pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 太空旅行指南 [美]尼尔·F.科明斯 著 宋阳 译 中信出版集团 pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 目录 前言 第一部分 准备工作 第1章 科学和太阳系面面观 小行星 彗星 电磁辐射 万有引力 第2章 太空旅行素描 亚轨道飞行 绕地轨道飞行 飞向月球 飞向小行星和彗星 飞向火星及其卫星 第3章 为旅行做准备 行前筛查 法律和保险问题 第4章 太空旅行训练 极限加速度 微重力 低气压 宇航服 太空飞行、航天器和外星表面模拟 洗手间技能 第二部分 适应太空环境 第5章 发射！ 亚轨道飞行 进入轨道 第6章 最初几天的调整 视觉和运动技能 体液重新分布 pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 营养和消化 增高 第7章 长期生理调整 让身体适应微重力 昼夜交替和昼夜节律 睡眠干扰 太空辐射 太空里的撞击 第8章 在太空中与人相处 ——太空旅行的心理和社交影响 筛选的重要性 出现严重心理健康问题的概率 群体的互动 压力 幽闭恐惧 失神状态 害怕辐射 感官侵袭 无聊和士气 遵守规则 第三部分 充分体验太空 第9章 经历太空万象 太空摄影 亚轨道飞行 环地空间站和更遥远的目的地 太空天文学 太空行走 在旅途中工作 太空性行为 返回地球 月球 前往小行星、彗星和火星的卫星 访问火星 第四部分 家！佳？家？ 第10章 移民火星还是返回地球 移民火星 返回地球的太空旅行者 pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 附录 科学记数法 pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 前言 早在几千年前，为权贵们组织旅行的业务就已在世界各地开展，包 括埃及、希腊和中国。随着15世纪“中产阶级”的形成和印刷机的出 现，人们制订和实施旅行计划的能力显著增强，越来越多的人加入了旅 行者大军。时至今日，每年有超过10亿人外出旅游度假。 人类首位自费太空游客是美国企业家丹尼斯·提托 [1] 。2001年， 他到国际空间站（International Space Station）度过了为期8天的假 期。截至2016年6月，已有7名自费游客进入太空，其中包括已经进入太 空两次的美国亿万富翁查尔斯·西蒙尼 [2] 。这些人的目的地都是环绕 地球运行的国际空间站。 数十年来，一些国家以及欧洲航天局（European Space Agency） 等国际联盟一直在参与太空探索技术的开发和应用。现在，私人企业也 在积极开发太空旅行硬件。那些具有远见卓识的企业家渴望参与殖民月 球和火星，进军即将蓬勃发展的太空旅游业。 一个人进入太空之后，生活的方方面面都会发生改变，从移动和饮 食这样的日常活动，到人体如何运行，再到性行为方式，都会不一样。 我们已经向月球、火星和它的两颗卫星、小行星以及彗星发射了探测卫 星，它们拍摄的图像显示，每颗星球都有自己独一无二的特征，甚至有 很多特征，我们在地球上闻所未闻。因此，人们在这些星球上的遭遇将 不同于地球上的经历。《太空旅行指南》就是想让对太空旅行感兴趣的 人更多地了解我们生存的这片宇宙，了解太空旅行者将要面临的机遇和 挑战。 本书基本不涉及数学，只是偶尔用到“10的n次方”和牛顿第二运 动定律公式F＝ma（F是力，m是质量，a是加速度）。我也会解释为了理 解太空“有什么与为什么”所必需的科学知识。本书收录的各种太空挑 战均来自我为写前一本书——《太空旅行的危害》（The Hazards of Space Travel）——所做的调查研究。我要感谢我的经纪人路易斯·凯 茨（Louise Ketz）处理与本书相关的商务事宜，感谢我的编辑帕特里 克·菲茨杰拉德（Patrick Fitzgerald）为本书润色，感谢瑞安·格罗 pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 恩迪克（Ryan Groendyk）帮助组织本书使用的数据和其他素材，感谢 安德鲁·韦斯特（Andrew West）教授严谨的编辑，感谢我的教科书出 版商弗里曼出版公司（W. H. Freeman & Co.）允许我使用那些教科书 中的图片。我还要特别感谢我的妻子苏（Sue），感谢她在我写书期间 始终保持耐心，也感谢她以一名英语教授的眼光仔细审阅了我的手稿。 [1] 丹尼斯·提托（Dennis Tito，1940— ），美国工程师、亿万富翁，早年曾在美国国家航 空航天局喷气推进实验室从事科学研究，后创立一家投资管理公司。他将航天器路径的计算方 法应用于市场风险分析，开发出这家公司赖以生存的市场风险定量分析法。他虽已转行，但仍 十分关心太空事业。据说，他为2001年的太空旅行花费了2 000万美元。