【神奇的太空训练营】 神奇的动物

　　无论是学生还是老师，谁都可以在美国太空营体验到科技的魅力。 　　 　　计算机监测仪在黑暗的屋子里怪诞地闪烁，发出暖暖的红光，像是在轻轻地述说着什么。控制仪表后面，一群孩子全神贯注地挤作一团。他们是地面航天指挥中心的人，正在准备发射一架航天飞机，任务是要俘获受损的气象卫星并修复它，还要与美国空间站对接。
　　“发射时间减去9分钟，暂停，”一个有力的声音传人控制室专家们的头戴式耳机。倒数计秒的第二件重要事情是，地面航天指挥中心所有飞行控制器的发射状况确认检查。
　　“推进系统?”飞行总监电话中轻快的嗓音向推进系统工程师发问，“发射状况确认?”
　　“正常，”推进系统工程师扫了一眼监控着所有航天飞机引擎的仪表盘回答。
　　“仪器和通讯?”飞行总监问道。
　　“一切正常，”仪器和通讯营报告。
　　“科学?”
　　“正常!”任务科学家和飞船医生齐声回答，他们清楚，航天飞机内部状况和航天员健康状况都非常好，可以发射。
　　“指挥员?”
　　航天飞机指挥员平静地发出指令：“OK!发射!”
　　这是佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心的场景吗?不，这里是阿拉巴马州，亨茨维尔美国太空营(航天学院)，在这儿，高中高低年级学生正在参加一个模拟24小时“太空飞行任务”，经过为期8天的逗留，把实验、演讲、研究和简单而大胆的玩笑结合在一起。
　　自1982年起，已有来自全国50个州和越来越多的国家9万多名青年参加到这个太空营计划中来。青年们来到这个阿拉巴马州北部城市――这个科学家和工程师梦中的乐园――设计、建造和试验火箭。正是这些火箭，把航天员送上了月球。而他们，就是要在这里，学习如何投身于科学技术。当然，他们也有自己的梦想。据说，其中有的人梦想将来成为飞行员，有的则梦想将来成为航空工程师。还有些人坚守他们幼年的信念不动摇：一定要成为登上火星和更遥远的宇宙的第一人。
　　做为现实中的梦想者，太空营给高中段的学生们提供了机会，来探索航天科学和工程学从设计火箭到建造空间站的所有领域。他们将利用为各年龄组专门设计的航天器和任务控制中心模拟行动，来参加模拟的太空活动。有的用航天器“飞行”，有的穿上太空服在“太空”行走。他们不仅要学习航天飞机操作入门，自然科学以及航天计划的历史，而且要学习团队协作的重要性和领导者的责任感。
　　太空营以教育计划为特征，利用太空探险的刺激，来鼓励年轻人去学习数学、自然科学和高技术学科。这个计划每年要把两万名学生从教室里拉出来(按目前的入学率)，然后抛入“太空”。一星期之后，当他们“登陆”时，对数学、自然科学和技术就有了新的兴趣，或者重新产生了兴趣。
　　
　　火箭科学家的梦想
　　
　　太空营是德裔火箭科学家沃纳，冯布劳恩的梦想，他于1950年到亨茨维尔，研制出美国第一枚弹道导弹。1960年，冯，布劳恩被任命为美国航宇局乔治C・米歇尔航天飞行中心主任，他来到阿拉巴马州议院上下议院面前，推销自己在亨茨维尔建立航天科学博物馆的想法。冯，布劳恩不但是一名优秀的学生和梦想家，而且是一名很棒的推销员。这个州的法律制定者和市民们采纳了他的意见，投入近两百万美元用于建设博物馆。如今，航天和火箭中心成为阿拉巴马州最具吸引力的景区之一，每年拥有60多万参观者。
　　冯・布劳恩1970年离开亨茨维尔，前往华盛顿特区美国航宇局指挥中心就任管理职务，但他经常回到这里，作短暂逗留，参观航天和火箭中心。在中心主任爱德华.O.巴克比陪同下来到控制塔，冯.布劳恩总会走过博物馆和相邻的火箭公园(那是个功能强大的火箭的模型)，他会不时询问一些问题和试验的想法。1975年一个温暖的夏季，冯.布劳恩正在漫步，他注意到有一群学生，大约40名，当他们的老师在讲述火箭的时候，非常勤勉地在作笔记。
　　“有很多这样的参观者吗?”冯.布劳恩问巴克比。“是的，我们的参观者中占很大的比例，”巴克比回答，“都是白天的学生参观团。这些展览很受欢迎。”
　　冯.布劳恩回过头对巴克比说：“我们应该有一种计划，计划中有一种不断教育的实验，就像一个训练营。我们有管乐队训练营、啦啦队长训练营、足球训练营、侦察员训练营。我们为什么不能有科学训练营?”
