20220119听书笔记:怎样到太阳系旅行?

这是一本关太阳系的科普书,叫《太阳系度假指南》。

这是一本既“天马行空”,又“脚踏实地”的科普书。

说它“天马行空”,是因为这本书的创意和主题,仅仅来自作者的一个开脑洞的想法。到目前为止,谁也没有真的在太阳系其他地方度过假。不但我们普通读者没有去过,全世界航空航天工作者加在一块儿,也仅仅只登上过月球。在太阳系里度假,短期来看,只能是个美好的憧憬。

不过,在太阳系其他地方度假这个想法虽然“天马行空”,书里的内容却非常的“脚踏实地”。本书的两位作者有着很好的天文学功底,作为负责任的科学家兼“导游”,他们所提到的每个星球、每处景观、每个观测工具,依据的都是最新的科学研究成果。

太阳系是我们的地球和太阳所在的星系,这里孕育和演化了太阳、八大行星,还有数不清的小行星、彗星和卫星。在这本书中,作者用旅行手册的方式,为我们介绍了一系列有关太阳系的知识,以及航空航天工作的基本原理。

尽管我们无法真的去体验一把太阳系度假是什么滋味,但是,通过作者的讲解,你依然会全面、深入地了解到,太阳系的中的各个星球,都有着怎样的风貌?专业的航天员们,又是如何进行太空探索的?

本书有两位作者,分别是奥利维亚·科斯基和加纳·格鲁塞维克。科斯基是美国的一位资深科普人。格鲁塞维克是哥伦比亚大学的天文学博士,曾经在美国自然历史博物馆工作,是资深的天文学家和科学教育家。她还曾经在银河系附近发现了两个新的星系。

接下来我将分成三部分,为你解读这本书。第一部分,我们说说,作为一名专业的太空旅行者,在探索太空之前,都需要做哪些准备。第二部分说的是,在太阳系的旅途中,你将见到怎样的风景。第三部分说的是,度假结束之后,你要如何回归正常生活。

第一部分

好,我们先来说第一部分。根据目前的技术水平,太空旅行会有哪些挑战?作为一名专业的太空旅行者,出门之前,你需要做哪些准备工作呢?有两件事特别重要,一个是带好必要的行李,另一个就是调整好你的身心状态。我们一个个来说。

先来说我们应该带什么样的行李。首先,所有的行李都必须考虑到一个至关重要的条件,那就是漫长的星际航行中的环境和地球上很不一样。其中最大的区别就是失重。在失去或者减弱了地球重力的环境中,物体的存放方式会发生根本变化。在地面上,我们只需要把东西平稳放置就好,但是在太空旅行中,所有的物品都会在空中飘荡,一根羽毛和一个背包没有什么太大区别。这个时候,为了避免一天之内跑遍太空船追50次铅笔,你必须携带各种规格的尼龙粘扣和挂绳,你要养成一个好习惯,所有的物品使用之后立即用尼龙粘扣固定。

紧接着,你必须考虑携带一条舒服的个人毛巾,以及一整套内衣、睡衣、运动服和外套。在太空中,你会长时间处在失重的环境里,流动的水,不会像地球上那样汇聚到最低洼的下水道里,而是始终飘荡在空中。如果水漂浮得到处都是,会严重影响到你的呼吸和飞船上的仪器设备。所以,旅行的过程中,洗澡、洗头甚至洗手都是非常奢侈和危险的事。为了避免头发和面部出油,让你的度假旅行更舒服一点,最好的方式是穿着抗菌和舒服的衣服,以及用毛巾擦脸和头发。毛巾还有一个重要功能,一旦你发现有水滴飞溅出来,可以迅速用毛巾抓住这些飘在空中的小水球。

除此之外,基本建议是减少行李的重量。平均来说,现在把1千克重的东西送到距离地面400公里的国际空间站上,花费的成本超过2万多美元。

行李问题会有专人对你进行检查,大部分装备也会有统一的配给,所以这还不是你最需要担心的事。相比行李,你更需要担心的是自己的身体。

在火箭上升和着陆某个行星的过程中,你会感受到极强的加速度,可是到了太空中,重量又会完全丧失,这会导致血液在没有重量的情况下涌入头顶,你的心脏和血压都必须时时刻刻承受这样的挑战。你可能有过晕车或晕船的体会,在太空旅行中这样的眩晕感就是家常便饭。所以太空旅客必须通过适应晕眩状态的训练,每天反复乘坐类似游乐场里海盗船的设备,锻炼自己的抗呕吐能力。

