天上的街市——从《异星觉醒》深入探索空间站

天上的街市——从《异星觉醒》深入探索空间站

周六, 05/27/2017 - 08:57
来源
1905电影网
从国际空间站俯瞰地球

作为人类,我们的认知都仅限于从人类的视角出发,我们所好奇的外太空世界对于许多人来说往往一无所知。人类一直在尝试探索未知这件事情,我们发射的人造卫星、航天飞机、空间探测器等等慢慢地形成了热闹的天上街市。

5月19日,又一部与太空有关的影片《异星觉醒》在内地上映。影片中,再次涉及到一个极为重要的工具——国际空间站。在这个空间站内,航天员发现了神秘的火星样本,引发了一系列惊悚的故事。

《异星觉醒》中的火星样本卡尔文

空间站,是绕固定轨道飞行供航天员多次巡访太空以及在太空生活的载人航天器。国际空间站是目前已经建立的最大载人航天器。它是由15个国家(包括美国、加拿大、俄罗斯、日本以及欧洲在内的5个航天局)共同完成的。本片拍摄关于空间站的构建以及太空中会遇到的问题则邀请到了欧洲航天局顾问鲁迪·施密特博士前来帮忙。

值得注意的是,在这15个国家中,没有中国。但中国有一个独立设计建造的小型试验性空间站天宫一号,此前出现在影片《地心引力》中。

空间站的构造:以国际空间站为例

空间站一直保持着多样性。一是不同的国家构建,一是航天员也来自不同的国家。在《异星觉醒》中,我们也可以看到有奥尔加·戴维克娜雅饰演的来自俄罗斯的指挥官凯特琳娜·戈洛夫金,真田广之饰演的来自日本的系统工程师村上秀,丽贝卡·弗格森饰演的疾病预防与控制中心检疫官米兰达·诺斯来自英国,阿里安·巴克瑞饰演的微生物学家休·德里来自英国,杰克·吉伦哈尔饰演的站内医务官大卫·乔丹来自美国,瑞恩·雷诺兹饰演的飞行工程师罗里·亚当斯来自美国。

上图航天员从左至右分别来自:美国、美国、英国

另一种多样性则来自于其构造的部分,组装成空间站的各部分也来自不同的国家。2000年之前,俄罗斯的和平号空间站一直被使用,此后和平号空间站被废弃,渐渐组装而成的国际空间站被使用。

国际空间站所采用的结构是桁架挂舱式,桁架就是我们经常看到大型商场室内空地搭建小舞台所用的经过焊接之后的结构用物。空间站的构成就是通过各舱室挂靠桁架所完成的。目前,国际空间站包括13个重要舱室,这13个舱室是通过航天飞机一个一个送入太空中的。国际空间站耗资2000亿美金,截至目前已经有超过100人在此生活。

《异星觉醒》中的国际空间站

目前的国际空间站是俄罗斯部分的多功能舱和美国的桁架部分交叉构成的,从我们的直观视觉效果来说,大致成“十”字形。在《异星觉醒》中,也能看到对准国际空间站的镜头。

观看影片《异星觉醒》,我们会注意到出现了许多不同名称的舱室。对于国际空间站来说,比较重要的几个舱室包括:星辰号服务舱、曙光号工作舱、团结号节点舱、和谐号节点舱、命运号实验舱、宁静号节点舱、哥伦布空间实验舱、日本希望号实验舱。除了舱室之外,我们能看到的还有桁架结构以及太阳翼。

手绘示意图,以下将以本图中的顺序介绍

A 星辰号服务舱

星辰号服务舱是继团结号节点舱、发现号货舱之后送往太空的。它包含了过渡间、工作间、过渡室和装配间4个部分。星辰号对接的是曙光号工作舱,在《异星觉醒》中,最后联盟号的反向推力将空间站推向地球时,毁坏了一个舱室,其中包括星辰号服务舱。

标红之处为星辰号

星辰号服务舱由过渡间、生活舱和工作间3个密封舱和一个用来放置燃料桶、发动机和通信天线的非密封舱组成。在星辰号服务舱内,配有控制空间站运行的中心电脑、生命保障系统和推进器装置。生活舱中设有供宇航员洗澡和睡眠的单独“房间”,舱内有带冰箱的厨房、餐桌、供宇航员锻炼身体的运动器械。星辰号共有4个对接口,可用于接待载人飞船或货运飞船。星辰号服务舱是空间站建造第二阶段为了保证3名站内人员居住的。

