火箭科学与艺术修复 | Discover Magazine

艺术修复师埃伦·巴克斯特感到困惑。在匹兹堡安迪·沃霍尔博物馆的一次晚间画展开幕后的第二天早上，她发现有人在沃霍尔的一幅旧画——《浴缸》——上留下了鲜红唇印。“我当时想，‘谁会去亲一个浴缸？’”巴克斯特说。“如果是亲沃霍尔的玛丽莲、猫王或杰姬的照片，我还能理解。但一个浴缸？”巴克斯特接着想，这幅画可能无法修复，因为沃霍尔没有在画作表面涂上保护性清漆。使用常规溶剂只会溶解口红，使其渗入下方粉状、多孔的画布，留下永久而难看的粉红色污渍。“这幅画非常粗糙，画面在广阔的背景上所占比例很小，”她说。“污渍依然显眼，作品仍然无法展出。”

在为修复问题苦思冥想了几个月后，巴克斯特和她的同事威廉·里尔得出结论，需要一位火箭科学家才能解决这个意外的唇印问题。事实上，需要两位火箭科学家。在美国艺术保护协会的一次年度会议上，来自克利夫兰NASA格伦研究中心的布鲁斯·班克斯和莎伦·米勒提出，他们开发的一项用于测试航天飞机外部材料的工艺，也能修复严重褪色的艺术品。由于没有其他选择，沃霍尔的《浴缸》只能被永久封存，巴克斯特和里尔迫切希望了解这项技术，但也怀疑它是否有效。其他许多艺术修复师也面临着艺术品被破坏或被烟熏损毁而积满灰尘的问题。“这些人除非走投无路，否则不会尝试新事物，”格伦中心的电物理学主管班克斯说。“如果他们能使用常规可靠的技术，他们就不会采用NASA这种奇特的技术。”

班克斯和米勒提出的太空时代解决方案是原子氧，这是三种天然存在的氧气类型之一。原子氧只存在于大气边缘或实验室可控条件下，它由单个原子组成。我们呼吸的氧气 O2 由成对的原子组成。O2 分子相对稳定，但在与其他分子结合时可以成为变化的媒介，这个过程称为氧化，产生如生锈、苹果变色和火灾等现象。而 O3，即臭氧，由三个原子的分子组成，是由 O2 与其他气体反应产生的。臭氧分子在大气层上层是福音，因为它们能吸收太阳辐射，但在地面则是一种祸害，它们是汽车和工业排放气体产生的有害副产品，对皮肤和肺部有毒性。

在大气层最远端，紫外线将 O2 分解成不稳定的原子氧，原子氧稀疏地扩散数千英里。“这些单个原子在那里很难重新结合成臭氧或 O2，”班克斯说。“它们就像沙漠里的人，互相碰不到，因为人太少了。”然而，一旦有机会，原子氧会迅速与其他未结合或弱结合的原子发生反应，例如太空站太阳能电池板的聚合物薄膜中的碳氢化合物。如果不加以保护，这些薄膜会在一年内分解成一氧化碳和二氧化碳气体。

班克斯和米勒在他们的实验室使用低压舱模拟轨道飞行器遇到的已知大气条件，然后将 O2 分解成原子氧，以测试各种聚合物和保护涂层的耐久性。与此同时，为了响应近年来NASA预算有限的规定，将太空技术用于民用，班克斯和米勒也经常与外部人士合作。例如，他们曾进行过商业资助的实验室测试，证明原子氧可以清除前灯内部的有机污染物，或对光纤探头尖端进行纹理处理。他们涉足艺术界源于一次电话。

一天，附近克利夫兰艺术博物馆的一位修复师肯尼斯·贝联系了格伦研究中心，寻求清理从当地圣阿尔班教堂火灾中抢救出来的两幅19世纪油画上的厚厚一层烟灰的建议。班克斯和米勒建议，原子氧可能非常适合修复这些画作，因为烟灰只是松散结合的碳氢化合物，而下方的金属氧化物颜料已经与氧原子充分结合，不会受到进一步的氧侵蚀。他们推测，使用原子氧将无需擦拭，甚至无需触摸干燥易碎的画布。但只有一个问题：这项技术从未在实际画作上进行过尝试。

