宇航员穿着内裤总让人觉得不安。他是美国英雄，是偶像。他居住在教皇和国王的崇高领域。你期望在游行和CNN报道中看到他。你不会期望看到他穿着他的恒温内衣。
这位未着装的宇航员是克里斯·哈德菲尔德，一位38岁的加拿大前工程师和战斗机飞行员。他穿着内衣站在那里，因为他需要帮助穿衣服。如果你即将穿上250磅重的宇航服，你也会需要。这件宇航服将用于NASA中性浮力水箱的水下训练课程，该水箱是休斯顿约翰逊航天中心索尼·卡特训练设施的一部分。（它包含620万加仑水，所以称之为“水箱”有些轻描淡写。公共事务办公室用圣经般的语言描述：“它花了三天三夜才注满。”）
这个水箱，正式名称为中性浮力实验室（NBL），是NASA对外太空引力的模拟。穿着宇航服在水池中漂浮是宇航员训练在太空中穿着宇航服漂浮的一种方式，他们将在即将到来的国际空间站（ISS）建设期间进行前所未有的长时间漂浮。空间站太大，无法完全组装成一个整体发射。相反，将发射100多件部件，然后在太空中一件一件地组装起来，就像一个极其复杂的积木玩具。ISS宇航员预计将花费1100小时在开放空间组装飞行器。（NASA对太空行走称之为舱外活动，或EVA。）这比迄今为止所有美国太空任务的总舱外活动时间多出两倍多。
水箱必须足够大，以便国际空间站部件的模拟件——宇航员在其上排练外太空建造任务——能够完全浸没。在20世纪70年代（当前水箱建于1996年）建造第一个NBL之前，舱外活动排练是在巴哈马群岛的一个泻湖中的海洋中进行的，NASA工作人员对此充满了怀旧之情。今天上午的训练是在空间站桁架部分的等比例模型上进行的，这是一个由纵横交错的工字梁组成的350英尺长的猫抓架，将作为空间站的主要支撑结构。
哈德菲尔德在太空中的主要任务将是展开并安装国际空间站60英尺长的机械臂——一种遥控助手，旨在沿着空间站外部缓慢移动，搬运笨重物品并进行简单的连接。任何复杂或精细的任务仍将由进行太空行走的宇航员完成。正如哈德菲尔德所说：“这就像在地球上一样。有些事情你可以用反铲挖掘机完成，有些事情你需要扳手。”
或者，更可能是带反向驱动的扭矩倍增器和刺刀探头。在零重力下，即使是最简单的任务也会变得复杂。哈德菲尔德举了一个更换保险丝的例子。在地球上，如果电流过大，保险丝会发热熔断，重力会将熔化的微小部分拉出，从而中断电流。“在太空中，它会熔化，但熔滴不会流到任何地方，所以电流会继续流动，直到它真正把保险丝烧沸。”
在太空中，仅仅穿上工作服就需要一个小时。你有恒温内衣、液体冷却和通风服、靴子尺码衬垫、下半身组件、手臂组件和硬质上半身、可单独调节手指的手套、生物仪器系统、通信组件和头盔。哈德菲尔德已经穿上了他的下半身组件，它正平放在池边的毛巾上。它蓬松洁白，不像普通的裤子那样平躺着，而是看起来里面已经有了腿：就像一个被锯木机切过的皮尔斯伯里面团娃娃。
宇航服的上半部分，即硬质上躯干，装有生命维持系统、紧急喷气推进装置以及计算机化显示和控制模块。它更像是穿戴一座小型建筑物，而不是一件衣物。想象一只乌龟不知何故从壳里出来，现在必须再钻进去。哈德菲尔德蹲在该物体下方，向上猛冲，进行了一次短暂的呼啦圈式操作，最终他的头和手指从适当的开口中伸出来。
需要两个人才能拉上宇航员的裤子。他们将一对L形裁缝抓钩——“穿衣把手”——连接到腰环的两侧，然后像橄榄球线锋对抗阻挡雪橇一样，面带 grimace 地使劲拉。宇航服两个半部分的金属边缘咔嗒一声合上，就像一个法贝热彩蛋。
接下来的七个小时，他们都将保持这种状态。哈德菲尔德所需的一切都在他的宇航服上或里面。他的前面系着一个小型工具和系绳工作站，哈德菲尔德称之为他的“蝙蝠侠多功能腰带”。他嘴边的一个塑料管连接着一个舱内饮水袋（In-suit Drink Bag），有21盎司或32盎司（大号饮料）型号可选。如果他们愿意，宇航员可以带一根食物棒，但在宇航服中进食的复杂性让许多人放弃了。哈德菲尔德说：“头盔就像一个封闭的房间，你唯一的工具就是你的嘴唇和牙齿。”水果棒固定在宇航员的脸旁边，他只需转头就能咬一口。不幸的是，当水管漏水时（这几乎是常事），水果棒就会瓦解。“你最终会弄得满脸和面罩都是黏糊糊的东西，而且你对此束手无策。”
