空客A310的零重力飛行體驗(yàn)

蘇·尼爾森

”5、4、3、2、1……“

沒(méi)有飛機(jī)機(jī)長(zhǎng)會(huì)在起飛前給乘客倒計(jì)時(shí)，但這并非一架普通的飛機(jī)。除機(jī)組人員外，這架飛機(jī)的所有乘員都是科學(xué)家。他們已經(jīng)通過(guò)了包括心臟檢查在內(nèi)的全面體檢。這不是為普通乘客服務(wù)的航班。

“拉起！30度、40度……”

此時(shí)，飛機(jī)正在做一項(xiàng)復(fù)雜而危險(xiǎn)的飛行動(dòng)作，需要駕駛艙內(nèi)的三名飛行員通力合作才能完成。飛機(jī)從平飛狀態(tài)迅速拉起，爬升角度不斷增大，30度，然后40度。

在進(jìn)行零重力飛行

在這架空客A310的客艙，所有座椅都被拆除，艙內(nèi)墻壁裝設(shè)襯墊遮蔽了所有窗戶，乘客們不是站著，就是或坐或躺在地上。

有幾位科學(xué)家戴著附有電極的帽子。另外一位科學(xué)家則把雙手放在一個(gè)怪異的盒子里，好像他有三只手（后文有詳細(xì)說(shuō)明）。好幾位科學(xué)家緊盯著洗衣機(jī)大小、上面遍布開(kāi)關(guān)和屏幕的金屬控制柜。我則躺在機(jī)艙內(nèi)被網(wǎng)布隔開(kāi)的一小塊地板上。

隨著超重越來(lái)越強(qiáng)，所有人的身體各部位都受到巨大壓力，每個(gè)人被牢牢壓在座椅上。幸好，我們?cè)趲酌腌姾缶蛯Ⅲw驗(yàn)到截然不同的感受。

“……50度，發(fā)射。”

爬升角度增加到了50度，魔術(shù)開(kāi)始了。飛機(jī)此時(shí)進(jìn)入一條拋物線軌跡，飛機(jī)在慣性作用下到達(dá)拋物線頂點(diǎn)，此時(shí)機(jī)艙內(nèi)的噪聲突然減弱，發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲則變得尖銳。爬升過(guò)程中，飛機(jī)處于1.8G超重狀態(tài)，我自己的體重則達(dá)到了平時(shí)的兩倍。而拋物線的頂點(diǎn)過(guò)后，我感覺(jué)體重消失了，我的身體被一股神奇的力量帶離機(jī)艙地板。這就是失重。

機(jī)上的科學(xué)家們將參與多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)

某些實(shí)驗(yàn)裝置上擺著吉祥物。失重作用下，這些吉祥物在空中漂浮

這是美妙而自由的20秒。有些不走運(yùn)的家伙痛苦地坐在飛機(jī)后部，手中緊握嘔吐袋。我則在機(jī)艙內(nèi)自由漂浮，這是一種非常美妙的體驗(yàn)。

此時(shí)，機(jī)上每個(gè)人都體驗(yàn)到了微重力，這種感覺(jué)和國(guó)際空間站上的宇航員并無(wú)二致。歐洲航天局租用了Novespace公司的零重力飛機(jī)，主要用于微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)，有時(shí)候也用于宇航員訓(xùn)練。即便在太空中，宇航員也會(huì)受到微小重力的作用，這是由于兩個(gè)物體之間永遠(yuǎn)存在萬(wàn)有引力的緣故。因而，微重力這一詞匯能夠更加準(zhǔn)確地描述這種環(huán)境，而零重力則是為了吸引眼球的一個(gè)不嚴(yán)謹(jǐn)詞語(yǔ)。

科學(xué)家正在實(shí)驗(yàn)微重力是否會(huì)影響“橡膠手錯(cuò)覺(jué)”

“我們要在飛機(jī)上做12項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。”登機(jī)前，歐洲航天局微重力飛行協(xié)調(diào)官尼爾·麥爾維爾告訴我。”這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是為了測(cè)試陀螺儀執(zhí)行器，“他指著一個(gè)被網(wǎng)布隔開(kāi)的，擺滿了盒子大小的微小衛(wèi)星的區(qū)域說(shuō)。”他們用衛(wèi)星跟蹤零重力環(huán)境下的球體運(yùn)動(dòng)。”

他接著走向另一群科學(xué)家，他們正圍著一個(gè)金屬箱坐著。“這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是為了研究零重力下，火焰在燃燒室中的擴(kuò)散規(guī)律。”

另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是為了研發(fā)一種將在國(guó)際空間站上使用的熱能泵。麥爾維爾帶我走向另一個(gè)小組。“這是為了檢驗(yàn)弱等效原理——愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論中的一個(gè)假設(shè)。”

三只手的科學(xué)家正在進(jìn)行“橡膠手錯(cuò)覺(jué)”實(shí)驗(yàn)。如果在你真正的手旁邊放上一只仿真的假手，然后用畫(huà)筆同時(shí)輕刷你的手和假手，一段時(shí)候之后大腦就會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為假手是你身體的一部分。在微重力環(huán)境下進(jìn)行這一實(shí)驗(yàn)的目的在于檢驗(yàn)微重力是否會(huì)改變這種感受及相關(guān)感覺(jué)。