有时候飞船必须迫降在水中,所以游泳和潜水的技能,也是必不可少的。

不但如此,如果你真的向往太阳系度假旅行,我强烈建议你从现在开始采取各种办法增强自身的免疫力。这么说可不是一句空话,可能和你之前的想象不太一样,太空飞船和空间站,很有可能是最脏的地方,最容易感染疾病。

我们在地球上的房间里,打扫卫生最常用的方法一般是扫地和擦地。为什么扫地和擦地有用呢?因为在地球重力的作用下,灰尘、污染物、飞沫等等脏东西都会慢慢飘落到地面上。但是在失重的太空旅行中,这些脏东西永远在空中飘荡,特别容易被吸入体内。出汗、说话和呼吸产生的飞沫,在太空中都会成为令人头疼的污染物。

这还不算最严重的情况。更糟糕的是,漫长的旅行过程中,无论是专业宇航员还是太空游客都必须上厕所,而大小便溺,要通过专门的真空设备吸收之后妥善保存。但是,这些系统过于复杂,时间一长难免出现机械故障。比如2019年2月1日,国际空间站卫生间就发生了一次泄漏故障,宇航员只能和从卫生间流出来的10升液体艰苦奋战。这样的情况在过去几年里反复出现,宇航员都已经练就了一身用毛巾围堵卫生间的绝技。

面对这些挑战,强壮的体魄至关重要。但更重要的是,还需要有强大的心理素质。以目前的技术水平,从地球出发去太阳系的各个行星,需要几个月,甚至是几年的时间,这一定会是一段漫长而孤独的旅程。你只能困在狭小的太空船里哪也不能去,窗外只有一片漆黑和晃来晃去的星空。在这样的密闭幽暗的环境里,一点点机械噪音可能都会让你神经紧绷,甚至有极度缺乏安全感的体验。

一个最常见的结果,就是直接影响到你的睡眠。太阳系度假,不再有规律的白天和黑夜的交替,睡觉时间全靠钟表的提醒,再加上一系列的心理问题,失眠的情况并不少见。

总的来说,太空旅行,要做好充分的身体上和心理上的准备。强健的体魄、健康卫生的生活习惯,以及强大的心理素质,缺一不可。

第二部分

说完了准备工作,接下来,我们就可以踏上旅途,看看本次太阳系度假,都会遇到怎样的风景了。

太阳系度假的第一个景点是月球。月球离我们很近,3天就可以抵达。月球上没有空气,不会形成气流,也就不会刮风。没有气流和水蒸气,当然就不会出现云雾和雷雨,也就不会有天气系统。所以,在月球上游览,我们完全不用担心天气和季节问题。但是,没有天气变化,这并不意味着不用担心气温的高低。恰恰是因为没有空气的调节,所以有太阳光照射的白天会特别热,而到了晚上,温度下降又特别快。白天一百多摄氏度,夜晚直接降到零下一百多摄氏度,昼夜温差达到两百多度。你可以脑补一下,这将会是怎样的体验。

假如月球上有酒店房间可以选择,窗口面对地球的房间一定是比较昂贵的“地景房”。在月球的酒店里欣赏地球,将会是旅途中最难忘的感受之一。你在月球上看到的地球,要比在地球上看到的月亮大上3倍,而且更明亮,就像一个蓝色的大玻璃珠。如果你看的时间足够长,你甚至可以发现蓝色玻璃珠上变化的云层。不过,背对着地球的一面也值得探索,目前为止除了中国的嫦娥四号探测器,还没有其他的探测器着陆到月亮背面。

度假旅行总少不了逛一逛博物馆,月球上还真的有一处值得一逛的博物馆。艺术家们和阿波罗12号的工程师,在没有经过美国宇航局同意的情况下,在月球着陆舱的支架上安装了一块几厘米大的陶瓷碎片。这块陶瓷片上用微缩印刷的方式记录了20世纪几位先锋艺术家的作品。现在这块小瓷片就躺在月球的平原上。所以,在月亮上找到阿波罗12号的遗迹,然后举着放大镜逛一逛这个月球迷你画展,也是个不错的体验。