　　太空营就这样诞生了。由阿拉巴马州太空营拥有并组织的一个部门――非赢利的航天和火箭中心，与美国航宇局的合作，并接受了几家飞机公司和计算机公司以及其他大公司的赞助。
　　
　　太空营的课程设置
　　
　　由于年龄的差异，太空营分成几个不同的课程。亨茨维尔的太空营是供四到六年级学生参加的五天的课程。泰特斯威尔的太空营也是一个为期五天的课程，不过它还包括了七年级学生。
　　亨茨维尔的航空学院一级班是供七到九年级学生参加的为期五天的课程，航空学院二级班是一个为期八天的课程，供高中生和大学生参加。根据学校表现、文化背景和经济需求，可以获得奖学金。成人太空营也位于亨茨维尔，还有教师航天定位，一个为期五天的课程，由航空学院和阿拉巴马大学合办。
　　每一位参加太空营的人都会学到怎样建造和发射一枚小型火箭。此外，每个人都会熟练掌握用于训练航天员的仪器，而且每个人还将参加一次模拟的太空任务。还有关于航天计划历史、未来航天计划以及航天科学、航天工程学和宇宙飞行领域的职业道路的电影和演讲。所有这些普通的活动都被连接到各个年龄组，因此，其复杂性和变化也稍有不同。
　　参加太空营和航空学院一级班，所有这些课程需要五天时间。航空学院二级班八天的课程需时更长，也提供了变化更多的活动。航空学院二级班已获亨茨维尔的阿拉巴马大学授权和认可，受训者可获普通自然科学学院三个学分。这个课程强调了与航天有关的职业生涯所需的学术基础。其课程仿照美国航宇局航天员培训手册，分为三个学习组：技术、工程学和航空宇宙。
　　技术组的学生要设计并完成航天飞机实验，还要接受关于太阳和等离子物理学、太空生物学、天体物理学、遥感、光学和计算机方面的指导。例如，在太空生物学领域，学生们就要研究趋光性(生长在一定方向的植物对光的反应的倾向)。他们要做一个实验，种植树苗，使它们从不同光源不同角度受光。然后这些学生要绘制这株植物朝光线倾斜的图，并把他们的实验结果与航天员在太空所做的类似实验相比较。
　　工程学组的学生要研究机器人技术、光学、材料科学和热力学。他们要训练戴水肺的潜水技术，并进行航空学院46.2万公升水下航天员训练者实验。为了模拟接近太空失重下的建筑结构，有些实验要求把漂浮在水里的管子一截一截连接起来。在另一项实验中，同学们要设计并制作一个容器，容器里放一只鸡蛋，要求经得起从14米高空落下的震动。然后根 据这个容器落下后接近地面目标的距离以及容器和鸡蛋完好程度评分。
　　航空宇宙组――参加者为潜在的航空宇宙工程师、航天飞机或飞机驾驶员。内容包括：天体导航、气象学、轨道力学和空间领航。比如，在研究天体导航中，同学们就要学习怎样借助六分仪(轮船和飞机领航员曾一度普遍用来在航图上标注其位置的一种光学仪器)获得星球踪迹。
　　但太空营不仅仅是为年轻人而设的。成人太空营(航空学院)每年从9月份到12月份提供每期3天的课程。这个课程包括了带仪器的训练，这种仪器就像过去常常用来训练航天员，以及执行模拟的航天飞机飞行任务的那种仪器。成人太空营吸引了来自不同行业不同背景的人，他们对太空计划和航天员训练很有兴趣，并且乐意把他们的余暇花在这两件事情的学习上。此外，许多国外上层人士也访问了太空营，包括来自前苏联的航天科学家和工程师，甚至航天员。
　　
　　太空营里的“太空生活”
　　
　　太空营使参加者们永远不会忘记――一刻也不会忘记――他们所经历的，全都是在美国航宇局航天员训练的基础上进行的。为了使每位受训者沉浸于一个氛围，它创造了一个总的，可控制的环境。受训者脱下“平民装”，穿上天蓝色的太空营飞行服，将“便服”的印象留在了门外。
