新澳资料大全正版2024,首都科学讲堂回顾丨 第843期：大挑战——太空生活十二时辰

3月15日，人类首部太空实拍电影《挑战》在我国内地上映，故事讲述宇航员执行任务期间突发意外，伤病严重无法支撑返回地球治疗。情急之下，一名女外科医生临危受命，亲身飞赴空间站展开救援行动。时间有限，面对巨大的困难与挑战下，一场零重力下的极限救援即将上演！

本期首都科学讲堂邀请航天科普专家、北京科技记者编辑协会副理事长周武，给大家分享电影《挑战》背后鲜为人知的科学知识。

在《挑战》上映之前，在太空也拍过影片，但都是科教片，没有故事情节，只是展示一下太空的生活和工作。《挑战》是第一部真正在地球之外，在失重状态下拍摄的电影。2021年，为拍摄这部电影，导演克里姆·希彭科和女演员尤利娅·佩列西利德乘坐联盟MS-19飞船奔赴国际空间站。

国际空间站由15个国家联合制造，轨道高度在370多千米到400多千米之间，重420多吨。展开两边的太阳帆板有100多米，相当于一个足球场那么大。《挑战》是在国际空间站的俄罗斯星辰号试验舱和黎明号科学舱内拍摄的。

▲《挑战》故事发生在国际空间站的俄罗斯舱段（图中红色部分）

拍摄《挑战》的时候，十名宇航员就像一个小小的联合国，但是整部电影里没有其他国家宇航员的镜头。因为在太空也有一部法律，空间站的每个舱就相当于一个国家的领土，未经允许，不能在其他国家所属的舱段拍电影。演员和导演只有12天太空飞行的时间，需要克服太空晕动症以及失重对演员和摄影师的影响，是个巨大的挑战。

《挑战》的女主角尤利娅是从3000多名候选人中选拔出来的。选拔的过程非常惊险，也是按照宇航员的标准来进行选拔和训练的。在地面通过飞机做抛物线飞行的失重训练时，摄影师曾经晕了3天。女主演在地面3个月的特训中，参与了2次8G的离心机训练。

▲主演尤利娅在飞机上进行失重训练

《挑战》里做手术的情景，是在地面的控制中心由专门的心外科医生指导，尤利娅在天上做手术。在现实里这种情景是没有的，因为在国际空间站上还做不了外科手术。国际空间站储存了足够的药品，配备B超和心脏除颤仪，宇航员都进行过培训，会静脉抽血、缝合伤口，甚至拔牙。

自2000年11月2日远征1号机组停靠以来，国际空间站已经连续运营20多年，接待了来自21个国家的270多人。国际空间站持续提供造福全人类的先进研究。

国际空间站就像一个先进的太空实验室，能够提供难得的微重力环境，可以做各种各样的实验。例如在国际空间站中，科学家对眼球追踪头盔进行了数年测试，这项跟踪技术在地球上可用于眼科激光手术——有利于跟踪患者的眼睛以精确引导激光手术刀。

▲国际空间站上使用的迷你DNA测序仪

航天员还能在空间站进行太空种植，未来在月球和火星上执行长期任务，一个关键的挑战是如何在太空中为航天员提供数周、数月甚至数年的食物。

我国的航天员表示，他们在天上最爱干的工作就是观察植物的成长过程，因为收获的果实是可以吃的。除了有一部分带回地球做研究，其他的允许他们在天上做成好吃的。

▲国际空间站的宇航员收获自己亲手种植的蔬菜

同时，空间站还是一个特别好的对地观测平台，航天员长时间观测发现，地面上的柏油马路如果刷上灰色的涂料，能减少对热量的吸收，周围的温度会降低2摄氏度。

国际空间站还有机器人航天员，它在天上待了好长时间，会悄悄地观察工作中人类航天员的状态，为什么笑、为什么皱眉头，它把所有的微表情都记录下来，并将这些数据传回地面，用超级计算机来分析。机器人航天员还可以跟人类航天员对话，它们的手臂也可以做很多动作。

▲国际空间站里的太空变形机器人

可以说无尽的太空拥有着无尽的前沿领域，也有无尽的资源。去太空探索，人类的获益超出自己的想象。

全世界只有美国、俄罗斯和中国三个国家能独立自主地选拔和训练航天员。美国已经选拔了360名宇航员，其中有61位是女性。中国航天员选拔从1995年开始，第一批选拔了14名航天员，都是从战斗机驾驶员里选拔出来的男航天员。第二批选拔了7名航天员，5位男士、2位女士，第一位女航天员是刘洋，第二位就是美丽的太空教师王亚平。第三批航天员于2020年选拔，除了从战斗机飞行员里选拔，还有从大学里选出来的教授，最后成为载荷专家。

