STEAM｜如何成为太空人｜星岛教室

2024-02-01 11:57

当我知道中国4名太空人︰刘伯明、王亚平、陈冬和张陆会在2023年11月28日访港4天，我真的兴奋难耐，更走到民政谘询中心排队，希望拿到29日大汇演的门票，可惜派完了……我整晚辗转难眠，脑中还产生了一大堆问题，我快要疯了！

4大疑团

不要紧，中国的诺贝尔物理学家李政道曾说：「求学问，先求问，再求学。」每事问才会有好学问，以下问题就紧缠我脑中！

1. 我听说当太空人要长期受训练，其中体能方面的要求特别高，是真的吗？

2. 上次中国航天科技国际交流中心的周岫彬主任来我校探访时，他说过中国首名太空人杨利伟，在起飞时差点要死，那是甚么一回事？周主任说那是因为「共振」，拿破仑也遇过共振，甚么叫「共振」？还有网上流传杨利伟回地球时嘴角有血，是受了内伤吗？

3. 我看见每次太空人返回地球，总是一大堆救护车冲过去迎接他们，有那么危险吗？只是降落伞着陆而已。还有，都要人扶他们坐下来，连站也站不起来，是降落舱太小，令他们血液不循环吗？

4. 疫情期间，我看见网上说太空人返回地球后，要隔离14天，太空也有新冠病毒吗？

其实，只是起飞和降落已有一大堆问题要解决，我们真是要向中国航天人员致敬！

如何成为太空人

根据中国载人航天工程办公室的资料，要成为太空人必须「过五关，斩六将」！申请者至少要有硕士学历，年龄介乎25至35岁避免培训后会超龄；除了要有强健体格，更要检查家族病史；另外，「打鼻鼾」的人因为在睡眠时会有窒息风险，故不能入选。

准太空人之后还要接受一系列体能训练，包括离心机及电动秋千等，亦要具有数学、天文和工程学等知识。

极限训练

据媒体报道，准太空人有「5大极限训练」：

1. 超重耐力训练︰在高速旋转的离心机，承受相当于8个自己的重量，进行训练；

2. 模拟失重训练︰身穿160多公斤的训练服，持续在水底训练；

3. 飞行程序训练︰熟记上百万字的飞行手册、上千条指令及数百项操作；

4. 头低位卧牀训练︰进入太空时，血液会因为失重而向头部转移，因此他们必须在负6度，即「头低、脚高」卧姿下进行饮食及工作训练，亦会利用转牀变换体位令血液重新分布；

5. 抗疲劳抗寂寞考验︰由于在狭小密闭的隔离舱内连续工作72小时，故须提高心理承受能力。

经过训练后，太空人可随时调节生理时钟，调整心跳速度，在失重下无晕车感，并准确判断方位。

受伤风险

杨利伟在自传《天地九重》中提到，他在「神舟五号」爬升到距离地面30公里时，船体由于物理作用下发生抖动，更引起剧烈的共振，虽然只持续26秒，但足以令他极度不适，甚至有「濒临死亡」的感觉。

物理学上，「共振」是两个振动频率相同的物体，当一个发生振动时，会引起另一个物体振动的现象。共振是常见的现象，为何受过专业训练的杨利伟也难以承受？因为共振是有分等级的，低于20赫兹以下的振动，称为「低频共振」，正正是杨利伟遇到的，对人体伤害性极高。至于嘴角有血，杨利伟指不是受到内伤，而是飞船与大气层摩擦产生巨大的冲击力，令他的嘴角被头盔的麦克风刮伤。

其实当返回舱高速进入大气层时，外面温度可高达数千度，对太空人构成极大威胁。1971年6月30日，前苏联「联盟11号」进入大气层时，便因压力阀门被震开，令空气泄漏引致内部迅速减压，3名太空人急性缺氧而死亡。因此当返回舱降落时，你会看见大批搜救队一涌而上，目的是希望能及时协助太空人安全离开返回舱。

至于太空人被医务人员抬着走或坐到椅子上，是因为他们长时间在无重力的环境下，影响了身体机能和肌肉的运动力，强行站立或行走会出现摔倒或骨折的情况。

「复常」过程

太空的物质极其稀薄，加上宇宙射线、太阳光和太阳风离子都非常强烈，细菌或病毒难有生存的机会。不过太空人要回复「正常」生活，必须经历约5个月的3个阶段︰1. 医学隔离期︰太空人首先要进行最少14天医学隔离，除了让他们重新适应地球环境及微生物外，也让身体器官慢慢恢复正常运作。另外，太空人受过宇宙射线的照射，不排除身上的微生物发生基因变异而造成对其他生物不利的异变，所以他们需要待在专门的空间内。

2. 医学疗养期︰经历隔离期后，太空人便进入为期约30天的疗养期，进行有氧运动及相关的身体检查，以便了解及减少他们受到在太空的潜在伤害。

3. 恢复疗养期︰太空人最后要进入约3个月的恢复疗养期，他们的活动范围更大，运动量也会增加，更会进行某些高强度的专项训练，让他们的生理参数恢复到出发前的水准。香港科学馆总馆长李为君曾指，太空人上太空及返回地面时是最危险的。中国载人航天工程取得丰硕成果，背后有赖很多人员付出及努力，希望年轻一代对航天科技感到兴趣，日后更作出贡献！