國際太空站——繞著地球運行的實驗室
幾年後,你抬頭凝望明淨的夜空,看到月亮和點點繁星之餘,也可能發現一顆跟行星一樣閃閃生輝的人造「星」。去年,人們已動工興建這個面積相當於兩個足球場的龐然大物,是次計劃更被稱為是「自金字塔以來,最巨大的建築工程」。它到底是什麼呢?
這個龐然大物由超過10萬人合力建造,一旦竣工,它就是國際太空站——一個永久的太空研究實驗室。參與工程的人大部分是加拿大人、俄羅斯人和美國人,但當中也有不少是比利時、巴西、丹麥、法國、德國、意大利、日本、荷蘭、挪威、西班牙、瑞典、瑞士和英國等國家的人。工程完成後,國際太空站會長88米,寬109米,工作面積和居住面積加起來,足有兩架波音747噴射飛機的座艙那麼大。這個重520噸的龐然巨物,建造成本高達500億美元以上!
一些批評者說,這個被冠以科研之名耗資上億的國際太空站,「是星際間的白象——大而無當,又勞民又傷財」。另一方面,支持者對太空站卻期望甚殷,認為太空站將是個獨特的試驗場,讓人試驗嶄新、尖端的工業用料、鑽研通訊技術和進行醫學研究。不過,宇航員(太空人)把實驗儀器繫在太空站內壁上面之前,科學家得先把各組件送上太空,在那裡把它們逐一拼合起來。
空中築壘
太空站碩大無朋,重量驚人,要是在地上建造,就會承受不了自身重量而倒塌下來。因此,科學家不得不在地上建造個別的艙段,發射到太空去,然後才加以組合。俄羅斯的助推器和美國的太空穿梭機得「跑」45趟,才能把所有艙段通通都送上太空去。
空中築壘史無前例,令太空忽地變成瞬息萬變的建築工地。工作人員和物料陸陸續續地進入軌道,100多個艙段就會一一給湊合起來。來自世界各地的宇航員將親自上陣,在太空中走上幾百個小時,進行大部分的拼合工作。
1998年11月20日,俄羅斯哈薩克斯坦的拜科努爾發射場,已把重20噸俄羅斯製造的「扎里亞」(意思是「日出」),即國際太空站首個艙段發射到太空裡去。「扎里亞」需要配備足夠的燃料,使自己和後來增加的艙段能留在軌道上。「扎里亞」發射後20天,太空穿梭機「奮進號」也把美國製造取名「團結」的艙段送上太空。
1998年12月,「奮進號」的工作人員在太空中進行合併時,首次嘗到前頭任務的艱巨滋味。「扎里亞」和「團結」在距離地球400公里的上空會合期間,宇航員南希·柯里操控15米長的機械臂,把重20噸的「扎里亞」抓起來,放在「團結」上面。在合併了的艙段外面,宇航員傑里·羅斯和詹姆斯·紐曼就接駁電線、信號線和輸送液體的裝置。接駁後,電力就可以在艙段之間傳送,水的循環系統也能冷卻空氣,以及供水給工作人員飲用。宇航員共花了逾21個小時,在太空中走了三次,才完成是次任務。
每隔幾星期,火箭和太空穿梭機會陸續把新艙段送上太空,這樣,太空站就從最初單一個「扎里亞」艙段,逐漸演變成最終重520噸的國際太空站。太空站的艙段不斷增加,要跟地球的引力抗衡而留在軌道上並不容易,還可能會隨時掉回地面上來。為了使太空站留在太空裡,穿梭機得不時造訪太空站,給它推一推,使它維持適當的高度。
在太空站進行的研究當中,接近無重的狀態發揮很重要的作用。太空站承受的引力是地球上的東西所承受的100萬分之一。在地球上,鉛筆下跌2米只花0.5秒,但在太空站裡,同樣事情卻需要10分鐘!那麼,國際太空站到底是個怎樣的實驗室呢?那裡進行的研究可能對你的日常生活有什麼影響呢?
