汤姆·琼斯，NASA资深宇航员，飞行员、行星科学家、作家。他曾在NASA供职11年以上，参与过4次太空任务。在zui后一次飞行任务中进行了3次太空行走，完成了美国“命运号”实验室与国际空间站的安装连接工作。他共在太空中工作、生活了33天。
　　琼斯博士获得的荣誉包括NASA杰出服务勋章、四枚NASA太空飞行勋章、NASA优异服务奖、NASA杰出领导力勋章、NASA优异公共服务奖等奖项。小行星带的1082号“汤姆·琼斯星”就是以他的名字命名的。
　　他的另一本书《行走在天空中：一位宇航员的回忆》，被《华尔街日报》列为“五本太空题材书籍”之一。他经常为《史密斯航空航天杂志》《美国宇航》《大众机械》《AOPA飞行员》等杂志撰写文章。
　　他也经常向世界各地的听众发表演讲，也时常出现在电视和广播节目中，为大众带来太空飞行和科学方面的专业知识。

　　地球上的人绝大部分都不可能进入太空，但几乎所有人都想知道太空是什么样子。有25年太空飞行训练、咨询、写作、演讲经验的NASA资深宇航员能回答你的问题。
　　飞往太空的旅程很难受吗？
　　宇航服为什么是橙色的？
　　太空能看到中国的长城吗？
　　火箭为什么能在真空环境下提供推力？
　　飞船里的火是什么样的？
　　宇航员在太空中会觉得拥挤吗？
　　太空行走时如果安全绳脱落了怎么办？
　　返回地球时你看到了什么？
　　这是一本宇航员写的关于太空飞行的百科问答书。汤姆·琼斯的回答，专业经验融合着风趣幽默，内容丰富、引人入胜，从新宇航员培训，到飞船发射时的身体感受，从火箭进入轨道到太空行走，仿佛让人感觉自己亲身体验过太空旅行，甚至能激发起自己探索太空的冲动。这本所有读者来说都是一种乐趣，尤其是对太空探索充满梦想的年轻人。

　　什么是发射窗口？为什么执行国际空间站任务的飞船发射窗口都如此短暂？
　　要跟轨道上运行的物体（例如ISS或者月球）对接，我们必须详细计划飞船的发射时间，让它的轨迹与目标的轨迹契合，才能成功完成对接或者登陆。
　　如果想发射一艘飞船与轨道上的ISS对接，发射控制者必须等待地球自转，使发射台正好位于空间站的轨道下方。这样的时机通常只有几分钟甚至几秒，具体取决于飞船的转向能力和矫正发射时间误差的能力。这短暂的时机就是我们所说的“发射窗口”。如果天气很差，或者飞船、推进器突发故障，导致我们无法在窗口时间内完成发射，那么任务就必须延期，等待下一次合适的时机。
　　我乘坐“亚特兰蒂斯号”飞往ISS执行任务的那次，发射窗口只有5分钟。
　　最后几秒倒数的时候，突然出现了一个小小的技术故障，发射不得不推迟了2分钟，当时所有人都捏了一把汗。不过谢天谢地，我们还是等到了最终的发射指令——我们成功抓住了这个窗口！
　　发射会损坏发射台吗？
　　火箭起飞时的推力高达318万千克力，肯尼迪航天中心的发射台不可避免地会受到一些损伤。发射台上的油漆会烧焦剥落，强大的推力会压裂钢板，有时候就连火焰隔离槽（发动机下方留出的深槽）里的防火砖也会崩裂，飞到离栅栏几百米外的地方。
　　为了冷却发射台，降低震耳欲聋的噪声，附近的水塔每分钟要把340万升水送入发射台周围的喷嘴。为了吸收推进器点火的部分冲击力，两个推进器喷嘴下方各挂着一个红色的塑料“水床”。我曾参观过火箭升空后的发射台，就连近500米外的锁链里都嵌着红色的塑料碎片。
　　深空探索任务将采用新的太空发射系统（SLS）发射升空，SLS的移动发射平台也采用了类似的防护技术。
　　航天飞机的宇航服为什么是橙色的？
　　宇航服选择“国际通用的橙色”，主要是出于安全方面的考虑。橙色十分显眼，如果宇航员漂浮在蓝色、绿色或灰色的海面上，救援队能够更轻松地找到宇航员的下落。为了增加识别度，加压宇航服的白色头盔外还有一层明亮的白色反光胶带。宇航员左右两侧的前臂上佩戴着化学发光棒，可以清晰地显示在直升机驾驶员的夜视眼镜上。未来，在近水区域发射或着陆的宇航员可能也会穿上橙色的宇航服，这同样是为了方便救援。
　　你们在太空中是怎么发电的呢？
　　在太空中，要维持船员的生存和实验设备的运转，电力至关重要。我们从地球上带去的电池可以供电，但它们实在太沉，而且不充电的话只能用几天。不过太空中的太阳能十分充沛，所以空间站配备了巨大的太阳能电池阵列。