“整段拋物線飛行只持續(xù)一分鐘，其中包括20秒的失重。”麥爾維爾說(shuō)。“但是飛機(jī)每次飛行都會(huì)做31次拋物線，每三分鐘做一次，因此能夠提供總計(jì)10分鐘的微重力實(shí)驗(yàn)時(shí)間。”

盡管乘客們?cè)诘菣C(jī)前都服用了抗暈機(jī)藥物，但是仍然有幾位不走運(yùn)的科學(xué)家出現(xiàn)了暈機(jī)嘔吐癥狀。有些人在幾次拋物線飛行后就適應(yīng)了失重環(huán)境，而有些人則在第一次拋物線飛行后就出現(xiàn)惡心嘔吐癥狀，一直到持續(xù)到飛行結(jié)束。飛行前，機(jī)長(zhǎng)告訴我，飛機(jī)上沒(méi)有衛(wèi)生間，“你吃了藥就不會(huì)想去廁所。”

“其實(shí)導(dǎo)致暈機(jī)的最大原因是精神緊張。”麥爾維爾說(shuō)。“如果保持心情鎮(zhèn)定就不會(huì)暈機(jī)。”

大多數(shù)人認(rèn)為，在飛行即將結(jié)束時(shí)，從2G過(guò)載恢復(fù)的正常狀態(tài)是最難受的，每次飛行平均會(huì)有兩人暈機(jī)。

大多數(shù)科學(xué)家都能應(yīng)對(duì)這一特殊工作環(huán)境。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)裝置上系上吉祥物等玩具，在失重條件下這些玩具就會(huì)漂浮起來(lái)。地板上的下肢固定帶可以幫助乘員在失重條件下操作實(shí)驗(yàn)時(shí)保持身體直立，防止身體漂向一個(gè)危險(xiǎn)的方向。“否則，一旦零重力狀態(tài)結(jié)束，你就會(huì)砸到實(shí)驗(yàn)設(shè)備上。”

在總共12項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，有六項(xiàng)都屬于歐洲航天局的“飛行論文”計(jì)劃。德國(guó)體育大學(xué)和澳大利亞陽(yáng)光海岸大學(xué)的學(xué)生提摩·克萊恩參與了研究大腦活動(dòng)與血液流速之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。

克萊恩戴著一個(gè)帽子，帽子上的電極可以監(jiān)控他大腦的活動(dòng)。與此同時(shí)他和另外兩名受試者在20秒微重力過(guò)程中根據(jù)音響信號(hào)操作鍵盤(pán)，同時(shí)解數(shù)學(xué)方程。“方程不難，但在時(shí)間壓力下，它的難度會(huì)大大提高，從而考驗(yàn)?zāi)愕恼J(rèn)知能力。”

飛機(jī)的垂直尾翼上的logo是一個(gè)在太空中漂浮的人類

對(duì)于宇航員而言，身體和大腦健康一樣重要，必須考慮微重力條件下長(zhǎng)期與世隔絕對(duì)宇航員身心健康的影響。

“長(zhǎng)期與世隔絕會(huì)導(dǎo)致認(rèn)知能力下降，但是，微重力環(huán)境會(huì)讓認(rèn)知能力有所提升。”克萊因說(shuō)。“我們對(duì)背后的機(jī)制很感興趣。微重力環(huán)境下大腦運(yùn)轉(zhuǎn)速度會(huì)加快，我們想深入了解其中的聯(lián)系。”

除了更深入了解宇航員的太空行為外，這一發(fā)現(xiàn)還有助于研發(fā)阿茲海默癥（或老年癡呆癥）的治療方案。

在最后五次拋物線飛行中，我漂浮到了天花板上。這幾次拋物線飛行屬于無(wú)限制飛行。機(jī)艙內(nèi)的網(wǎng)布被拆除，德國(guó)火星協(xié)會(huì)計(jì)劃釋放一個(gè)大型銀色氣球，從而測(cè)試未來(lái)的充氣式太空艙釋放裝置。

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)非常有趣。拋物線后半段進(jìn)入失重狀態(tài)后，從一個(gè)氣缸中射出了原本緊緊折疊起來(lái)的氣球，與此同時(shí)，一個(gè)形似手風(fēng)琴，黃金織物做成的扇子自動(dòng)伸展開(kāi)啟。

這是該計(jì)劃的首次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)為未來(lái)的宇航飛行提供了寶貴的數(shù)據(jù)。“沒(méi)人知道這個(gè)裝置在零重力下是否能正常運(yùn)作，”協(xié)會(huì)的塔尼亞·黎曼表示。“我們?cè)疽詾樗軓娜萜髦新龔棾鋈缓舐归_(kāi)，但實(shí)際卻是，它彈出后停留了幾秒，然后突然展開(kāi)。”

在未來(lái)一兩年內(nèi)，這個(gè)充氣裝置將在大氣層內(nèi)亞軌道火箭上進(jìn)行更多測(cè)試。有朝一日，它將搭載火星探測(cè)器抵達(dá)火星表面，然后從探測(cè)器上釋放出來(lái)進(jìn)行科學(xué)測(cè)量。

這架零重力飛機(jī)上的所有科學(xué)家都心存高遠(yuǎn)。這正是飛機(jī)蒙皮上的噴繪所展示的精神：從最初的猿猴進(jìn)化為直立行走的人，最終成為在漂浮于太空中的新人類。

（摘自英國(guó)廣播公司新聞網(wǎng)）（編輯/華生）