探秘世界上最后的深海实验室
2020-08-02
如果世界末日来了,我们应该往哪去?现在有一个地方——深海实验室。这个处于海底18米的实验室,不仅能让人们体验真实的海洋生活,也正成为宇航员的绝佳模拟地。未来,它或将成为每个人“逃离”地球前的训练场。
如果世界末日来了,人类站在荒废的土地上,仓皇奔往未来的逃生门,我们应该往哪去?有人说,是太空。有人说,是海洋。
现在有一个地方,正把两者结合起来——“宝瓶礁石基地”深海实验室。这个处于海底18米的实验室,不仅让人们体验着真实的海洋生活,也正成为人类太空飞行的绝佳模拟地。未来,它甚至会成为每个人“逃离”地球前的训练场。
地球上最后一个深海实验室
为了挖掘海洋空间的潜力,1957年以来,人类已经建立过65个水下实验室。但因维系成本太高,大多都萧条关闭。
现在,只有“宝瓶礁石基地”还坚持着,成了世界上最后一个正在运行的深海实验室。这个实验室1986年建成,位于佛罗里达礁岛国家海洋保护区。起先由美国国家海洋和大气管理局拥有,后来几度转手,现由佛罗里达国际大学管理。
“寶瓶礁石基地”包含了一个1400立方英尺的栖息地和实验室,四处都配备着摄像头和传感器,记录实验室内外的行动和危险。在它的U形任务控制台里,装有5个监视器,它们就像是实验室的“眼睛”和“耳朵”。这个控制台能联系、协调6至10人的船员,操作、维护外部系统,并给基地提供动力支持。
在深海完全隔离的24小时后,人体内就会充满氮气。所以当人们执行完海底任务,想要去到海面时,实验室就变成了一个巨大的减压室。人们在里面可以吸氧,并且在舱室内缓慢降压17小时,避免受到减压病(人们潜水时的一个死敌,在几十米的水下,人们如果不溶解体内的惰性气体,它们就会在关节和身体组织中形成气泡,甚至危及生命)的困扰。
实验室上方还有一个罐子般的大型容器,它能承受超正常压力2.5 倍的气压,将食物、电脑和其他设备送到实验室中。
海面上,还有一个直径33 英尺的浮筒,它能通过电缆、软管、绳子,为实验室提供空气、电力、高速互联网和电话服务。
实验室内,卧室里有6个床位,浴室里有淋浴器、水池,厨房里有微波炉、电冰箱,工作室里有电脑和潜水装置。住在里面,就跟住在一个具有高科技感的房间差不多,这也为人们未来在海洋生活做出了领先的尝试和探索。
此前,这个实验室主要用于海洋环境研究,保护海洋生态系统,同时,也训练专业潜水员,完善海军潜水技术。2001 年开始,它就成为了美国国家航空航天局(NASA)极端环境任务行动计划的所在地。
如何在海底做一个“太空训练生”
可以说,当你进入这个实验室,就会如同置身外太空了。
十几年来,NASA 每年都会派数名宇航员、工程师、科学家进入这个实验室,并让他们在里面生活和工作。
宇航员们要在此接受模拟月球和太空环境的训练,为人类未来登陆其他行星作准备。因为水下环境提供了和太空类似的物理约束条件:缺氧、重力失衡、突发危险状况……一般他们会在里面呆三周左右。
海洋和太空一样,他们必须得在限定的条件下、紧凑的时间内,完成大量密集的挑战性工作。他们要随时拿起相机拍照和录像,要环顾四周看看有没有同伴需要帮助,并和他们进行简洁而高效的沟通,还要把数据快速发送到地面,并应对实验室可能出现的设备故障、冷却系统极易出现的毛病。
2004年,宇航员科尔曼等人在海底实验室度过了11天。他们要完成的挑战是:在远离医院或医生的太空环境,宇航员要如何处理一次远距离危险医疗事故。
他们在实验室内对模拟患者做了一次远程机器人外科手术。医生远程指导科尔曼进行胆囊手术和阑尾切除术的开刀。而团队的另一位成员则通过虚拟控制技术,来操控机器人并即时诊断。
2006年,宇航员科普拉在这个海底实验室呆了7天,测试了零重力下工作的太空套装,这个套装计划用来在月球上行走和工作。最终反馈了太空服在极端环境下的工程数据,包括它的移动性、灵巧性、导航性、视觉效果等。“这是人类太空飞行的绝佳模拟。”科普拉说。后来,他于2009年和2015年顺利抵达了国际空间站。
近年来,“宝瓶礁石基地”已经解决了未来我们探索太空要面临的诸多挑战,从科学技术,到心理健康层面。
海洋让我们越来越接近太空
无论从环境相似度、实验成本、测试难度、便捷度来讲,海洋都是人类在去往太空前的绝佳“训练场”。尽管海洋里的训练并非真正的太空探索,但是,它也让人们离太空生活更近了一步。
NASA已经在海底进行过大量的模拟太空测试。他们利用最先进的水下导航技术和工具,在海底开拓复杂的任务,这些工具被精心编排,用来模仿火星的探测轨迹;在海底试验新的通信技术和时间轴统计法,发现这些技术在人类接近太空中的小行星时,将会非常有用;在海底让人们进行日常对话和活动,以清晰挖掘内部和外部空间探索的紧密相似之处;在实验室中参与珊瑚修复项目,保护海洋生态系统的同时,也收集了用于海洋生物学和地质学研究的样本,这些成果同样可以用于其他星球的样本研究。
自1993年以来,这个深海实验室已经执行了117次任务,近100名宇航员参与了训练。在海洋中的测试,开始从宇航员的专业探索,慢慢延伸到与长期太空旅行有关的一系列研究。
尽管实验室也经历了多次飓风、潜水员死亡、水下发电机起火,甚至面临资金不足的倒闭风波,但它依然坚持了下来。
最近,人们也在探索新的收入来源,包括将其开放给大型海洋教育团体,建立自己的深海实验室学院,将实验室中的科研转化为国家认可的课程,让更多教师、学生、普通人都能实地考察和学习等。
越来越多公众的参与、学科之间跨界的合作、海洋与太空之间剥丝抽茧的探索,都将更大地激发未来先锋技术的发展。
科尔曼说道:“有人认为我们的太空生活只与太空有关,但实际上,它们全都与地球有关。”如果地球有一天消失,从那一天往回看——深海实验室这些最接近未来的起点,大概就是我们最终的墓志铭。
(中国新闻网2020.5.10 吴志奇/文)