洗手间也在宇航服里。当穿上裤子需要45分钟和两名助手时，你可没有时间上厕所。你会得到一个DACT，一次性吸收式收纳裤，容量为32液盎司，并有定向吸湿功能，将液体分散到外层。
“不，”工程师卢·卡法尼奥说。“他们现在用的是MAGs。那是‘最大吸收量衣物’的意思。它们和DACT类似，但……”
哈德菲尔德看到了我的眼神。“它们是尿布。”
宇航服安装的平台未针对哈德菲尔德的身高进行适当调整。他像挂在衣架上一样。双脚摆动，手套指向天空，他摆出一个假装英雄的姿势。“飞向无限，超越！”
仿佛回应哈德菲尔德的姿势，一架起重机转向我们。当你穿着250磅重、价值1000万美元的装备时，你不会愉快地跳入泳池。你被绑在一个平台上，然后由起重机缓慢而戏剧性地放下，就像詹姆斯·邦德在食人鱼水箱上方一样。一寸一寸地，哈德菲尔德消失在“洁净蓝”的水中，直到水面上只剩下他的头盔和右手套，挥手“再见”。
今天早上，宇航员罗伯特·柯比姆和几位潜水助手加入了哈德菲尔德的水箱训练。潜水员将宇航员从水池底部的边缘推到工作地点。他们现在下潜了40英尺，由于水池的超大尺寸，他们被缩小到蝌蚪般的大小。它的面积是奥运泳池的两倍，深度是奥运泳池的六七倍。（下班后游泳是严格禁止的。自从二月份一个喝醉了的贵宾参观者纵身跳入水中以来，池边安保特别严格。）
一旦抵达桁架，宇航员们就得靠自己了。习惯在零重力环境下在飞船外部 manoeuvring 是 NBL 工作的主要目标之一，多年来也证明是舱外活动的最大挑战之一。更生动的例子出现在早期太空飞行的报告中，那时宇航员还没有学会用行话掩饰他们的焦虑。
1965年3月18日，东方2号，阿列克谢·列昂诺夫，然后……当他转身关闭外舱门时，他卡住了。医生报告说列昂诺夫差点中暑，列昂诺夫说他“汗流到膝盖”，所以他移动时宇航服里哗哗作响。
1966年6月5日，双子座9号扶手、魔术贴垫和脚环约束未能帮助 [尤金·塞尔南] 控制他的动作。“我把50%的工作量都花在了保持位置上。”他挣扎时，弄断了一根实验天线……并撕裂了宇航服的外层。他的努力超出了（宇航服）排出湿气的能力，导致他的面罩起雾，使他失明。
1966年7月20日，双子座10号“我松开扶手片刻，重新调整袖子，然后再次抓住扶手，”迈克尔·柯林斯写道。“在这个过程中，我猛烈地摇摆，撞到飞船侧面……双子座的姿态控制系统……通过点火推进器来应对这种不必要的运动。”
问题的核心是扭矩。哈德菲尔德这样描述：“比如说你想和我掰手腕。你可以产生必要的扭矩，因为你的身体坐在椅子上，双脚踩在地上。在太空中，你的身体只会向上旋转。”想象一下试图拧紧螺栓。宇航员和螺栓一样容易旋转。美国宇航局很快就认识到扶手和约束装置的重要性。国际空间站的扶手比养老院还多。在空间站外部，扶手之间的最大距离允许为24英寸。魔术贴已被身体约束扭矩取代；脚环已被APFRS，即铰接式便携脚部约束器取代。
便携式有些夸大其词。一个APFR的便携性就像手提钻一样。一旦你把它搬到你的工作地点，你必须把它夹紧；设置你所需位置的俯仰、偏航和滚动；然后把你的米其林人脚塞进去。你还没开始工作就累坏了。