　　太空居住区的营房可容纳762名受训者和团队领导人，可以提供睡觉的铺位。太空居住地从空间站和航天飞机设计理念获得灵感，以便增加每位受训者对于如何在太空生活和工作的理解。这个四层楼高的联合体外部由弯曲的金属板塑造，整个结构像一个圆柱体。六根平卧的管子――每根都比一个足球场还长――被分成六人“睡眠监测站”。这个设备还包括若干顾问室、一个护士监测站和一个可伸缩观察的天台观景台。
　　太空营的受训者们很快就学会了航天员用的简单必要的行话。浴室里贴上了“废水处理”的标签，而通往加热系统和空调系统的门上都贴着“生命支持系统”的标识。有一间船上医务室，甚至还有第一星际银行分行，在那儿，可以兑换他们的“绿背纸币”――太空营通用的“航天币”。如果你有什么问题，就可以去找“空间站指挥官”或居民管理员。
　　白天很早就开始了――早餐通常是早上六点钟，虽然晚上10点半查铺，但兴奋的情绪往往要持续到深夜。日常三餐在船上厨房享用，那儿也有快餐。而太空营的营员们都可以取“太空食品”样品，就好像为执行轨道和月球飞行任务的航天员包装的那样。
　　
　　太空营里的“太空训练”
　　
　　仿造在休斯敦的约翰逊航天中心的美国航宇局自己的航天员训练设备，训练在像巨穴一样的太空营训练中心开始。训练中心内部，密密麻麻摆放着飞行任务控制仪表板的实物大模型，连同模拟发射、飞行和返回的任务控制的电脑监测；一个空间站指令舱内部的实物大模型、一个宇宙空间实验室内部的实物大模型、还有五个不同尺寸和复杂程度的航天飞机模拟装置。所有五架航天飞机――名为阿特兰蒂斯、哥伦比亚、发现号、奋进号和挑战者号――都有和实物大小一样的实物大模型，包括航天飞机驾驶员座舱和在荧屏上显示计算机生成的图像。其中有一个模拟装置还有一个和实际载荷一样的货舱，带有一个遥控臂，就像过去常常用来发射和回收人造卫星的那种。此外，驾驶员座舱安装在一个水压基座上，以便它们可以移动、翻转、倾斜和向前抛出，来模拟航天飞机发射、回收和着陆的体验。
　　还有几个装置也安放在训练中心，是航天员训练中用来模拟航天员在起飞、零重力期间、返回和着陆时所遇到的情况。例如，多轴训练模拟装置就首次用于水星计划，该计划于1958年开始，目的是要学会如何重新控制返回地球大气层翻滚的宇宙飞船。这个模拟装置有三个类似大呼啦圈的环，绕着三根套在同一个重力中心上面的轴旋转。受训者被皮带捆在中央的座位上开始旋转，并学会如何使自己适应，以便能够控制住模拟装置，使它停止旋转。
　　另一个模拟装置，曾被用于双子星座计划的航天员训练，这个模拟装置叫做五级自由训练者。它给受训者好像在太空失重环境中行走和工作的感觉。受训者被绑在一把椅子上，椅子连接在一个三角架上，三角架释放出噼啪作响的空气。受训者可以前后左右地移动，甚至纵向或横向地旋转翻滚。
　　仿造曾用于阿波罗计划中的一种模拟装置的，还有一种设备叫微重力训练椅，用来体验在月球上漫步的感觉。在月球上，人们的重量仅为地球上重量的六分之一，而这种微重力椅就是模拟这种环境的。一个看起来像是把背包和椅子合在一起的设备，被绑在一个弹簧和一个吊升机械上，弹簧和吊升机械又依次绑在一根从天花板上垂下的缆绳上。弹簧、吊升机械和缆绳调节了坐在这个设备上的人的重量，所以，受训者就能够推离地板，并且以他们在月球上所能跳跃的巨大步幅，在训练中心四处跳跃。