（全书脚注均为译者 注，书后注为作者注） [2] 查尔斯·西蒙尼（Charles Simonyi，1948— ），匈牙利裔美国人，资深软件工程师、企 业家，曾任微软公司应用软件业务负责人，目前经营自己开办的公司。他在2007年4月和2009年 3月两次作为太空游客进入太空。 pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 第1章 科学和太阳系面面观 pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 1961年4月12日，苏联宇航员尤里·加加林（Yuri Gagarin）从今天的 哈萨克斯坦境内的拜科努尔航天发射场（Baikonur Cosmodrome）起 飞，开始了人类的首次太空之旅。他乘坐的飞船在“东方”（Vostok-K） 火箭的推动下向东飞行，飞行高度大约325千米。飞船 [1] 差不多绕行地 球一圈后，到达非洲上空，此时制动火箭点火，返回舱开始减速并降 落。在距地面7千米的时候，舱门打开，他被弹射出去，打开降落伞， 最后降落在偏离预计着陆点大约2 800 [2] 千米的地方。就在那里，他打 了一个电话，叫人来接他。 [3] 从那以后，人类的太空飞行断断续续地发展起来。20世纪60年代和 70年代，人们见证了苏联与美国之间的太空竞赛，而人类登月使这场竞 赛进入了白热化阶段。苏联的“礼炮”（Salyut）系列空间站、苏俄的“和 平号”（Mir）空间站、美国的“天空实验室”（Skylab）空间站和中国 的“天宫一号”等环地空间站你方唱罢我登场。现如今，国际空间站和中 国的“天宫二号”各自雄踞一方。国际空间站不仅使各个国家、公司和机 构有机会向太空输送宇航员和科学家，同时也为实力雄厚的太空旅行发 烧友提供了落脚点。截至目前，进入太空的人数在500~1 000之间（这 个数字无法更精确，因为有些秘密的军事任务无从统计）。大量商业太 空项目正在建设之中，这预示着在不远的将来会有更多人踏上太空之 旅。 从历史上看，业余太空旅行的价格一直以千万美元为单位，但从事 太空旅行各类分支业务的新生代公司有望降低这个价格。目前正在开发 的一个短程太空游项目，一个座位只要几十万美元。这意味着将有几百 万人有机会进入太空。 想从太空旅行中获得极致体验，你必须了解一路上可能遇到的科学 和医学问题。《太空旅行指南》会阐述各种太空经历，所以会包含不少 科学知识。本书的目标之一就是让这些知识能够为你所用。科学家给日 常用语赋予了很多技术含义，这给业余人士阅读科学读物造成很大的困 难。因此，本书会在必要时解释这些词语的科学含义。 让我们看看对科学词语进行不同解读的两个例子。如你所知，微小 的电子围绕着体积较大的原子核运动。读到这里，大多数人会把电子和 原子核想象成微缩版的行星和太阳。20世纪早期甚至出现过以原子生物 为主人公的小说，比如1922年出版的《金色原子中的女孩》（Girl in the pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com Golden Atom），作者是雷·卡明斯 [4] 。然而事实上，原子内部的各种粒 子——质子、中子和电子——根本不是实心粒子，而是同时具有波和粒 子的双重属性。撇开其他不谈，这首先意味着，我们不能把电子想象成 围绕恒星运动的行星。波的性质使电子在运动时向四周发散，这不同于 点状物体的运动方式。虽然电子运动的“视觉化”因此变得复杂，但波粒 二象性的设定反而方便科学家深入地解释电子的行为。 本章的第一句话也可以很好地证明理解科学词语的重要性。本章开 头我写了“……开始了人类的首次太空之旅”，这里我没有给出“太空”的 定义。我们大多数人从直觉上会把“太空”理解成地球大气层以外的区 域。但是大气层与游泳池不同，它没有明确的边界。如果你从高空降落 进入大气层，你会发现空气变得越来越稠密，但看不出哪里算是边界。 相比之下，你往游泳池里跳的时候，入水的那一刻，水面的边界非常明 确。大气层没有一个固定不变的顶盖，所以光是大气层还不够拿来 给“太空”下定义，我们需要换一个角度。 地球大气层之所以没有一个明确的边界，是由于气体的性质。液体 是原子和分子的弱束缚组合，而气体的原子和分子是无法被束缚在一起 的。除非以外力强行拉近，否则这些粒子会彼此渐行渐远。例如，气球 把气体原子和分子聚在一起，而一旦被刺破，里面的粒子就会四散开 来。 让我们做个粗略的比喻：就像气球把气体聚集起来那样，地球重力 把空气聚拢在地球四周，阻止它们逃逸到太空中去。即便如此，大气层 最外层的气体受太阳辐射，还是会挣脱地球重力，向星际空间逃逸。之 所以如此，是因为粒子受热越多，其运动速度就会越快，待速度足够快 时便会摆脱地球重力。因此，地球大气层不断有气体逃逸到月球，甚至 更远的地方，不再回来。让问题变得更复杂的是，整个大气层在受热时 会向外膨胀，遇冷时会向内收缩，所以大气层的高度会随天气状况、太 阳辐射和昼夜更替而不停地变化。 多数太空爱好者把“太空”定义为卡门线（Karman line）以外的空 间。这个定义源自匈牙利裔美国科学家西奥多·冯·卡门（Theodore von Karman，1