袋贴在臀部就解决了。这倒让我想起了以前看过一篇文章,在潜艇中上厕所,比在太空中上厕所还复杂,因为不像太空船将排泄物集中处理,潜艇上是直接排到船外的,如果潜水的时候有特质的厕所,船外大气压要比船内高,上厕所时察看粪箱压力表,开通气阀,把粪箱内气压降低。上完厕所要冲走排泄物,必须要盖紧马桶盖,还要打开高压气罐阀门利用高压将排泄物吹出船外。假如忘了其中一个步骤,或者上一个上厕所的人忘了冲厕所,那么就会出现马桶内物品的“井喷”现象,甚是壮观,扯远了。
令人郁闷的是,太空船里没有厕所,因为太空船本身空间狭小资源有限,不会单独列出一个船舱当厕所用。马桶放置在一个纵深只有一公尺的凹槽里,里面有除臭装置,没有门,比较人性化的布置了一个门帘,因此在太空船中隐私是比较郁闷的一件事,尤其是飞船里有妹子的时候。
3、运动
在太空船里必须天天运动,不是为了锻炼身体,而是防止无重力环境肌肉萎缩和骨骼钙质流失。如果是短期滞留太空还好,假如在太空船上呆三天不运动的话,回到地球就站不住了。
而且在太空中运动很讲究的,像是仰卧起坐、俯卧撑、举哑铃这些运动时没有用的,做了跟没做一样。比较有效的方式是跑步机、动感单车和拉力器,当然这一切都是在被人体固定的基础上完成的。
如果打算研究太空生活,除了一些文献之外,推荐去看《阿波罗13号》,迄今为止在表现太空生活方面最详实的。
五、人体暴露在太空中会怎样?
这种情况太多了,当然是电影里,最常见的场景就是飞船破了一个洞,一票人马被吸了出去。这是比较宏观的现象,微观上来说,就是人体暴露在宇宙空间中的反应。我孤陋寡闻,不知道现实生活中有没有出现这种事故,因为电影里在表现这方面的时候五花八门,大致逃不过三种:
1、《火星威龙》
施瓦辛格在没有大气环境下身体迅速膨胀,眼球突出眼眶,造型恐怖,因为在真空环境下,窒息是肯定的,人体内会失去压强导致膨胀,甚至爆裂。
2、《黑洞表面》
中邪的船员光着袜底进入气闸舱被抛出舱门,血管爆裂,七窍流血,就像发羊癫疯一样浑身颤抖不停,还好被抛出舱门一刻被太空人推了回来。这是因为太阳直射的原因,人体体温迅速升高使得血液和体液沸腾,内脏无法运作,假如暴露在宇宙中会因为直接受到辐射影响而时辰已到。
3、《地心引力》
两种,一种是被冻得硬邦邦的尸体,这是在没有光照的情况下气温极低导致;另一种是面窗被击破伤及皮肤,因为体内压强的原因,身体破了一个小口导致血液甚至内脏都被抽到真空中,只留下一具空壳(国内版删除了这个镜头)。
不管是那种死法,反正都挺惨了,而且只要暴露在太空中就必死无疑,但NASA的专家持不同观点:
在NASA网站上的“imagine the universe”栏目中,里面有关于这种情况的说明,按照天体物理学家的说法,在收集了动物实验,一些事件当事人的调查报告(看来这种事故还是出现过)中,上述身体变化并不一定全都会发生。
简单地说,当人突出暴露在太空中,身体既不会爆裂也不会结冰,血液也不会立刻沸腾。而且一旦出现这种情况,千万不要憋气,如此一来会使得肺部受到跟潜水时急速上升水面相同的伤害,尽量把肺部的气体全部排出。如此一来,如果在30秒内返回正常环境就无大碍,甚至连后遗症都不会出现。如果在1-2分钟内无法脱离真空状态,才必死无疑。
