6万美金一桶水,1万美金一个苹果!这宇宙快递,隐秘而伟大!

 

习惯“快递隔天到,外卖半小时”的我们,或许很难体会到,世界上有一种最揪心等快递的情形:
几个人挤在一个无比狭小的房间里,不断地收到发货延迟的通知,有时候得到的通知常常是,延迟发货不止一星期,甚至长达一个月….
即便发货被延迟到这个地步,这帮等快递的人也得保持耐心,继续安静地等下去,直到门外响起引擎的轰鸣…..
 
这帮人等的不是普通的快递,是世界上最昂贵,最艰辛,最困难重重的快递服务——宇宙快递
 
他们的快递1公斤要花费6万多美金,一顿外卖要吃掉10多万,然而,他们的贡献仍远远超过了这些昂贵的开销,这帮世界上最苦逼的等快递的人,属于一个特殊的群体——国际空间站宇航员!
 
 
 
在详细介绍国际空间站的快递和外卖运送服务之前,我们有必要先介绍一下国际空间站的基本情况:
国际空间站从2000年11月2日起,就正式开启派驻宇航员长期空间站的项目,这不仅能维持空间站的持续运作,同时也展示了人类在宇宙的长期存在。
国际空间站(International Space Station,ISS)是人类有史以来建造的最重要,最有意义的科学实验项目,同时,它也是人类历史上造价最昂贵的单个设备。
 
 
造价高,花费更高,时至今日,国际空间站的总花费已经超过了1600亿美元,国际空间站的每名宇航员平均每天的花费就高达750万美元。
 
如此高昂的花费,NASA不得不想尽办法降低成本,开展国际合作不失为一个好办法。
于是,在NASA牵头下,不少国家的宇航局入伙,共同承担起了这个项目的费用….
加入这个项目的有俄罗斯联邦航天局,日本宇宙研究开发机构JAXA,欧洲航天局ESA,加拿大太空局CSA。
国际空间站主要分成两个部分,分别由俄罗斯和美国各自负责,一般情况下,双方各自负责自己那一部分舱位的管理和支持。
 
 
国际空间站总长110米,比一架波音747还长出30多米,内部空间比6个普通的卧室加起来大一点,尽管看上去并不小,但仍然寸土寸金,实验设备和仪器占去了大部分空间,通常情况下,最多只能容纳6名宇航员….
而为了支持这6名宇航员的日常工作,地球上配备了多达上千名后勤人员,服务和支持这6名宇航员的生活和工作。
 
这上千名后勤人员的核心工作,就是“送快递”…..
 
和普通的快递一样,宇宙快递要把空间站6名宇航员所需的工作和生活物资,食物,淡水,补给,实验物品安全快速运到空间站,还会把垃圾,实验样本运回地球,这一条线路的物流,堪称世界上最昂贵的物流,花费巨大,困难重重,充满了难以预料的危险…..
 
 
而这些需要运送的快递里,宇航员们的“外卖”——太空食品,堪称重中之重。
国际空间站的生活必须品里,淡水能循环使用,氧气也可以再生,唯独食物,是唯一的完全不可再生的物资….
这意味着,需要一趟专门的快递,在地球和宇宙飞船之间持续不断地往来,一次又一次给空间站的宇航员们送去补给。
 
 
饮食方面,一半是俄罗斯负责的,另一半就是靠美国NASA自己了。
 
太空食品有严格的规定,
首先,空间站没有冰箱,食物都必须有严格的保质期,通常来说是两年。
其次,食品的净重要精确,以便更大限度地配合火箭的承重。
再次,太空食品必须容易加工,以便为工作繁忙的宇航员们节省更多的时间。
 
这方面,俄罗斯和美国有不同的做法,
俄罗斯通常做成罐头食品,美国则做成真空袋装压缩的,相对来说重量轻很多。
 
 
第一步就是太空食品的制作,美国的太空食品都是在休斯顿的约翰逊太空中心制作的,在去空间站之前,宇航员们就已经尝过一遍,决定了他们爱吃哪些食物,并提出一些自己的建议。
 
理论上,宇航员食谱的菜单上,有上百种食物可选:
意面和肉丸,烤牛腩,加勒比鸡,蔬菜乳蛋饼….可以说是种类丰富,口味应有尽有。
 
不过,让人惊讶的是,和地球上普通人的食物一样,宇航员吃的食材也都是从普通的超市购买的,没有什么特别的供应渠道,只不过买来之后,太空中心会进一步加工,以保证食物的卫生和安全。
就安全上来说,NASA的把关是足够严格的,迄今为止,宇航员们还没有出现过一次食物中毒。
 
