第1章 科学(1)

《地心引力》：太空危机的真相

文/赵洋

第86届奥斯卡颁奖典礼将于2014年3月2日在好莱坞举行。《地心引力》囊括了10项提名，是夺奖大热门。的确，这是一部近年来少见的优秀太空题材影片，3D技术的完美运用给观众带来了逼真的太空体验。在影片中，女航天员漂浮于近地轨道空间，在太空望远镜、航天飞机、空间站和载人飞船构成的技术环境里挣扎求生，这些壮丽惊险的场面牢牢抓住了观众的心，当然你不能较真说这些航天器其实不在一个高度上。更难能可贵的是，影片对失重状态和航天器内外场景的还原十分真实。但它毕竟不是纪录片，少许硬伤令质朴的科幻迷和太空迷如鲠在喉。正如NASA前航天员加勒特·赖斯曼所说：“正因为这部影片搞对了那么多细节，才使少数几处纰漏让人格外不自在。”

航天员有几条命？

最明显的纰漏是航天服。女航天员进入国际空间站后脱下舱外航天服时（航天飞机舱外服应先脱下半身，再脱上半身，影片里搞反了），身上并未穿着液体循环冷却服。近地轨道向阳面和背阳面的温差可达300摄氏度，如果没有覆盖体表的液体循环管网帮助航天员保持体温，在长达几小时的太空维修期间，航天员要么被冻死，要么被烤死。后来因为被降落伞绳缠绕无法离开，女航天员还得爬出联盟TMA飞船手动切断伞绳，这时的她只穿着舱内航天服而没有带任何生命保障装置，这是绝对不允许的。生命保障装置的作用是通过“脐带”对航天员进行氧气和废气的交换、换热、供电和通信。影片中这一过程持续了几分钟，仅靠舱内服空隙里的那点儿氧气，是绝对不够用的。

冒险出舱手动切断伞绳也是多此一举。“联盟”号飞船设计师考虑到降落伞发生故障需紧急抛伞以及返回舱落地后可能被降落伞拖着滚动的情况，在伞舱内装了切割器，航天员在舱内可手动操作遥控切伞绳。

为了使失去动力的“联盟”号飞船飞往中国空间站，女航天员别出心裁地启动着陆反推火箭助推。为了“欺骗”飞船电脑，她把飞船距地面的高度改为零，使反推火箭自动启动。问题是，反推火箭喷口被锅盖一样的防热大底罩着，不抛掉防热大底是启动不了火箭的，但影片中仿佛并不存在防热大底；而且，返回舱上的伽马射线高度计还要利用反射原理测量距离。实际上，伽马射线高度计可不像闹钟，探测数据是改不了的。

在空间站内部发生火灾时，女航天员应该迅速找到每个舱室都有的防毒面具并佩戴起来，而不是四处乱窜——那样只会吸入浓烟而窒息。最后一个愚蠢的行为发生在神舟飞船返回舱溅落后。片中，女航天员贸然打开侧门，导致返回舱进水沉没。其实该飞船返回舱根本没有侧门，即便有，也应该首选舱顶门开启才对。

女航天员已经克服这么多困难活下来了，男航天员更没有理由轻易赴死。当时他们二人和空间站已经相对静止了，并没有离心力把他往外拽，只需拉动他的系绳，就可以把他拽回空间站。或许导演考虑的是：一个大明星的提前牺牲不但能调动观众的情绪，还可以降低制片成本。

太空救援的真相

《地心引力》中，男航天员和女同事从航天飞机出舱维修太空望远镜时，遭遇太空碎片袭击，经验丰富的男航天员身背载人机动装置，拉着女航天员飞往国际空间站避难。这一幕并不完全是编剧的虚构。因为美国早在20世纪70年代设计航天飞机时，就考虑过太空逃生的可行性。当时构想了一种充气锥伞式的单人返回器，航天员可身着航天服蜷在锥伞中心的球形充气织物舱内——像透明球中的老鼠一样——再入大气层。但已建成的两只营救舱从未使用过，更没有进行过太空实验。1985年，有人提议通过载人机动单元（就是影片中男航天员背着的装置，可以不连接“脐带”任意飞行）转移至营救舱，或是搭救在太空中处于危险的航天员，但这些计划也只停留在纸面上。