说实在的以上建议没什么用,一旦出现有人暴露在太空中的情况,别管30秒还是1分钟,我觉得他是没有条件回到正常环境的,就像《黑洞表面》那种情况,那名船员最后生还,但被人推回来这种情况实在少见。
上一篇:不是影评:由《地心引力》闲聊太空电影
http://www.douban.com/note/316942128/
这帖子跟电影没什么关系,只是借用下。
《地心引力》很好看,不说画面、摄影和3D技术方面的可观度,单单1.5名演员在90分钟的时间里能够做到不冷场,说明导演对剧情张力和节奏把握相当厉害的,不信可以找找很多知名的独角戏电影,绝对达不到《地心引力》这种水平。
这部电影获得了美国宇航局航空员的首肯,曾经有过三次太空行走经历的NASA前宇航员加勒特•赖斯曼,对《地心引力》进行了详细的解读,包括太空行走的的运动和体态,关闭气阀的方式等等都得到了他的认同,并表示很多细节“相当精确”。但他只是说了部分细节,还有一些细节他没说,实际上还是存在一定虚构成分。
小弟来这不是吆喝的,当然也不是挑毛病的,之前就说过,《地心引力》“不完美但很棒”。电影是一门遗憾的艺术,很多时候为了造就剧情冲突和反转情节不得不进行一些虚构。比如《地心引力》中哈勃望远镜与国际空间站不在同一轨道,非常简单的常识性问题加入如实放到电影里,那本片也就别拍了。所以说虚构有的时候是必须出现的,但虚构不是“故弄玄虚”,是要有的放矢,为了造成一定的戏剧冲突和为结局搭桥而有意为之。《地心引力》毕竟不是纪录片,他是建立在写实基础上的艺术加工,比如中途乔治•克鲁尼“回来”的那一段,其实很多观众都希望他这段情节是真的,但电影和我们开了一个玩笑,这就叫有的放矢,该虚构的地方要虚构,不该虚构的地方就不虚构。很多动作片里一枪击中某人的肩膀或大腿,但这位还能舞刀弄枪,这就是虚构,现实是什么样子恐怕谁都知道。
看到网上很多人给这部电影挑刺,确实是,电影还是有些地方因虚构而不合常理。挑错并不是鸡蛋里挑骨头,而是人之常情。所有人都有挑错的权利,你觉得电影好看,可以挑错;觉得不好看,更应该挑错。不过在小弟看来,欣赏一部电影首先要看的是该作品能不能满足你,能否让你这90分钟过的很值。我认为无论是评论人、科学家还是杂七杂八闲杂人等,所有人坐在电影院那一刻他的身份都是“观众”。从观众的角度来欣赏一部作品,当走出电影院那一刻再评估作品的价值。但如果有人带着“挑错”的心态去欣赏一部作品,也就是我们常说的“以批判的眼光”去看电影,我觉得这会失去欣赏一部作品的意义,花钱买票为了给人看病,这又是何必呢?题外话。
这篇帖子不是科普,也不是什么高深的研究,只是列举一下人类目前掌握的太空飞行技术手段,从基础入手,感兴趣的可以对比一下电影里的情节,看看到底哪部分写实,哪部分是为了蒙太奇而虚构而来。我说得这些也许很多人知道,别嫌我啰嗦,也有不知道的,还是以闲聊的方式,中途肯定会跑题跑的找不着边,乱七八糟权当一乐。
一、太空是什么样的地方
上一篇文章里说过,太空就是“太空”,不仅星体之间距离很远,空间内也是什么也没有。太空没有地球上所谓的大气压,也就是传说中的“真空”。
1、真的空吗?