　　在模拟装置上训练、制作火箭、观看电影，以及听演讲，等等，都是为了那个最重要的时刻――一次模拟的太空飞行任务。这次任务要使用除美国航宇局航天员训练设施之外的一些最精确最细致的航天飞机实物大模型。
　　参加太空营的受训者分成两组，一组是任务控制，另一组是机组人员。他们要进行持续一小时的任务，准备好的“剧本”要把他们从倒数计秒带到轨道运行，然后登陆。模拟任务顾问设计问题来挑战同学们的新知识。参加航空学院一级班的人有机会转换角色，可以轮流参加两个组的活动。
　　航空学院二级班受训者要经历的模拟任务就严酷多了，任务持续24小时，期间每个人的睡眠时间不足6小时。模拟任务顾问，出其不意地给受训者提出难题。比如，如果一位任务控制组的成员不警觉，他可能就不会注意到飞行器驾驶员座舱里的舱压正在可怕地下降，任务正陷入绝境。这种任务通常包括人造卫星的发射和维修，机组人员也可以像一级班里那样互换角色。
　　
　　影响深远
　　
　　有趣吗?的确。“太空营帮助我为将来作了更充分的准备，”来自印第安纳波利斯的七年级学生，12岁的查得.布伦顿说。“我学到了很多东西，而且是在快乐和兴奋中学习的，”完成了航空学院一级班的布伦顿，似乎看见自己正在成为一名商务飞机的飞行员，或者一名航天飞机的指挥官。在亨茨维尔一周后，他进一步思考了这次训练的意义：“我在那儿交了许多新朋友，因为每个人都和我有同样的爱好。我们分成不同的小组，为获奖而竞争，非常有趣。竞争使我更加努力去做我想要做的人――第一个登陆火星的人。”
　　16岁的高二学生简・索伦伯格参加了航空学院二级班，参加这个班的目的就是要成为一名航天员。“我要到太空去，”她干脆地说，“我是非常认真的。”训练周结束时，索伦伯格从这个学院毕业，她有了一种全新的认识。太空营的培训带给她的，就是使她能够去实现自己的目标。“在这儿，你看到了竞争，”她说，“你发现有谁也想要你的工作。我很沮丧地得知，有数千人在申请成为一名航天员，但只有几个名额。但是，”她乐观地补充道，“我认为很多人并不具备我那样浓厚的兴趣，或者说像我那样执着。”
　　太空营虽然提供了一个模拟的学习环境，但不可能解决美国一般学生中提高科学素养的主要问题。大多数太空营和学院学生部是班里的尖子生。他们可能是学校数学或者辩论队的成员，学校乐队成员或者参加了学校体育运动。中心主任巴克比说，“来这儿的学生都是学校里最忙的孩子。”
　　除了在太空营受训的孩子们外，还有很多没有机会受训的孩子通过他们在太空营受训的老师，学会了以全新的方式去看待自然科学和数学。在亨茨维尔，二月一周和六、七、八三个月中，航空学院和阿拉巴马大学才会合作举办了教师太空营。在为期五天的训练中，教师们接触到了各种航天科学学科，包括天文学、全息摄影术和光学，火箭技术和推进原理，以及空间生物学，从而获得了空间技术领域最新的第一手得来的信息。老师们学到了+几个极富创意的活动和实验用于他们的课堂教学。空间科学技术和空间历史领域的居领导地位的专家们给他们做了十几场演讲。整个课程提供了大约40小时精湛的课堂教学、实验室操作和训练，同时，老师们还获得了亨茨维尔阿拉巴马大学三个学分。
　　太空营年轻的毕业生里，只有很小比例的人可能成为航天员。为太空营策划这个项目的管理人员和教育者们，包括美国航宇局代表、课堂老师和经验丰富的航天员在内的委员会都明白这一点。但他们认为，学生们一旦有了恰当的动机并且知道他们为什么必须掌握自然科学和数学，就可以运用这个基础，把自己带入自己选择的领域。