▲离心机

第二关是缺氧耐力训练，在压力试验舱内，接受缺氧耐力检测。氧气渐渐被抽走，相当于高度向5000米、8000米、10000米不断上升。

第三关是受检者要蒙住双眼，坐在旋转座椅上，在6米摆长的电动秋千上荡15分钟，由此检查抗晕能力。

第四关要忍受噪声和振动不间断的侵扰，观测受检者是否会烦躁不安。

第五关要在头低脚高的倾斜床上猛起、猛躺，测量颈动脉血流量和心脏负荷能力，后面还有下体负压等各种耐力测试。

要成为合格的航天员必须做到生命不息，训练不止。同时，航天员还要进行地面模拟舱训练和海上救生训练，执行正式任务前要在三至五年中完成九大类百余项科目训练。

▲航天员进行海上救生训练

中国的天宫空间站运行在距离地球400千米左右的轨道上，而且天宫空间站向全世界开放，全世界的科学家都可以通过联合国的平台申请。任何人有很好的创意，都可以写出来，参与各种空间实验室的竞赛活动，或者提交到实验室，科学家会把这些想法变成可以实际操作的实验。

在太空，航天员不能洗澡，洗头只能用免洗的洗发水。所有穿的衣服都是一次性的，换下来以后就作为垃圾打包处理。航天员在太空最喜欢干的事情就是在业余时间俯瞰地球家园，他们能看见蜿蜒的河流、高山、沙漠，每天能看见16次日出。过春节，航天员还可以贴春联。航天员每天都可以跟家人打电话，也可以上网。

在空间站里没有上下左右之分，所有的地方都能躺，都能站，都能待。空间站每个舱壁都有用来固定航天员的蓝色脚固定套。

航天员还可以在空间站通过骑自行车锻炼身体，只是空间站的自行车没有座椅，但是腰和腿都有固定。

空间站有什么好吃的？中国的太空食品可以说是全世界最丰富、最好吃的。我国的太空食品有120多种，每个人都有配餐，按照地面一日三餐标准，中间还可以加餐，有很多小零食都可以吃。

▲航天员一天的食谱

中国的天宫空间站有六个铺位，换班的时候六个人都有专门的铺位，三个在核心舱里，还有三个在问天实验舱里。每个铺位大小只有家里的冰箱那么大，铺位旁边还有一个小小的舷窗，航天员可以看到外面。航天员可以把铺位布置成自己家的感觉，带上家里的照片。

在天上的锻炼必不可少，航天员每天需花费2.5个小时进行严格的锻炼，以对抗微重力环境造成的骨钙流失和肌肉萎缩。

其实天上有个特别尴尬的事就是上厕所，国际空间站上的一个太空马桶价值3000万美元（相当于大约2亿元人民币）。小便男女有别，在地面训练的时候需要做测试；大便是需要收集起来的，抽真空，还要多层包装。

▲国际空间站的马桶价值3000万美元

未来，我国计划在2030年前实施载人登月，采用两枚运载火箭分别将月面着陆器和载人飞船送至地月转移轨道，飞船和着陆器在环月轨道交会对接，航天员从飞船进入月面着陆器。其后，月面着陆器将下降着陆于月面预定区域，航天员登上月球开展科学考察与样品采集。

在完成既定任务后，航天员将乘坐着陆器上升至环月轨道与飞船交会对接，并携带样品乘坐飞船返回地球。为完成这项任务，我国科研人员正在研制长征十号运载火箭、新一代载人飞船、月面着陆器、登月服、载人月球车等装备。

▲我国计划在2030年前实施载人登月计划

电影《挑战》的成功拍摄，是否意味着人类距离商业航天更近一步？虽说只要身心健康，太空旅游已不再是梦想，但目前距离商业化航班运营的太空旅游还有很长的一段距离。

首先是“飞天”的成本太高，俄罗斯“联盟号”飞船的一个座位就售价8000万美元。其次，可供选择的航班和平台太少。目前能提供太空旅游服务的只有美国太空探索技术公司的“龙”飞船和蓝色起源公司的“新谢泼德”飞行器。前者能够执行商业往返空间站任务，后者提供亚轨道飞天体验。最后是规模化运营才能实现可持续发展。目前，天上只有国际空间站和中国的天宫空间站。国际空间站常驻乘组7人，最多可同时接纳13人；天宫空间站常驻乘组3人，交接班时容纳6人。

总之，人类的太空探索机遇与挑战如影相随。未来属于每个人，希望未来我们能在太空相遇。

（本期图片、视频来自第843期首都科学讲堂）

本文内容来自北京市科学技术协会主办、北京科学中心（北京青少年科技中心）承办、北京青年报社协办的首都科学讲堂。讲堂每周邀请院士专家开讲，弘扬科学精神，帮助公众树立科学思想，掌握基本科学方法，了解必要科技知识。