哈德菲尔德现在正在设置一个APFR，为今天的主要任务R&R做准备。NASA的R&R与我们所知的R&R不同。在这种情况下，R代表拆除（removal）和更换（replacement）。在空间站上，一切都以易于更换为目标。你不能像航天飞机那样把损坏的部件带回家修理。你必须在太空中处理它。当你需要修理空间站外部的部件时，最安全、最经济有效的方法就是简单地更换它。NASA无法为空间站外部的每个部件都进行NBL排练。幸运的是，多达70%的R&R可以通过机械臂完成。至于另外30%，宇航员们尽可能地进行排练，其余的就只能祈祷了。“我们什么都不做，只希望一切顺利，”哈德菲尔德说，“或者我们可以花费数十亿美元，试图搞定每一个细节。或者我们可以做我们正在做的，那就是取中间路线。”
目标是消除未知数。事情不可避免地会出错，但希望宇航员知道如何应对。哈德菲尔德举了阿波罗13号爆炸的例子。“这当然不是他们预料到的事情，但他们曾经模拟过一次。有人说过，‘如果发生这种情况，我们该怎么办？’所以他们有所借鉴。这就是为什么我花250小时在水池里为这次飞行做准备。”
与哈德菲尔德交谈，很快就会感觉到，当宇航员——即使是比他之前大多数宇航员在太空停留时间更长的宇航员——也是一项脚踏实地的努力。“我不是以太空飞行谋生，”他说。“我当宇航员六年了，在太空待了八天。最后那些太空任务，就像一次全面的口试。”
“重要的是准备工作。我们开会时会说，‘好的，今天我们来看看天线系统。’你会在脑海中一遍又一遍地想象什么会坏，会产生什么影响，你会把它存放在哪里。你会尽可能多地去看看真实的硬件。你会去泳池。你尝试所有你认为可能奏效的方法，然后发现自己为什么错了。希望最后，你会得到像上次哈勃飞行那样的结果，看起来非常简单。”
此时此刻，这看起来一点也不简单。这看起来像一场胡迪尼的特技表演。柯比姆正试图更换一个应变计，一个方盒子般的金属单元，用于监测桁架上的张力。他全身弯曲倒立，双脚夹在一个APFR中，一个系着绳索的电动扳手正在敲打他的头盔面罩。“我能说点什么吗？”宇航员通过耳机与测试指挥员斯蒂芬·史密斯交流，史密斯在水池楼上的一排视频监控器上观察他们。“这个姿势不太好。”
“好的，”史密斯说。“平移回到22号狐步手扶栏。”毫无疑问，就像NASA把尿布叫做“最大吸收量衣物”一样，移动被称为平移。“然后把那个电动工具停靠在工具箱上。”这个工具箱，实际上更像是一个箱子，放在一个便携式工作平台上，宇航员可以沿着桁架长度的轨道来回拉动它。
太空行走有点像攀岩，所有东西，尤其是你自己，都必须始终系牢或固定。如果你忘记系牢工具，它就会不见。你自己也是如此。与早期的舱外活动不同，国际空间站的太空行走将不需要宇航员与飞船相连的脐带。宇航服是独立的。（就像水下栖息地中的潜水员一样，宇航员配备了二氧化碳洗涤器，可以从空气中去除二氧化碳，确保持续供应氧气。）如果你忘记将自己系牢在飞船上，并且松手片刻，你就会漂向浩瀚的黑暗深处。直到你意识到发生了什么，那时你就会启动你的紧急SAFER——简化型舱外活动救援辅助装置——一个喷气推进的“快乐人”背包，它有足够的力量让你返回空间站。
最早的舱外活动没有这种紧急装置。如果脐带不知何故断裂了，那就无能为力了。苏联宇航员阿列克谢·列昂诺夫，第一个进入开放太空的人，最近透露他随身携带了一颗自杀药片，以备不时之需。（他没有透露他把它放在哪里，也没有透露他计划如何把它放进嘴里。）
柯比姆仍在努力固定他的电动扳手。“这些挂钩不太适合这个。”
“试试另一端。”“根本上不去。”你无法透过柯比姆的面罩看到里面的情况，但你对里面发生的事情了然于胸。“算了。我就让它 dangling 着。”
下一个要更换的部件是一个空调大小的盒子，名为MBSU-0001。这个缩写代表多路总线切换单元（Multi Bus Switching Unit）。似乎没有人确切知道它是什么。
“问戴夫·特里特，”斯蒂芬·史密斯说，他指的是一位舱外活动测试专家。“问波音的莱斯利，”戴夫·特里特说。
“它很大，也很重要，”波音公司的莱斯利说。
使这次拆卸和更换棘手的是将单元连接到其冷板冷却系统的耦合器。锋利的边缘使耦合器表面成为“禁触区域”，因为它很容易撕裂宇航员的加压手套和宇航服。