 
采购到食材之后,约翰逊太空中心后勤人员要做的是高温消毒,
先用高温杀死微生物和会导致食物腐败变质的酶,再将食物冷冻和干燥,移除里面所有的水分。
这样做出来的食物,基本就是一个压缩的块。 因为没有了水分,重量非常轻,比如包装好的意面,只有28克重。
 
因为空间站上有水循环系统,80%的水都会由这个循环系统再生,所以,宇宙快递只需要将压缩和晾干的食物送上去,水直接在空间站取用就可以了。
 
 
然而,即便是这样,成本花费依旧是惊人的,目前来说,向国际空间站每运送1公斤的物质,花费的成本是64,444美元,
这意味着,多喝一升水,6万多美金没了….
多吃1碗意面(差不多150克吃饱),1万美金没了….
有时候地面会给宇航员送一些新鲜的水果当“零食”,这么一个新鲜的苹果送上去,1万美金又没了….
 
当然,除了这些需要额外加工的食物,有一些是可以直接买来运上去。比如宇航员喜欢的一些糖浆之类。
这些吃的同样有严格的标准,不能太碎,不然人们咬一口,就有大堆碎颗粒漂浮在空间站里,给宇航员呼吸带来不小的麻烦。同理,也不能太过液态…
 
 
食物准备好之后,会被运到地球上的4个发射站之一,开始准备向空间站“送快递”…
这4个发“快递”的地方分别是:
弗吉尼亚的中大西洋太空发射场(Mid-Atlantic Regional Spaceport),使用Northrop Grumman公司的天鹅座飞船运送。
佛罗里达的卡纳维尔角,由SpaceX的龙飞船运送。
哈萨克斯坦的拜科努尔发射场,由俄罗斯的进步号飞船运送。
还有日本的种子岛宇宙中心(Tanegashima Space Center),由白鹳号飞船负责运送。
 
 
无论从哪里发射,为了保持飞船的平衡整个过程都必须小心打包。
随着食物加工技术的提高,如今食物只占所有打包货物的一小部分,
比如SpaceX公司发射一次,可以有几的货物,但是给船员们需要的物资只240公斤到270公斤,其余的空间都留给了珍贵的实验设备。
 
然而,尽管东西已经打包好了,仍不能保证快递马上就能发出来….
令宇航员们最糟心的是,“发货日期”经常被迫改来改去…..
 
比如有一次SpaceX的CRS-16号火箭负责“送快递”,
原定的日期是2018年8月,却因为种种不利发射的原因,愣是给推倒了11月29日,之后又推到12月4日,再后来又再次退推到12月5日…..
终于,千呼万唤,火箭总算发射了,国际空间站的宇航员们也松了一口气,等了三个多月,快递终于发货了…..
 
 
最让人抓狂的是,12月4被生生推迟到12月5日发射,竟然是因为,NASA的人临时发现给实验室小白鼠准备的食物发霉了,不得不连夜赶制一批新的,然后重新备货打包….
 
 
这些年,国际空间站的宇航员们差不多都习惯了,
他们知道,通常情况下,要按原定时间发射,几乎是不可能的,
每个发射场都有一些潜在的不确定因素,总会出点这样那样的问题,最终结果就是耽误发射,“延迟发货”…..
 
拿日本的种子岛来举例,一年里,只有特定的某些时段可以“发货”。
在打渔季节,海岸边上有大量的船只,这时候发射火箭,渔船很容易被火箭发射中脱落的部分砸中,危险系数相当高…因此,打渔季不能发…
 
日本种子岛发射场
 
哈萨克斯坦的发射场,有一次因为G8峰会的召开,国防部出于安全原因进行了航空管制,于是,“送快递”的火箭又被迫推迟发射….
 
 
历经艰辛,排除万难,火箭总算成功升空了…..
然而,这样就能顺利收到货了吗?
并没有…..
 
即便发射上去了,飞船和空间站对接也要耗费大量的时间和精力,为了顺利对接,飞船常常要不断地校正角度和姿态,有时候,太阳光照的角度稍微起了变化,就可能影响飞船和空间站的顺利对接….
 
