羅瑪．艾葛拉瓦／泵浦：細小發明如何成為現代文明的重要推手？

在太空漂浮了十二分鐘之後，阿列克謝．列昂諾夫（Alexei Leonov）發現出了問題。他的太空衣會把空氣輸送到頭盔裡供他呼吸，也把空氣輸送到身體四周，產生壓力，可是當他離開上升二號，進入太空真空時，他的太空衣竟膨脹到變形，就像一顆充氣過度的氣球。（在這之前從來沒有人進入過太空，所以沒有人明確知道太空衣的功能表現如何。）他的雙腳從連身的靴子裡滑出來，手指也離開了手套。現在該是重新進艙的時候了，但他得先把腳滑進一個比公用電話亭小一點的空間裡，偏偏他的四肢完全碰不到太空衣，列昂諾夫根本抓不到那條將他和太空船連在一起的繫繩，而且他的維生系統只剩下四十分鐘。

列昂諾夫沒有通知任務管控中心，他費力地把手動閥門打開，將空氣釋放掉一半左右。過程中每個小動作都要耗掉大量的體力，而且他感覺自己的體溫正危險地升高。但這個方法奏效了，他將空氣排洩到手腳足以靈活活動的程度，並以頭先進去的方式將自己拉進艙內。這時，列昂諾夫已經汗流浹背，靴子裡的汗水滿到了膝蓋處。他嚴重脫水、筋疲力竭，才半個小時，體重就少了約六公斤。儘管如此，1965年3月18日，阿列克謝．列昂諾夫卻是人類有史以來第一個在太空漫步的人。四年後，尼爾．阿姆斯壯（Neil Armstrong）成為第一個踏上月球的人，發表了那段觸動人心的「一小步」演說。至於列昂諾夫呈交給總部的經歷報告就顯得一板一眼了：「若是有配備特殊的太空衣，人類是可以在外太空中存活和工作。謝謝大家。」

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泵浦是太空衣裡不可或缺的一部分，使人類得以在太空這種極端環境裡存活下來。太空衣有兩種主要類型：一種是在太空船發射和重返大氣層時在太空船裡穿的，另一種是用來太空漫步的──航太總署稱之為艙外活動，有一點像列昂諾夫做過的那種活動，只是沒那麼誇張。艙外活動時所穿的太空衣稱為艙外行動裝置（Extravehicular Mobility Unit，EMU）。在這兩種太空衣裡頭，氧氣的輸送都至關重要，才能讓太空人呼吸。可是EMU必須有更多的功能，因為我們的身體是為了生活在地球大氣層的重量和壓力下而設計的，如果把我們射進太空裡，就得應付完全不同的物理原理。

我們都知道太空是真空的，如果你暴露在缺氧的環境裡，組成你身體的液體就會開始化成氣體，使身體快速膨脹和冷卻，肺臟的空氣也會被抽乾，導致窒息。但這還不是唯一恐怖的地方，長期曝露在未經過濾的輻射下，器官會被煮熟，而且以驚人速度在太空裡穿梭來去的塵埃和碎片會像子彈一樣射穿你。在此同時，太空漫步使身體得承受攝氏負一百五十度到一百二十度以上的極端溫差。因此，EMU太空衣其實就是一種迷你太空船，為人類提供活命和工作所需的一切。

典型的太空衣有三層主要部件：最外層可保護人體免受氣溫變化和隕石微粒的傷害；下面一層是約束層，以多層材料縫製而成，等於提供了太空衣的架構，防止它在真空環境裡膨脹；最裡層是氣囊襯裡，以尼龍製成，並塗上一種塑料，完全不透氣，以防止任何空氣或水汽從太空人的身體往外發散。氧氣是從頭盔後面的壓力艙被輸送進氣囊襯裡和頭盔裡面，氧氣會先覆蓋臉部以除去呼出的二氧化碳，再包覆全身，然後流向四肢末端，一路吸收排汗產生的水汽。這個泵浦會確保太空人能夠呼吸，並且讓他們全身上下都分配到足夠的壓力。

不過對我來說，泵浦更令人驚豔的一點體現在它的另一個用途上。列昂諾夫的汗水之所以直接流進他的靴子裡，是因為他的太空衣為了保護他的身體免於輻射、溫度的極端變化，以及隕石微粒，所以用多層材料製成。但是在為阿波羅號登陸月球的任務設計EMU時，NASA希望能避免遇到同樣的問題，有不同作法。

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1967年，專門製作束腰和胸罩的Playtex工業部門，靠著自己的經驗創造出一款幾乎全用織物製成的太空衣。他們找來一名員工穿上原型樣品，然後拍攝他在當地一家高中操場上跑步、踢球和投擲橄欖球的畫面，最後拿到了合約，原本負責縫製胸罩的女裁縫被交付了全新任務。（穿過她們縫製的太空衣的太空人都曾向這些女性親自致謝。在一次紀念登陸月球五十周年的訪談中，當年負責裁片的莉莉．艾略特回憶當太空人步下梯子，她整顆心都快從她嗓子裡跳出來。當多數人對人類的「一大步」深感敬畏時，莉莉只希望太空衣的縫線不會裂開。）

每件太空衣皆是為它的穿戴者訂做的，裁縫師利用當時來說極為普通的縫紉機悉心縫製二十一層薄如輕紗的布料，容許偏差只有六十四分之一英寸，且這項任務是沒有任何機器協助的。儘管這些布料層為穿戴者的活動提供了一些靈活度，同時能保護穿戴者，可是它們也會累積體熱，以及穿戴者後背包裡包括氧氣在內的維生系統所產生的熱。第二個泵浦就是在這裡發揮作用，為了消除這些熱氣，工程師設計了另外一件穿在太空衣裡面的衣服，稱為液體冷卻通風衣（Liquid Cooling and Ventilation Garment，LCVG），看上去很像是嬰兒穿的連身衣。

LCVG是一件合身的彈性緊身衣，有超過九十公尺長的小管路被織在裡頭。後背包裡的離心泵（類似裝在草坪上灑水的那種泵浦），會把冷卻水從小水箱裡推送進這些小管路，以確保體溫維持在正常範圍內。當太空人移動和從事體力活動時，可能會有脫水或過熱的危險，這個泵浦會負責把溫水送回背包，加以冷卻再重新循環。

工程方案往往會在其他意料之外的領域裡找到自己的用途，就像輪子從製陶轉移到運輸那樣。離心泵在十五世紀文藝復興時期藝術家兼建築師弗朗西斯科．迪．喬治．馬丁尼的一篇專題論文裡，被當成很有潛力的泥漿起重機來首度概略說明，後來在1689年被丹尼斯．帕潘研發出來作為排水之用。我很好奇這些遠見之士是否曾經想過，他們的成果有一天會變得對人類的太空飛行至關重要。

●摘自臉譜出版《小零件改變大世界》