国际空间站将塞满冷却系统。这是因为在地球向阳面的环境温度将达到200度。即使在零下200度的阴凉处，设备也可能过热。因为没有空气，就没有对流，热空气不会上升让冷空气进入。热量只会停滞在那里，设备会变得越来越热，直到爆炸。所以你需要一个冷却系统——一个冷板、一个风扇、一个水系统。但水系统有它自己的问题。没有重力，很难让水从一个地方流到另一个地方。表面张力将其固定在管道内壁，所以你有一个里面有空气的水管。你可以泵水，但你必须除去所有空气，否则你的泵只会泵空气。什么都不容易。
下午1点。这些人从早上8点就一直在水箱里。柯比姆的注意力似乎正在下降。“我这里要用一个可伸缩的系绳。谁能去自助餐厅拿些三明治？”
哈德菲尔德打破了半小时的沉默。他正忙着重新定位工作平台，几乎完全被泡沫颗粒的旋转涡流遮住。“他们那里没有披萨吗？”
柯比姆被指示假装拧紧MBSU上的螺栓。这个电动工具实际上是一个低保真模型：形状和浮力相同，但像一个塑料费雪牌锤子一样毫无用处。柯比姆尽职尽责地拧着他想象中的螺丝。“嘿，不管他们给我拿什么三明治，我能要番茄和蛋黄酱吗？火鸡配奶酪、番茄和蛋黄酱会很棒。”
尽管NASA可能希望如此，但外太空并非一个巨大的游泳池。太空是真空；水箱则不是。水的粘性会产生阻力。因此，NBL并不能真正地传达在太空中移动重物的感觉。它也无法模拟零重力。宇航员可能漂浮着，但当他们倒立漂浮时，血液仍然会涌向头部。
在地球上有几种模拟失重的方法。自由落体到一个空矿井里是一种方法。美国宇航局确实采用这种技术来测试失重对各种设备的影响。对于宇航员和其他你不想掉进矿井里的东西，首选的方法是让他们乘坐大型飞机，以巨大的抛物线弧线盘旋飞行。
你可能听说过“呕吐彗星”。官方名称是KC-135失重飞行模拟器。KC-135的问题是宇航员一次只有大约25秒的失重状态。失重状态只存在于飞机在抛物线顶点倾斜时——那是电梯中负重力抵消正重力的那一刻的延长放大版。25秒内你做不了太多事情。你可以预先体验失重，预先体验空间运动病。拍几张照片。装满一个晕动不适袋。你无法练习打开一个60英尺长的机械臂。
为此，你需要穿过JSC场地修剪整齐的偏执狂（草坪上的松鼠；屋顶上的摄像头），来到九号楼，那是NASA虚拟现实模拟设施的所在地。在二楼一个杂乱的实验室里，VRsf经理大卫·霍曼创造了外太空。它就在角落里，以VR头盔和一块奇怪的悬浮盒子形式呈现，它的体积和金属光泽让人想起一个方形的啤酒桶。这个盒子像木偶一样由八根细线串着，每根线从它的八个角引向一个大型、细长的立方框架。这个盒子可以被编程，以模拟漂浮在太空中的物体的质量特性。当宇航员推拉它时，力传感器和扭矩传感器——通过计算机——会提示相应的电线收回，使盒子移动的距离和速度与在零重力下完全相同。
1997年捕获斯巴达卫星的宇航员曾在这个系统（名为KAMFR，即“动觉力反射应用”，如果你非要问的话）上进行训练。今天，这个盒子假装是一个580磅重的太阳能电池板，它是1999年将安装在哈勃望远镜上的新型改进型太阳能电池板的虚拟双胞胎。
霍曼把VR头盔递给我。那个桶从我的视野中消失了，取而代之的是一个复杂的橙色矩形物体，大小相当于一辆皮卡车的后斗。我用食指像超人一样让它移动起来。
停止它又是另一回事。太空中的物体没有任何重量，但它们仍然有质量和惯性。克服后者可能很棘手。我推得太用力，太阳能电池板优雅而无情地向右漂去。“哇！”霍曼说。“轻点，”另一个人补充道。我看到视野中有一个宇航员，但是——因为没有人使用第二个VR头盔——他只是漂浮在那里，看着我挣扎。霍曼走上前去帮忙将这个想象中的装置制服。
“你会很快学会不要太快地移动物体，”霍曼说。然后他问我是否想参观楼下的航天飞机模型，那里没有那么多价值数百万美元的虚拟现实小工具会损坏。