逛完了月球,真正的太阳系旅行才刚刚开始。离开月球前往火星,才算是真正离开了地球的怀抱,进入了太阳系行星之间的太空。

按照今天我们掌握的技术,去火星必须等待时机,在火星每两年一次最靠近地球的时候出发,比较节约能源和时间。去火星的旅途大约需要200天,一旦你登上火星的陆地,一定会觉得自己正处于地球上最干燥的荒漠。这里的季节变化和地球很像,偶尔还能在天空中看到云。唯一的问题是火星上巨大的沙尘暴。每次沙尘暴都可能会席卷半个火星,漫天的风沙,会遮挡住太阳光和无线电通讯。不过你不用过于担心,这只是看起来可怕,火星的空气很稀薄,所以置身在巨大的沙尘暴当中,感觉到的不是狂风,而更像地球上夏天的微风。对了,不要忘记在沙尘暴的时候欣赏天空。你会见到太阳系里最神奇的黄色天空和淡蓝色太阳。因为沙尘把阳光中的红黄色光散射掉了,只允许蓝紫色光穿透。

在火星上最值得一去的景点是著名水手大峡谷。地球上所有的峡谷都不能和火星上的水手峡谷相比。水手峡谷200公里宽,7公里深,绵延几千公里,相当于横跨整个美国的距离。在水手峡谷里,风停之后,空气中几乎没有任何沙尘和雾霾,天空看起来格外的透亮干净。所以这里也是看星星的好地方。火星上看到的星座和地球上完全一样。只是北极星的位置改变了一些。

游览完了火星,我们的下一站是木星,去看一看这颗太阳系里最大的行星。

还没有接近木星之前,你就能清晰地感受到木星的巨大风暴和电闪雷鸣。这里的风速比地球上记录的最大的暴风还要快很多。而且木星风暴会持续很多年。现在木星上最醒目的大红色斑点,就是一个至少存在了400年的巨大风暴,尺寸有一个地球那么大。木星的直径是地球的10倍,所以当你接近木星的时候,会感觉到庞然大物扑面而来,那种压抑感可能会让你透不过气。

在你接近木星的过程中,一定不要错过木星北极区域出现的强烈极光。在地球上看极光全凭运气。你需要前往北极附近的冰天雪地,在寒冬的深夜里默默等待,有时候一夜就有收获,有时候等上一个星期什么也看不见。就算看见了,还有可能会是微弱飘渺的光束。但是在木星上看极光太简单了。这里长年累月有极光爆发,而且亮度比地球极光强大1000倍。

但是,我们可不能在木星附近停留太长时间,这里的放射性太强,时间长了对人体有害。更遗憾的是,我们也没有机会登陆木星,只能围着它看看。因为木星完全是气态的风暴球,根本找不到坚实的陆地。所以,欣赏完木星的风暴和极光之后,我们将继续飞往土星。

前往土星的旅途会更长,需要飞行3年,你在这里发的自拍照,地球需要一个多小时之后才能收到。和木星类似,土星也是气态行星。到了土星附近,你会发现,眼前的这颗黄色行星有着比木星更猛烈的风暴。就像一滴黄色颜料滴入了旋转的水洼,整个星球都被搅动成黄褐色。对于来自地球的游客来说,最新奇的景象是土星的大光环。在逐渐接近土星的旅途中,你会看到土星周围的黄色宽边大檐帽形态的光环。可是靠近之后,你才会看到它的真实面貌:这里有数不清的小冰块,相互联结在一起,共同形成了黄色的光环。再仔细看,光环从内到外,有7个主要的圈层。每一圈又可以细分成数十万个更小的环形。欣赏光环的最佳角度是正面面对光环,也就是从土星的北极或南极俯视土星。如果侧面看光环,你几乎完全发现不了光环的存在,因为组成光环的所有小冰块,都严谨地分布在同一个薄薄的平面上。