2003年，“哥伦比亚”号航天飞机在返航时失事。一些美国媒体认为，NASA应该事先发射另一架航天飞机与之对接，把“哥伦比亚”号上的航天员救下来。NASA从谏如流，在2005年航天飞机复飞前组建了一个由4名航天员组成的应急救援小组，随时准备乘另一架航天飞机升空，执行救援任务。

前苏联对太空救援的兴趣发生得更早。1969年，苏联航天员曾通过“联盟”4号、5号飞船进行太空行走，被认为是演练出舱营救航天员的试验。就在同一年，格利高里·派克主演的一部电影《蓝烟火》（Marooned）上映：美国飞船的点火系统出现故障无法返回地球，经过两天的苦苦挣扎，救援飞船定于55分钟后抵达，但飞船上的剩余氧气已不够三位航天员支撑55分钟，一位航天员自告奋勇出舱修理飞船，但实际上却是放弃生命，把更多的氧气留给两位同伴。最终美国飞船与苏联飞船对接，两位美国航天员获救。该片荣获第42届奥斯卡最佳视觉效果奖，所以类似题材的《地心引力》也应该星途坦荡。但要像《地心引力》中那样，航天员在不同国家航天器中转移逃生，只有在1975年的“阿波罗-联盟”号飞船对接和1995年航天飞机与“和平”号对接试验完成后才有可能。

航天事故的发生往往极其突然，根本来不及展开救援行动。在三起造成人员死亡的重大事故中，苏联的“联盟”11号、美国的“挑战者”号与“哥伦比亚”号航天飞机上的航天员根本没有足够的时间和设备实施自救。

航天飞机退役后，目前，国际空间站只能靠“联盟”号飞船充当救援工具。最坏情况是空间站发生了不适合人居住的事故（如着火、爆炸、碰撞、气压迅速消失），必须紧急撤离。由于事发突然，要用预先计划的程序。若航天员正在航天器外工作，要重新回到空间站并在进入飞船前脱掉舱外航天服。“联盟”号的快速反应时间约10分钟，在十万火急的情况下，3分钟就可离开空间站。但它只有3个座位，而空间站上最多会有6名航天员，所以一般总有两艘飞船停泊在国际空间站上。

更大的、具有救援功能的猎户座飞船正在研制中，它将具有自动脱离轨道并载荷6个人着陆的功能。前提是，这6个人要在一分钟内从空间站的各个位置出发，抵达救援飞船。所以，生命就是在与时间赛跑，在地面上如此，太空里更是这样。

空间站着火怎么办

《地心引力》中，女航天员在国际空间站遭遇的火灾，堪称1997年“和平”号空间站火灾的翻版。当时，“和平”号空间站挤进了六名航天员，需要氧气发生罐来补充额外的氧气。圆柱形的氧气金属罐里装满化学物质，激活时能够产生氧气。出人意料的是，水分意外地渗入罐内化学物质中，引发了空间站火灾——《地心引力》里也出现了一个向外喷火的金属罐在女航天员眼前掠过，只是这个道具没有真正的氧气发生罐那么大。当火烧起来时，“和平”号空间站正飞行在中非上空，与地面控制中心没有直接的无线电联系。空间站几乎要绕地球飞行整整一圈后，机组人员才能通过位于瓦洛普斯岛的美国宇航局地面站，把这一突发情况传送到俄罗斯的“和平”号控制中心。欧洲的业余无线电爱好者意外地接收到“和平”号传回的火灾报告，就像《地心引力》中北极居民与女航天员对话的桥段一样。