为了验证他们的理论，班克斯和米勒在克利夫兰消防部门的培训设施进行了大规模的燃烧测试，消防员们欣然地烧毁了装饰着可报废油画的模拟客厅。然后，科学家们将这些被烟熏损的测试样品放入NASA实验室的低压舱中，并用原子氧进行轰击。正如预测的那样，原子氧与烟灰结合，产生了使它们从颜料表面分离的一氧化碳、二氧化碳和水蒸气。班克斯和米勒还欣喜地发现，原子氧并没有扰乱画布背面的一些炭笔标记。

“这基本上是一个视线内的清洁过程，”米勒说。“原子氧与它接触到的第一个物体发生反应。如果某个东西在角落里，它就不会受到影响。”

确信他们可以完全控制这个过程后，班克斯和米勒将圣阿尔班的画作装入了大气舱。渐渐地，颜色开始显现，然后是细节：一缕头发、精致的拱形眉毛、刺绣花卉的袖子、一串念珠，最后是整个画面。“这太 remarkable 了，”圣阿尔班的牧师鲍勃·威弗神父说。“颜色比以往任何时候都更鲜活，几十年来的污垢都随着烟灰被清除。我们现在可以看到珠宝和抹大拉的马利亚披风的花纹，这些细节在火灾发生前我们都没看到。”

被破坏的沃霍尔画作给班克斯和米勒带来了更大的挑战。首先，《浴缸》在公开市场上的价格可能高达数十万美元。尽管圣阿尔班的画作修复成功，但安迪·沃霍尔博物馆的修复师们仍然不愿意将画布放入大气舱，暴露在压力或湿度的变化中。于是，班克斯和米勒主动提出前往沃霍尔博物馆，使用手持设备对选定的区域应用原子氧。但在前往匹兹堡之前，还有更多的亲吻要做。巴克斯特寄送了一些薄涂颜料的画布到克利夫兰，在那里，俄亥俄航空研究所的实习生们涂上口红，亲吻了测试样品。一次又一次，原子氧与口红污渍中的碳氢化合物结合，并成功将其清除。

几周后，科学家们和修复师们聚集在附近的卡内基艺术博物馆的修复实验室进行最后一次测试。班克斯和米勒将他们的原子氧枪对准了绷紧并包裹在画框上的画布一部分的口红污渍。这个过程花了五个小时，但取得了完全的成功。第二天，班克斯和米勒带着设备再次返回，围着实际的唇印，而巴克斯特和里尔在一旁踱步。“他们工作得很慢，很小心，几乎是逐根画布纤维地检查，”里尔说。“尽管如此，我们还是很难站着不动。”

最后，班克斯和米勒退后一步，展示出唇印的一角消失了。就像一只鬼魅般的柴郡猫的微笑，唇印随着时间的推移越来越小，到了那天结束时，它已经消失了。“我们太高兴了，”里尔说。“这是一幅我们认为永远不会再公之于众的画作。这真是一次真正的胜利。”

成功鼓舞了班克斯和米勒进一步探索。他们目前正在进行测试，以确定原子氧是否能清除古代埃及墓室壁画中，由早已消失的居住者火焰留下的烟灰。他们还在对一幅在1958年纽约画廊火灾中被烧毁的著名艺术品——莫奈的《睡莲》——的一小块颜料进行实验。

即使原子氧继续取得令人印象深刻的结果，修复师们最有可能只在别无选择时，才将他们珍贵的杰作交给NASA科学家。就巴克斯特和里尔而言，他们已经有了所需的全部证据：《浴缸》又重新挂在了沃霍尔博物馆的墙上。不幸的是，他们已经有了另一个测试原子氧的机会。在一个巡回的沃霍尔展览中，有人用马克笔在两幅丽莎·明妮莉的画作上乱涂乱画。“我们很高兴有这项新技术来帮助我们，”巴克斯特疲惫地说。“但我们真希望人们不要再糟蹋我们的艺术品了。”