B 曙光号工作舱

曙光号工作舱是第一个送入太空的组装舱室。曙光号工作舱内设置有加压隔间、对接系统。它的对接系统可以供联盟号飞船、进步号飞船停靠。《异星觉醒》后半部分,航天员以为是来解救他们的飞船就是联盟号。而休·德里最后被卡尔文吞食腿所在的舱室便是曙光号。

此处村上秀正处于即将断裂的曙光号中

曙光号内的加压隔间可以满足生命保障、指令与数据处理、电力与对接的需要。环境控制和生命保障系统是通过电解水设备循环制造氮气和氧气来完成的,同时这个系统还可以控制循环风机、热转换器、火警探测设备等等。《异星觉醒》中,米兰达在紧要关头为了将卡尔文扔出外太空保全村上秀的生命进行了太空舱断裂的操作,这一操作针对的就是曙光号。

C 团结号节点舱

团结号节点舱是空间站里三个连接舱中的第一个,它也是第二个被发射升空的舱室。节点舱一般是用来存放运行空间站所必需的设备的舱室。它前后所连接的是命运号实验舱和曙光号工作舱,左边连接的是宁静号节点舱。团结号节点舱除了以上的功能之外,它还承担着曙光号的配电任务,与曙光号计算机并网工作的数据处理服务。它运载了两台复用器以运行应用软件。

D&E 宁静号节点舱与穹顶舱

从太空角度看宁静号

宁静号在《异星觉醒》中出镜时间很长,在与地球连线寻求火星异种名字时,空间站上的大卫·乔丹与米兰达·诺斯正在进行太空铁人三项的比赛,大卫·乔丹在跑步机上已经筋疲力尽。他们所处的就是宁静号节点舱。

大卫·乔丹正在进行太空铁人三项比赛

宁静号节点舱上方连接的是穹顶舱,穹顶舱就是我们印象中有一面全是透明的舱室,可以看到地球的美景。《异星觉醒》中,指挥官进行太空行走修理通讯系统时,大卫·乔丹与休·德里所处的舱室,以及最后大卫·乔丹与米兰达·诺斯做出逃生舱分工离开的决定所处的舱室,都是在穹顶舱中。

 

穹顶舱

宁静舱位于团结号节点舱的左边,穹顶舱是其永久附着舱。宁静舱所承担的任务包括为航天飞机燃料电池进行水的分配,转移饮用水以及处理过的尿。穹顶舱除了能看到地球全景,还能够便于航天员用肉眼观察遥控机械臂以及其他航天员的行动情况。

F 寻求号气闸舱

从气闸舱视角看指挥官飘向太空

寻求号气闸舱在《异星觉醒》中同样是其中一个重要的场景。指挥官进行太空行走被卡尔文缠住,最后死在太空中,慢慢远离空间站的场景中,大卫·乔丹的视角所在便是寻求号气闸舱。在国际空间站中,寻求号气闸舱主要就是为了航天员可以进行太空行走而建造的。它所连接的是团结号节点舱。

G 命运号实验舱

命运号实验舱是美国制造的,是空间站中最为昂贵的部件。空间站上一共有6个实验舱,这是最为重要的一个,但是,《异星觉醒》中重要的实验舱并非这一个。它的内部是长方形,一共可容纳24个科学设备仪器。

H 和谐号节点舱

和谐号节点舱连接了三个重要的实验舱——命运号实验舱、哥伦布空间实验舱与日本希望号实验舱,剩下的对接口用来对接美国和日本的补给舱。它与寻求号气闸舱相对,其功能与相邻加压舱相协同,便于人与货物的移动。

I 哥伦布空间实验舱

《异星觉醒》中的实验舱

哥伦布空间实验舱是空间站上最小的实验舱,它包括一个两段为焊接圆锥体的圆筒船体的压力舱。哥伦布实验舱包含了生物实验室、流体科学实验室、欧洲生理学舱设施。从《异星觉醒》的场景设置对比来看,最为重要的培育火星异种、瑞恩·雷诺兹片中领便当的场景应该就发生在这个实验舱。