繞著地球運行的實驗室
科學家預期太空站在2004年大功告成。此後,每次有多至7個宇航員到訪這所構造複雜的巨宅,有些宇航員更會住上好幾個月。太空站是探索宇宙的門徑;在太空站裡,研究人員將進行世界各地的科學家所設計各種各樣的實驗。
且舉個例。地心吸力十分微弱時,植物的根就不會鑽進泥土,葉子也不會朝天生長。所以,科學家已計劃做一些實驗,以找出在不受地心吸力的影響下,植物的生長情況會怎樣。另外,蛋白質結晶體在太空裡變得更大,外觀上也更為對稱,科學家也許可以在太空裡培植出純淨度更高的結晶體來。這類研究結果對研究人員可能很有用,使他們有望研製出能對抗某些致病蛋白質的藥物。在差不多全無引力的環境裡,科學家也許能製造一些在地球上生產機會極微的東西。
引力微弱,人的骨骼和肌肉會出現退化現象。前宇航員邁克爾·克利福德說:「部分科學研究的目標是,探知在太空中長期逗留對人生理的影響。」研究人員至少會做一個實驗,試試找出應付骨骼耗損的方法。
科學家知道太空生活對人的長遠影響後,也許就能計劃造訪火星了。克利福德說:「前往火星是個挺漫長的旅程。我們希望有把握使[這些探索太空的人]平安歸來。」
此外,支持興建太空站的人也預料,對於構成生命的基本元素,太空站的研究能使人的認識更上一層樓。掌握了這類知識,醫護人員就可能找到治療癌症、糖尿病、肺氣腫和免疫系統紊亂的良方了。在太空站的實驗室裡,將設置一副生產跟人體天然組織相似的細胞培養的儀器,科學家可藉此對各種疾病加深了解和找出對策。另外,太空站還有一扇寬50厘米供觀察之用的窗戶,讓人研究大氣氣體、珊瑚礁的變白現象、颶風和地球上種種自然現象。
「促進和平的實驗室」?
不過,對一些大力支持興建太空站的人來說,它可不僅是個懸在太空的實驗室而已。他們認為,太空站實踐了阿波羅計劃許下的諾言。當時,宇航員在月球上留下飾板,上面寫著:「我們為全人類的和平而來。」七十來歲的宇航員約翰·格倫把太空站描述為「促進和平的實驗室」後,說:「這樣,16個國家的人就在太空裡共事,而不是在地球上勾心鬥角了。」格倫和其他人認為,在太空站裡,各國會學習互相合作,一同鑽研科技。興建太空站耗資巨萬,沒有國家獨自承擔得來,但通過這個計劃,人人都能受惠。
話雖如此,許多人仍不禁暗忖:各國在地球上不能互助互愛,他們又可以在太空裡融洽相處嗎?不管怎樣,人類渴望跨進新領域,探知箇中究竟,才會合力興建太空站的。毫無疑問,這個龐然大物是人類對新事物好奇、富探索精神的成果。
[第15-17頁的附欄或圖片]
跟太空站有關的日期
1869年:美國作家愛德華·埃弗理特·黑爾,出版叫做《磚造的衛星》的短篇故事,內容提及一個由人駕駛磚造的衛星,在地球上空飛行。
1923年:生於羅馬尼亞的赫爾曼·奧伯特創出「太空站」這個名稱。奧伯特是第一個想到要飛往月球和火星的人。
1929年:在《太空旅程的問題》中,赫爾曼·波托奇尼克概述建造太空站的計劃。
50年代:火箭工程師馮布勞恩談及一個車輪狀的太空站,在距離地面1730公里的太空中環繞地球飛行。
1971年:蘇聯發射有史以來第一個太空站「禮炮1號」。三個宇航員在太空站裡逗留了共23天。
1973年:美國製造的第一個太空站「太空實驗室」給送入軌道,同行的還有三支宇航員隊伍。這個太空站已經不存在了。
1986年:蘇聯把「和平號」送上太空,目的是使人類在太空佔一席永久地位。「和平號」是首個為此設計的太空站。
1993年:美國邀請俄羅斯、日本和其他國家參與建造國際太空站的計劃。
1998/1999年:國際太空站第一個艙段給送入軌道,比原定時間晚了一年。
[圖片]
上圖:畫家構想2004年竣工後的國際太空站
頭兩個給送上太空的艙段「扎里亞」和「團結」在太空中合併
羅斯和紐曼第三次在太空中行走
計劃的太空穿梭機發射
「太空實驗室」
「和平號」
[鳴謝]
Pages 15-17: NASA photos