严格上来说,太空是“真空度非常高的地方”。真空度是用来衡量太空气压与标准大气压相比的标准,数值越小,说明“真空度很高”。真空度随着高度的增加而增加。400千米以上被称为“高真空”,1000千米以上被称为“超高真空”。完全没有气压的地方成为“绝对真空”,这个只是理论上。因此太空也不是“一点气体也没有”,只是与地球大气相比,气体稀薄,大气压低的离谱而已。但为了区分地球大气,所以称太空为“真空”,说白了就是没有可供人呼吸的大气。
2、漆黑一片
没有大气,会让宇宙中的物体直接暴露在太阳辐射下,太阳照射处温度极高,照不到的地方温度极低。其次,假如太空中没有任何可反射光线的物体,四周便会陷入一片黑暗。像是太空船和行星这些反射光线的物体,只有光照射的地方能看见,其他部分一片黑暗。所以说真正的太空与科幻电影里浩瀚的星海是不一样的,当然《地心引力》发生的场所肯定处于地球正面,否则就没法拍了,连人都看不见。或者说这是一种电影渲染的方式,包括镜头上的散射光晕,不能算是BUG,因为几乎所有太空电影都用这种方式烘托太空,最著名的就是JJ的《星际迷航》。
3、高自由度
太空的唯一好处就是没有阻力,因此在设计太空船的时候,自由度非常高,在满足科学实验为前提下,太空船的形状是不规则的,一切为了内部空间和人员操作而设计,只有返回舱拥有流线型的线条。在早期的科幻片中,太空船都是火箭形的,这是受限于当时的科学技术,打破这一桎梏的是《2001:太空漫游》,片中的太空船是环形的,这也成为日后很多科幻片太空船设计的模板,开阔了科幻的眼界,所以说《太空漫游》虽然晦涩,但理念还是相当超前的。
附录:真空度
高度:0 真空度:0 地点:海平面
高度:1千米 真空度:75 地点:客机飞行高度
高度:200千米 真空度:1.33X10-7 地点:亚轨道 弹道飞行 可体验失重
高度:400千米 真空度:1.33X10-9 地点:高真空 国际空间站高度(具体为350千米左右)
高度:500千米 真空度:1.33X10-10 地点:高真空 哈勃望远镜高度(具体为580千米左右)
高度:1000千米 真空度:1.33X10-11 地点:超高真空 宇宙空间
二、太空人选拔不指南
太空人就是宇航员,俗称而已,但说宇航员让我想起来国产猛片《飞天》,不知道咋地,自打看了那部电影之后一说这三个字我就想起他来一身鸡皮疙瘩,尼玛的强迫症,还是称太空人吧。
说起太空人选拔,给人的印象要比从中国西部家里蹲直接考上哈佛大学还困难,几乎是百万分之一的概率,可实际上呢,只要你说个健康的一撇一捺,就有登上太空的机会。电影里面,桑德勒•布洛克这些都是科学家出身,他们能上太空,为什么其他人不能上呢。
1、太空旅行
所以现在有了一种超新兴的娱乐方式——太空旅行,我们管那些非专业太空人,却打算跑到地球外面闲逛的家伙叫做太空游客,这些人门槛更低,例如美国的Space Adventune(太空冒险公司,1998年成立,北京现在有分社),几乎面向所有18岁以上人士,身高体重完全没有限制,当然前提是你必须有足够的钱。
话虽如此,但太空旅行并不是让导游领着玩那种,参加国际空间站ISS住宿和体验太空飞行的游客,必须在6-8个月的时间内,接受各种课程培训和身体检查。就目前来说,任何在宇宙飞船上的乘客都会有一定的工作使命,而不是纯粹的观光客。比起正规太空人,游客在专业知识和身体极限方面的要求稍低一些,他们也不是“经过选拔的人”,只要有钱、身体健康并且智力正常就可以去,但费用高的惊人。比如全世界第一个太空游客,美国富翁丹尼斯•蒂托在2001年乘坐俄罗斯联盟号登上国际空间站,可以看下他旅费一共2000万美元,而且在训练中心折腾的七荤八素。这些人并不是花钱找罪受,而是一种梦想,就像小时候我们总想上天一样,毕竟现在能上太空的没几个。
目前已经有几个富的流油的闲散人士登上了太空船,而且在Space Adventune甚至还有太空飞行计划和门票钱清单,如下:06年的资料,不知道现在怎样了。
(1)月球旅行
不着陆,跟《阿波罗13号》一样,环绕月球背面飞一圈。
天数:8-9天(不包括前期八个月的训练)