 
还有一些其余的因素,也导致一趟送快递的过程,难以完美实现。
在国际空间站迄今为止的117次补给运送任务中,有5次都失败了,失败率高达4.3%…
 
 
 
尤其2014年到2015年的短短9个月里,竟然有3次补给任务以失败告终。
之前NASA为了预防类似的情况,已经在空间站上储备足够补给,尤其水和食物。
底线是,起码要保证宇航员们不至于饿肚子,不至于沦落到吃光食物,耗尽淡水,最后不得不提前返回地球的尴尬局面,从而让花费了数亿美元的科研项目毁于一旦。
 
2014年到2015年三次发射任何失败期间,宇航员们也算经历了一场小小的食物短缺危机,
2015年6月28日,在第三次补给任务失败以后,空间站储存的食物只够宇航员们再撑仅仅50天
不过万幸的是,俄罗斯进步号货运飞船在一周之后就立刻发射升空了,并最终成功将宇宙快递送达,解决了国际空间站的燃眉之急。
 
 
为了应对“快递”偶尔运送失败的情况,
在2003年哥伦比亚航天飞机出事之后,宇航员们都不得不减少热量摄入,因为空间站里的库存不够了…
最后当补给终于送上去的时候,那上面只有大概1-2周的食物库存了….
 
除此以外,延长食物的保质期也是一个办法。
NASA会经常做实验,重新测试食物样品的保质期,在尽可能保证食用安全的情况下,让宇航员在更长的时间里也能食用。
 
火箭发射之后,没有出现其他纰漏,负责运货的飞船将在两到3天后到达空间站,千辛万苦,快递终于送到了….
 
收快递的心情,宇航员们比我们更激动和迫切,每次货运飞船靠近国际空间站,宇航员们都会集体出动,花费一整个工作日迫不及待地完成卸货。
送来的食物还是相当丰富的,其中的一次,地面甚至给他们送来了冰激淋!!!
虽然空间站上没有冰箱,冰激淋怎么送上去的?
跟着飞船上来的,还有一个便携的小冷柜。
因为当时要把一个实验产品带回地球,而带回的过程中需要冷冻保存,于是地面就送了个冰箱上来,让他们把实验产品冻着发回地球。 而在把冰箱发来的过程中,地面顺手往冰箱里放了几个冰激淋。 这大概是这些年来空间站上最奢侈的食物了….
 
 
未来的几个月,宇航员都会从储藏室里拿食物,每次取用都会扫一下条形码,这样做是为了让地面的NASA工作人员收到他们消耗的数据,好准备下一次补给的量。
通过评估食物消耗是快了还是慢了,为下一次补给做出相应的调整。
 
 
收到了食物,接下来就是开吃。
脱水包装的食物只需要重新加热便可食用了….
 
很多人不禁要问,为了宇航员们准备吃的,竟然需要这么煞费苦心,
其实这一切,也是确保他们心理健康的一部分。
 
要知道,长时间封闭在狭小的空间站有限的空间里,从事着高强度的工作,有时候持续时间长达一年,难免会积累很重的心理压力。任何减压的工作,都是值得的,
比如健身….
 
 
当然,更包括送来美味的食物….
 
 
为此,NASA还为空间站准备了“电影之夜“,数字图书馆,
里面储存了500多部影片,宇航员们也可以随时下载新的影片,和地面上的人一样,空间站也能星球大战,也能浏览网页
 
 
然而,大部分时间里,宇航员们的生活其实是乏味的,基本就是进行科学实验,记录数据,
偶尔能和家人视频通话,算是少有的放松….
 
 
很多时候卸货时间漫长,常常是因为空间站没有更多地空间来储藏货物,大家要精打细算堆放货物的空间。
在卸货之后,飞船也不能空着就回去,空间站的垃圾很快就会填满飞船。
 
 
Northrop Grumman公司的天鹅座飞船,俄罗斯的进步号,日本的“白鹳”号货运飞船都是不可返回飞船,在进入大气层以后就会因为和大气层的摩擦燃烧殆尽,从而让垃圾也一并烧掉了…
 
SpaceX的“龙”飞船和俄罗斯的联盟号飞船都是可以返回地球的,所以,每次送完“快递”,它们还要带回部分实验样本和器材。
 
一切准备就绪后,飞船就将再次启动,脱离空间站,重返地球,
它渐渐远离国际空间站,直到消失在视线中。国际空间站获得了补给,开始准备下一次的宇宙快递….
 
 
这,就是世界上最独一无二的“快递”,最昂贵的“快递”,
历经千难万签,遭遇重重危险,它也要将货物送达,因为这趟“快递”承载的,是人类探索宇宙的智慧和勇气,哪怕微不足道,也必定一往无前…..
 
 
 
 
Ref:
https://www.youtube.com/watch?time_continue=273&v=EkRRo5DN9lI