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克里斯蒂娜·科赫:创女性在太空新纪录

2020-03-23杨诗瑞

太空探索 2020年3期
关键词:科赫太空飞行克里斯蒂娜

文/ 杨诗瑞

▲ 美国宇航局女航天员克里斯蒂娜·科赫

2020年2月6日,三名航天员顺利从国际空间站返回地球,其中包括一位破纪录的机组人员——美国航天员克里斯蒂娜·科赫。她不仅创下了女性最长单次太空飞行记录,也完成了历史上第一次全女性太空行走。

巾帼不让须眉

距离人类首次进入太空已经接近一甲子,超过550人有过太空之旅,而女航天员所占比例却不及11%。在2019年10月之前,太空行走有过全男性和男女搭配组合,独缺全女性组合,227名太空行走者中女性仅14人。而刚刚返回地球的克里斯蒂娜·科赫无疑成为了其中的翘楚。

哈萨克斯坦当地时间2月6日下午3时12分,科赫乘坐联盟号飞船返回舱成功着陆在哈萨克斯坦扎丝哈甘镇东南部。此外,俄罗斯航天局的亚历山大·斯克沃佐夫和欧洲航天局的卢卡·帕米塔诺也同时返回地球。

克里斯蒂娜·科赫在国际空间站中共执行了328天的任务,打破了美国女航天员佩吉·惠特森在2016~2017年创造的288天女性太空飞行记录,在美国航天员单次太空飞行时长排行榜中占据二位(美国航天员斯科特·凯利仍保持340天的单次太空飞行时间最长纪录),也一跃成为美国太空飞行总时间排名第七的航天员。

与此同时,科赫还创下了另一项纪录:去年10月,科赫和杰西卡·梅尔一起进行了首次全女性太空行走,历时7小时17分钟。

在过去11个月的工作中,科赫绕地球转了5248次,完成了1.39亿英里(约合2.2亿公里)的行程,相当于地月往返291次。科赫还进行了6次太空行走,在空间站外停留42小时15分钟。

▲ 美国宇航局发布的科赫官方图片

▲ 读老公的信

宝剑锋从磨砺出

41岁的科赫走出“联盟MS-13”飞船的时候抑制不住满脸笑意。科赫说,她真的很荣幸能够有机会让世界各地的许多女性特别是女孩们受到启发。

克里斯蒂娜·科赫不仅身体素质良好,更是一名地道的“学霸”。她曾就读于北卡罗来纳州立大学,在那里获得了电子工程学学士学位(2001年)、物理学的学士学位和电气工程学硕士学位(2002年)。

在成为航天员之前,科赫就是一名很“酷”的科学工作者,她的职业生涯涉及两个大致领域:空间科学仪器开发和远程科学领域工程。她的职业生涯始于美国宇航局戈达德太空飞行中心高能天体物理实验室的电气工程师,在此期间,她为多项研究宇宙学和天体物理学任务的科学仪器做出了贡献。科赫随后于2004年至2007年成为美国南极计划的研究员,其间曾在阿姆森·斯科特南极站过冬,并在帕尔默站度过了一年。从2007年到2009年,科赫在约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的空间系担任电气工程师,回到了空间科学仪器的开发领域。她为研究美国宇航局任务的辐射粒子的仪器做出了贡献,包括朱诺和范·艾伦探测器。2010年,科赫重返远程科学领域,进行了包括南极洲帕尔默站和格陵兰顶峰站多个基地在内的巡回研究。2012年,科赫继续在偏远的科学基地工作,现在与美国国家海洋和大气管理局(NOAA)合作。她曾在阿拉斯加州巴罗市的NOAA全球监测部基线天文台担任现场工程师,然后是美属萨摩亚天文台的台长。

2013年,科赫被美国宇航局选为航天员,两年后完成培训,正式成为航天员。2019年3月14日,科赫乘坐联盟号飞船,在经历6个小时的旅程后抵达国际空间站,开始她的太空飞行任务,帮助研究人员获取前往月球和火星的数据。

▲ 太空中种花

▲ 制作点心

心无旁骛一春秋

在太空的328天中,科赫参与超过210项研究,帮助推进美国宇航局在阿尔忒弥斯计划下实现人类重返月球的目标,并为人类探索火星做准备。今年1月,克里斯蒂娜·科赫在社交媒体上感慨,在过去的300天里,她很幸运能成为造福全人类的项目的一部分,“当我向外张望并思考我们共同的世界时,这是最大的荣誉。”