费用:1亿美元左右(因太空船而异,美国的贵点,俄罗斯的稍便宜一些,里面包括的训练费用和飞行费用两项)
(2)太空旅行
在国际空间站住几天
天数:9天(不包括前期训练)
费用:2-3千万美元
(3)弹道飞行
搭乘观光船进行高度100千米的弹道飞行
天数:5天
费用:10万美元
(4)超音速旅行
体验高超音速飞行(飞机似乎是俄罗斯的米格25,2.8倍马赫)
天数:5天
费用:2-3万美元
(5)太空人资格训练
去培训中心体验太空人的正式培训生活
天数:14天
费用:20万美元
(6)无重力飞行(俄罗斯)
在俄罗斯体验无重力训练
天数:4天
费用:1万美元
(7)无重力飞行(美国)
直接做飞机上高空体验无重力
天数:一上午
费用:3700美元
相信随着未来技术的发展和太空游客越来越多,费用会降低到平民阶层滴,估计我是等不到那一天了。
2、专业选拔
正规的太空人除了满足招募条件之外,还要接受复杂的专业知识学习和身体极限抗压能力培训,这才是门槛高的地方。
一则美国NASA的太空人招募条件,注意只是招募,相当于面试:
身高:149cm-194cm
血压:收缩压140mmhg以下,舒张压90mmhg以下
视力:裸眼视力:0.1以上,矫正视力:1.0以上
色觉:无色盲
听力:正常
其他:身体健康,喜欢太空飞行
3、身心不健康
《地心引力》中桑德拉•布洛克这种研究人员属于正规太空人,可能资历比较浅二把刀一些,启动飞船的时候还要看手册,但对身体素质的训练却是不能马虎半点的,因为他们在太空船中呆的时间更长,需要太空行走,在太空这种无重力环境下,能够引起很多问题。
无重力、微重力环境:
使得血液和体液集中与脑部,造成脸部浮肿,引起长时间的眩晕感,也会导致肌肉萎缩和衰退,骨骼钙质流失,长时间的失重会导致人像爬行动物一样蜕皮。不要说是《地心引力》中的来回转圈,就是长时间飘着也受不了。
真空宇宙:
很显然,辐射问题,太空服不会100%阻隔伟大太阳的恩赐。
太空船空间:
对一般人来说,在狭小密闭的空间呆15天已经是极限,除非像是《肖申克的救赎》里杜弗瑞这种强烈执念的高人关两个月也没事。因此太空船里生活的太空人有很大的精神负担,《地心引力》中虽说少有舱内情节,但很好的表现了这一点,抗压能力训练是必须的。
4、太空病
尽管经过了快一年的训练,但有一种问题是无法避免的,就是“太空病”,至今无法解决这个问题,跟身体训练无关。
“太空病”就是晕车,跟地球上晕车晕船不一样,就算你在地球上没有这种问题,上了太空也逃不掉。“太空病”爆发几率高的惊人,50%,无论是专业太空人还是游客,每两人就有一个“太空病”。症状就是头晕呕吐,而且在刚上太空2-3天内特别频繁,随后情况好转但也时不时的来一次(有的人在2-3天之后症状就莫名其妙的消失了),吐得天花乱坠。
有人说这是心理病,有人说这是负责内耳平衡的三半规管在失重条件下紊乱导致,但至今确切原因不明,而且也没有有效的治疗方法,药物抑制只是缓解,因此“太空病”对所有太空人来说是一个头疼的问题,可想象一下如《地心引力》中舱外行走中正在欣赏太空美景时突然吐一头盔是多么煞风景的事吗?
三、太空行走
有条件的话,谁都想到太空船外面溜一圈,毕竟这种事一辈子也碰不上几回,但令人纠结的是,这种行为其实是一种勇气活。
还记得在《太空险航》(1986年,为了纪念因挑战者号失事而丧生的女教师而拍摄)里,一帮学生参观太空船的时候被意外发射到宇宙里,在氧气即将耗尽的情况下,不但不让一个孩子进行太空行走进行维修,当时熊孩子一出舱门就被吓尿了,除了无限的黑暗和孤寂感,记得有一个镜头他往脚下看,说自己害怕高。真的体会不到那种感觉,不知道在失重的太空中会不会有“恐高症”这一说,毕竟上下左右全是一样的,头晕是肯定的,而且正如《地心引力》那样,转几圈就找不到北了,必须依靠参照物定位。
1、气闸舱
就是连接太空船内部居住舱与外部宇宙空间的一个设备,注意,是设备,尽管它很像一个房间,确切的说气闸舱是一个完全密封的精密仪器,舱门都是经过完全密封设计的,以免空气外泄。