探索游览太阳系的旅途还没有结束。从距离上来说,逛完了土星也才仅仅走了三分之一。从时间上来说,还有90年的旅程才能到达最远端的冥王星。对于生命有限的我们来说,拿出100年的假期完成全部太阳系的旅行实在是有点奢侈了。我们还来不及讲述比土星更远的几颗行星,目前人类的探索程度,也还不能够详细介绍旅途中会遭遇的小行星和彗星。

但我相信随着航天技术的进步,也许不久的未来,我们就可以真的体验到太阳系旅行的乐趣,也会感受到更多不同星球的风貌。

第三部分

现在,我还是赶快说一说假期结束的时候,你要怎么回归地球吧。

太空旅行和普通的旅行很不一样。在逐渐接近地球的过程,你会看到,这个暗淡的小蓝点一点一点变大变亮,你会看到模模糊糊的白云、大陆形状、海洋轮廓逐渐清晰的过程,非常迷人。

但是,还有特别关键的一点是,这趟归途也同样充满了危机。比如说,飞船向着地球表面降落,会穿越地球外的电离层。电离层是大气层中的一层,这一层的空气都被分解成了带电的粒子,形成了一个信号屏蔽层,飞船在这一层中穿越的时候,无法发射和接收到任何通讯信号,基本会处于失联状态,如果在这个时候飞船出现故障,你将无法得到地面上的任何支持和帮助。再比如说,你下落的过程,本质上和陨石撞击地球没有什么区别。你的飞船会和大气层摩擦发热,你会被几千度高温的烤箱包围,你能安然无恙全都要指望飞船外壳材料的稳定。

当然,即便你安全地进入地球的大气层,平稳回到地面,你的挑战也还没有结束。因为在太空生活了很长一段时间,你的身体和心理都会发生改变。你需要经过训练,才能重新适应地球上的生活。

具体来说,有很多你可能已经忘记的细节需要被回忆和重新习惯。比如,你可能习惯了在太空中把喝完的水壶随手放在空间站的墙上,这样的习惯带回地球,你要准备好牺牲掉好几个马克杯,才能扭转失重生活带来的改变。仅仅碎几个马克杯也许还没有什么,但你必须要知道,你的骨骼和肌肉也会因为之前的长时间太空旅行的失重环境而改变。长时间在失重状态下生活,会导致你的骨骼虚弱、肌肉无力。你回到地面上最开始的一个月,甚至会觉得走路非常吃力。尤其是脂肪厚重的臀部,肌纤维还有可能会在压力下断裂。此外,你还必须忘记轻轻一跳就能穿过房间的太空动作。有经验的宇航员们说,自己对这段时期的最好的形容就是“漫长的宿醉”。从太空回来,你就好像是整夜喝酒大醉,浑身酸软无力,头脑供血不足,还特别容易情绪化。这种状态,会持续好多天甚至好几个星期。

说完了身体上的变化,你的心理问题也不能忽视。当你从太空返回拥挤的地球城市,你要做好适应心理变化的准备。面对拥挤的地铁、喧嚣的街道,甚至家庭聚会,你都可能会觉得头晕眼花。你需要花很长时间重新适应密集的人群和他们的声音。

你看,挑战无处不在,你的身体回家了,但实际上你的记忆、精神和你对时空的理解,很有可能都还在九霄云外的太空飞船上。

直到有一天,你重新适应了地球上的一切环境,开始了往常的生活。一天夜晚,你看到头顶上的点点繁星,你在心里对自己说,我曾经去过那里。这个时候的你,才终于回家了。

总结

以上就是这本《太阳系度假指南》的精华内容了。

专业的航天员和太空旅行者,在进入太空之前,必须做好充分的准备工作,包括收拾好必要的行李,锻炼出强健的体魄,培养出健康的心理状态。

这次旅行也让我们发现,地球上每天司空见惯的环境,在整个太阳系中,都是独一无二的。地球的生存环境,实在是太过奢侈和独特的温床。与此同时,那些令我们恐惧的、震撼的、惊叹不已的景色,在其他行星上比比皆是。从这个角度来看,常见还是偶然,正常还是反常,其实完全取决于我们的视野的局限。希望这本《太阳系度假指南》,能帮你开拓一些视野,增加一点你对科学探索的兴趣。

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