科赫参与的一个特别的研究项目是椎体强度研究,该研究可以更好地定义航天飞行引起的脊柱骨骼和肌肉退化的程度以及相关的椎骨折断风险。这一研究有望为预防医学或运动等未来的发展对策提供见解,还可以为限制航天员在发射过程中所承受的压力提供建议。

在空间站期间,科赫最令人难忘的实验包括微重力晶体研究,该研究使一种膜蛋白质结晶,这种蛋白质对肿瘤生长和癌症生存至关重要。尽管这种蛋白质的结晶在地球上生长的结果并不令人满意,但这项研究利用了空间站上大量的蛋白质结晶工作成果,显著增加了晶体生长成功的可能性。结果可能会支持癌症治疗的发展,提供副作用更少的靶向蛋白质的癌症治疗方法。

在空间站的工作中,科赫完成的另一项意义重大的事件就是与队友梅尔一起完成了全女性的太空行走。美国东部时间2019年10月18日上午7时38分,航天员克里斯蒂娜·科赫和杰西卡·梅尔相继走出国际空间站,飞入黑暗的太空,开始执行历史上首次全女性太空行走任务。这是科赫的第四次太空行走,梅尔则是第一次。本次任务主要是对空间站外一个电池电源控制器进行更换。两位航天员出色地完成了任务。

路漫漫其修远兮

在太空328天后,克里斯蒂娜·科赫的“太空挑战”并未就此偃旗息鼓,她还将面临全新的考验:重新调整适应地球生活。她首先要重新适应的就是大多数人永远无法想象的内容:重力。

在国际空间站中生活的航天员们,不但要接受每90分钟一昼夜的变化,更是容易忘记了重力对于身体肌肉的作用。科赫和她的队友们在国际空间站上使用带有大型镜头的专业相机,都几乎“不费吹灰之力”。在微重力下居住328天后,科赫坦言对地面上的沉重物体感到惊讶。

不过由于国际空间站上有一台用于阻力训练的机器以保持身体肌肉的强度,所以重量并不是最大的问题,最令人震惊的调整是“适应平衡”。在地球上,人们依靠眼睛和内耳保持稳定。在轨道上,在没有重力的情况下,大脑迅速停止聆听内耳的感受,转而让眼睛掌控平衡。而重返地球的科赫将要重新面临内耳掌控平衡的考验。

除了微重力和重力环境的转换带来的各种考验,暂时摆脱了太空实验室环境的科赫,也将重新感受来自地球的风、雨、花香鸟语等等普通人习以为常的事物,当然还有地球上活色鲜香的美食。不过对于这一切,科赫都充满了期待。

尽管科赫此行取得了令人瞩目的成就,但是也有巨大的潜在风险。据相关媒体报道,科赫返回地球之后的恢复工作立即就要开始。因为就像前面说过的那样,当科赫再次感受地球引力时,她会出现明显的方向性紊乱现象。另外即使国际空间站定期会进行高级阻力训练,科赫仍然很难站起来,她的背部、腿部和手臂肌肉都没有像在地球上那样“努力工作”。科赫称:“事实上,我已经很长时间没有正常走路了。”

▲ 首次太空行走后入舱

▲ 落地的女航天员科赫

而今迈步从头越

甚至在登月第一人阿姆斯特朗的“人类一大步”之前,走向更远的深空就是所有人类的太空梦想。近年来,美国宇航局更是制定了“月球中转-火星”的太空发展战略,2024年意欲重返月球,并且在月球南极登陆建立飞往深空的补给站。因此长期太空生活如何影响人类生命体征、如何避免不良影响成为了美国宇航局研究的一项重要课题。

在过去的60年里,美国宇航局收集了大量关于航天员健康和表现的数据,例如将斯科特·凯利的飞行时间延长至一年,佩吉·惠特森的三项长时间太空任务合计持续665天,现在,科赫又进行了为期11个月的飞行任务。这些实验也表明,人类对航天的反应存在很大程度的差异性,同时也表明了确定男性和女性可接受的变化程度的重要性。

多亏了科赫以及更多像科赫一样的航天员的努力,美国宇航局提升了对于航天员的培训能力,这不仅能够帮助航天员为执行工作做好准备,也为他们返回地球提供了出色的康复和恢复计划。在这些措施的保护之下,人类的身体在太空生活了近一年之后仍然保持强健和弹性。今年2月11日,美国宇航局再次开启了下一代的航天员招募工作,期待着更多的合格人员搭乘航天器完成阿尔忒弥斯(登月任务以及随后的火星任务),他们中也许会诞生第一位登上月球的女性,也许会有人超过328天的太空旅行纪录。当然,即使在今天,大家也都清楚地知道:科赫的纪录从来不是终点,而是一座新的里程碑和下一段道路的起点。★

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