在科幻电影中气闸舱很常见,不管是未来多少年的科幻电影,要是打算从飞船进入到宇宙,就必须经过这道程序。正确的步骤是:先进入气闸舱,关闭舱门,然后穿上太空服,完成一系列准备活动之后,开启外舱门,出舱。待完成太空行走之后,回舱关门,调节大气压和氧气含量,等到与居住区水平完全一样之后,脱掉太空服,完成后续工作,返回舱内。这一整套程序叫做舱外活动(Extra-vehicular activity),简称EVA。
气闸舱大多是通用的,为了方便对接,像是国际空间站的对接舱就是气闸,每艘太空船都有独立的气闸舱,但也有例外,俄罗斯的皮尔斯气闸舱是与众不同的系统,只有俄罗斯飞船才能对接,美国的寻求号气闸和和国际空间站的探索号气闸规格是通用的,中国的不知道,所以电影里最开始出事的是俄罗斯。
2、太空服
太空行走的太空服等同于一个小型飞行器,共包括三个部分:
头盔:全景面窗,内部有照明设备,摄像机和通信系统
生命维持系统:太空服背后的装置,调节太空服内部的气压,温度和湿度,提供氧气和电力,过滤太空人呼出的二氧化碳。
压力服:外层的躯干肢体服、手套等,内部为0.3个大气压,配备应急供氧通风组件,服装内充满了100%的纯氧,《地心引力》中桑德拉•布洛克氧气耗尽后呼吸的就是压力服内的纯氧。
压力服与生命维持系统统称EMU(舱外活动装置)。
另外还有内衬,不过其实不属于太空服,内衬是一种连体状冷却内衣,叫做液冷通风服,能够保温和吸收多余的体温汗水,由于太空行走不能上厕所,所以太空人必须穿着纸尿裤。
2、行走事宜
一般而言,太空行走都是系上安全绳索作业,另外还有有的还会配备小型推进器(SAFER),注意,推进器与生命维持系统不是一个装置,都在背后背着,《地心引力》里乔治•克鲁尼就装了推进器,桑德拉•布洛克没带推进器,用的是安全绳索,所以大妈被甩出去了。推进器是电力驱动,里面装的是氮气,利用氮气喷射在太空中飘着玩。
没有必要的时候,一般不进行太空行走,一旦要求出舱维修,就必须把人发出去折腾,在维修任务中,每次太空行走的时间为5-6个小时,相当漫长,折腾一通回来都是筋疲力尽,所以不是必要的时候一般都是老老实实在飞船里猫着。目前人类的太空行走的记录是8小时56分钟,是由美国宇航局的宇航员Jim Voss和Susan Helms在2001年3月11日创下的。
3、准备活动
所以说太空行走是一项体力活,而且出舱之前必须要进行大量的准备,类似于热身活动,因为太空服的内部环境无论温度和压力都与平时不同,太空人需要花费一段时间让身体适应太空服内的环境。
目前的太空船,如果打算进行太空行走的话,要提前12个小时进行前期筹备。
太空人首先要戴上氧气面罩,呼吸100%纯氧60分钟,然后将舱压从平时的1个大气压降低至0.7个大气压,为了让身体适应。
在进行太空行走前1-2个小时,进入气闸舱,穿太空服,太空服内的氮气会在10分钟以内全部吸走,接着要继续呼吸100%纯氧40-75分钟,这叫“Pre-breathe”(预先呼吸),为的是将体内的氮气全部逼出体外。因为一旦出舱,太空服内气压会降低到0.3个大气压。假如没有Pre-breathe而直接减压,人体内的氮气会变成微小的气泡阻隔毛细血管,引起“减压症”。《地心引力》中时间紧迫,都省略这道程序,看似不科学,但紧急关头容不得你折腾,况且“减压症”听上去很恐怖,但也不是什么大病,关节疼而已,比较严重的会引起风湿等后遗症,反正死不了,总比在太空船里被撞死强。
太空服减压完毕,才将气闸舱减压至与宇宙空间相同的状态,完成出舱。
四、太空生活
下面说一下比较八卦的问题,太空生活。
1、喝水
《地心引力》中乔治•克鲁尼拿出一瓶伏特加喝酒,按理说太空中的液体都是装在容器里,用吸管喝水。片中的场景貌似不多见,但俄罗斯人就是喜欢带瓶装酒上太空,直接喝是喝不到嘴里的,因为太空中没有重力,液体会飘出来,必须对瓶吹往嘴里吸。
2、上厕所
在太空船里上厕所是个有意思的事情,同样是没有重力,屎尿这些都会满天飞的,另外排泄物也是因为没有重力的问题不会顺着身体向下流,所以如果上大号的话会非常费劲。