J 日本希望号实验舱

日本希望号实验舱由后勤保管室、实验室及机械臂、舱外实验平台三大部分组成,它们将先后搭乘美国航天飞机升空,并在空间站完成组装。

K 加拿大2号遥控操作机械臂

《异星觉醒》开头出现的机械臂

遥控机械臂加拿大2号灵活性很高,载重量也很大。遥控机械臂主要是为了简化航天员在太空之外的机械活动。在《异星觉醒》的开头,朝圣者号火星探测器撞击太空碎片,脱离原有轨道,将与国际空间站相撞。瑞恩·雷诺兹进行太空行走接住朝圣者号以及之后的移动,遥控机械臂起到了很大的作用。

逃生舱

《异星觉醒》中的逃生舱有两个,每个逃生舱只能供一个人逃脱,但是影片中空间站里有六名宇航员,这一设计是片中丽贝卡·弗格森的角色米兰达·诺斯提出的。在真实的国际空间站中,逃生舱位于联盟号宇宙飞船上。

国际空间站当然不止以上这些舱室,除此之外还有探索号实验舱、黎明号实验舱、码头号对接舱以及各种补给舱等等。国际空间站所形成的双龙骨架形结构,由美国制造的桁架两段各连接着四块太阳翼,即太阳能帆板,它是整个工作的能量来源。

太阳翼

国际空间站预计2024-2028年将要退役,中国是目前最好的接棒国。中国空间站设计包含核心舱、实验舱I、实验舱II、载人飞船、货运飞船五个模块。

《地心引力》中的国际空间站

其他影片中的空间站

《地心引力》:国际空间站

《地心引力》所讲述的是斯通博士和几位同伴进行外太空作业时被碎片撞击,同伴不幸身亡,自己拼命求生的故事。影片中外太空作业时出现的就是遥控机械臂。

《地心引力》中的遥控机械臂

此外,影片中出现的两个比较重要的空间站,一是国际空间站,构造和之前所介绍的一样,在斯通博士发现空间站着火爆炸之后,脱离空间站逃生乘坐的就是联盟号飞船。

承担多次重要任务的联盟号飞船

另外一个就是中国空间站。天宫一号是中国建造发射升空的小型试验性空间站,与其对接的有神舟八号至十号飞船。斯通博士最后乘坐的逃生舱就是来自神舟飞船的。

《地心引力》中的中国空间站

《异形》:货运为主的飞船

《异形》中的飞船

提《异形》是因为《异形》的故事和《异星觉醒》极为类似,一艘飞船在执行救援任务时不慎将异形怪物带上船后,船员们与异形搏斗的故事。《异形》中的并不是空间站,而是一架货运式的宇宙飞船。在影片的基调之下,飞船整体十分阴暗恐怖。

《2001太空漫游》:旋轮空间站

《2001太空漫游》中的空间站

《2001太空漫游》中的空间站是环形旋轮式的空间站,它也是最早出现的旋轮式空间站。旋轮式空间站是一种假想式的空间站,它借由旋转产生人工重力。其生活区和主操作区均镶嵌在圆环之内,内部极具设计美感。NASA曾经尝试建造该种空间站,但是由于预算以及组装上都成问题,没有建造该类型的空间站。《星际穿越》的结尾出现的空间站也是类似于该种设置的。

《星际穿越》中结尾部分出现的空间站

《星际穿越》:环形舱

《星际穿越》中的环形舱

《星际穿越》中的环形舱与空间站的形态相差极大。它是因为在《星际穿越》中需要制造人工重力,这种形态可以产生近似重力的离心力。因而我们看到《星际穿越》中的航天员并不是漂浮于空中的。

《火星救援》:旋轮空间站

《火星救援》中的空间站

《火星救援》中的空间站中间核心部分是环形结构。它利用离心发动机制造氩气控制向前飞行。它利用离心力产生人工重力。我们在《火星救援》中同样可以看到中国发射的航天飞机与空间站对接的场景。

除了以上这些影片,还有很多影片中都涉及到了飞船与空间站。人类在不断探索神秘的外太空,当国际空间站正式退役之后,中国空间站将起到极为重要的作用。

文/结冰

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