太空船马桶是特制的,采用空气吸气将排泄物吸入储粪槽 ,相当于坐在一个吸尘器上,乱七八糟的都会一块被吸入一个10厘米口径的小洞内。如果小便,马桶旁有一个管子,同样会产生吸力将尿液排进污水槽。另外,由于没有重力,人类是很难坐到马桶上,因此上厕所必须被固定在马桶上,现在比较流行的是横杆压住身体,就像坐过山车时的那种保险杠一样,用于把身体固定住。
已经很不错了,老式的太空船连马桶都没有,上大号的时候用塑料袋贴在臀部就解决了。这倒让我想起了以前看过一篇文章,在潜艇中上厕所,比在太空中上厕所还复杂,因为不像太空船将排泄物集中处理,潜艇上是直接排到船外的,如果潜水的时候有特质的厕所,船外大气压要比船内高,上厕所时察看粪箱压力表,开通气阀,把粪箱内气压降低。上完厕所要冲走排泄物,必须要盖紧马桶盖,还要打开高压气罐阀门利用高压将排泄物吹出船外。假如忘了其中一个步骤,或者上一个上厕所的人忘了冲厕所,那么就会出现马桶内物品的“井喷”现象,甚是壮观,扯远了。
令人郁闷的是,太空船里没有厕所,因为太空船本身空间狭小资源有限,不会单独列出一个船舱当厕所用。马桶放置在一个纵深只有一公尺的凹槽里,里面有除臭装置,没有门,比较人性化的布置了一个门帘,因此在太空船中隐私是比较郁闷的一件事,尤其是飞船里有妹子的时候。
3、运动
在太空船里必须天天运动,不是为了锻炼身体,而是防止无重力环境肌肉萎缩和骨骼钙质流失。如果是短期滞留太空还好,假如在太空船上呆三天不运动的话,回到地球就站不住了。
而且在太空中运动很讲究的,像是仰卧起坐、俯卧撑、举哑铃这些运动时没有用的,做了跟没做一样。比较有效的方式是跑步机、动感单车和拉力器,当然这一切都是在被人体固定的基础上完成的。
如果打算研究太空生活,除了一些文献之外,推荐去看《阿波罗13号》,迄今为止在表现太空生活方面最详实的。
五、人体暴露在太空中会怎样?
这种情况太多了,当然是电影里,最常见的场景就是飞船破了一个洞,一票人马被吸了出去。这是比较宏观的现象,微观上来说,就是人体暴露在宇宙空间中的反应。我孤陋寡闻,不知道现实生活中有没有出现这种事故,因为电影里在表现这方面的时候五花八门,大致逃不过三种:
1、《火星威龙》
施瓦辛格在没有大气环境下身体迅速膨胀,眼球突出眼眶,造型恐怖,因为在真空环境下,窒息是肯定的,人体内会失去压强导致膨胀,甚至爆裂。
2、《黑洞表面》
中邪的船员光着袜底进入气闸舱被抛出舱门,血管爆裂,七窍流血,就像发羊癫疯一样浑身颤抖不停,还好被抛出舱门一刻被太空人推了回来。这是因为太阳直射的原因,人体体温迅速升高使得血液和体液沸腾,内脏无法运作,假如暴露在宇宙中会因为直接受到辐射影响而时辰已到。
3、《地心引力》
两种,一种是被冻得硬邦邦的尸体,这是在没有光照的情况下气温极低导致;另一种是面窗被击破伤及皮肤,因为体内压强的原因,身体破了一个小口导致血液甚至内脏都被抽到真空中,只留下一具空壳(国内版删除了这个镜头)。
不管是那种死法,反正都挺惨了,而且只要暴露在太空中就必死无疑,但NASA的专家持不同观点:
在NASA网站上的“imagine the universe”栏目中,里面有关于这种情况的说明,按照天体物理学家的说法,在收集了动物实验,一些事件当事人的调查报告(看来这种事故还是出现过)中,上述身体变化并不一定全都会发生。
简单地说,当人突出暴露在太空中,身体既不会爆裂也不会结冰,血液也不会立刻沸腾。而且一旦出现这种情况,千万不要憋气,如此一来会使得肺部受到跟潜水时急速上升水面相同的伤害,尽量把肺部的气体全部排出。如此一来,如果在30秒内返回正常环境就无大碍,甚至连后遗症都不会出现。如果在1-2分钟内无法脱离真空状态,才必死无疑。
说实在的以上建议没什么用,一旦出现有人暴露在太空中的情况,别管30秒还是1分钟,我觉得他是没有条件回到正常环境的,就像《黑洞表面》那种情况,那名船员最后生还,但被人推回来这种情况实在少见。
上一篇:不是影评:由《地心引力》闲聊太空电影
http://www.douban.com/note/316942128/
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