　　ISS上的太阳能板表面积有大约4000平方米，它们能提供75~90千瓦的电能，可以维持空间站运转、给电池充电——要知道，空间站每绕轨一圈都有大约45分钟时间晒不到太阳，这时候只能依靠电池提供能量。
　　“双子号”飞船、“阿波罗号”飞船和航天飞机都靠燃料电池提供电能，这种电池能把储存的氧和氢转化为电和水。有的行星探测器离太阳的距离太远，难以利用太阳能，所以它们会利用放射性钚产生的热量来发电。未来的火星往返飞船可能会使用核反应堆来供电。
　　自由落体状态下的宇航员如何称量自己的体重？
　　在自由落体状态下，宇航员的体重实际上应该是零，但他的质量却不会改变。在太空中称出质量后，他们就能算出自己在地球上的体重应该是多少。随船医生会要求宇航员定期称量体重，以确保他们在国际空间站停留的6个月中身体健康、饮食正常。
　　空间站上有一台名叫“空间线性加速度测量设备”（SLAMMD）的仪器，宇航员可以用它来测量体重。SLAMMD的运作原理是牛顿第二运动定律（F=ma），它通过两根弹簧向宇航员施加已知大小的力，然后测量由此造成的加速度，最终算出宇航员的质量，误差在250克以内。俄罗斯也有一种测量体重的设备，宇航员可以站在一个类似弹簧单高跷的平台上来回摇晃，仪器就会测出你的质量。
　　你们在太空中怎么上厕所？
　　我还以为你们不会问呢！在地球上的卫生间里，重力会让你排出的东西去往它该去的地方。可是在国际空间站的失重环境里，工程师只能用气流来代替重力。
　　厕所里装着专门的电扇，它制造的气流会带走尿液和你排出的固体废物。宇航员可以扳动开关，打开厕所里的风扇，然后在真空管上插一个漏斗，并用漏斗靠近自己的身体。尿液会被气流冲入漏斗，汇集到一个储存罐里。
　　宇航员可以用脚指头钩住地板上的扶手，悬停在厕所座位上方。空气从座位下流过，冲走固体废物。每次用完厕所以后，所有的排泄物、清洁用品和卫生手套都会被装入垃圾袋密封起来，放进座位下面的一个桶里。然后宇航员会清理座椅和垃圾桶口，套上新的袋子，以便下一个人使用。用过的消毒湿纸巾会被扔到另一个垃圾袋里。
　　尿液会暂时存放在一个中转罐里，然后流入水回收系统，转化成干净的饮用水。维生系统会将部分回收的水转化成可呼吸的氧气。厕所座位下面的垃圾桶装满以后，宇航员会取出装固体废物的垃圾袋，把它和其他垃圾一起装入空的货运飞船。离开国际空间站以后，无人货运飞船会点燃制动火箭，再次进入大气层，在高空中烧毁，垃圾也会一起被焚化。
　　如果下次你看到天空中有一颗流星划过，请不要忘记——它可能是来自宇航员的礼物！
　　太空中能用手机吗？如果不能的话，你们怎么给家里打电话呢？
　　手机的能量不够大，所以在离地389千米的太空中，我们无法通过地面的移动信号站收发信号。ISS和任务控制中心通过36022千米轨道上的对地同步通信卫星传输无线电信号和视频信号。在90分钟的公转周期里，ISS大约有10分钟时间处于对地通信盲区，因为地球挡住了卫星信号。
　　通过这些卫星，ISS上的宇航员可以用笔记本电脑上的网络语音电话软件（VOIP，类似Skype）与地球保持联系，比如说给家人、朋友或者NASA的同事打电话。我曾在“亚特兰蒂斯号”航天飞机上用这种软件打电话回家，通话效果很棒。
　　今天，空间站上的宇航员还可以利用无线电信号与任务控制中心通话、发送电子邮件、更新脸书页面、发推特消息。
　　国际空间站的工具箱里有哪些东西？
　　国际空间站上的工具箱井井有条，包罗万象，我们可以说，喜欢自己动手的人梦寐以求的就是这样的工具箱。工具箱里的物品包括各种各样的钳子、工具套筒组件（有英制的也有公制的）、各种套筒、检验镜、卷尺、铁皮剪、无线电钻、各种钻头、无弹力安装锤（它在自由落体状态下也不会发生反弹）、撬棍、光纤孔探仪、各种扭矩扳手、各种螺丝刀、各种套筒扳手、电动骨锯、弓锯、各种镊子、电动剥离器、剪线钳、各种夹具、长柄钳、金属锉刀、凿子、电动磨条、活动扳手、手电筒、头灯、护目镜、电工胶带和万用表。
　　工具箱里没有气泡水平仪——别忘了，自由落体环境中无所谓上下。目前，ISS的宇航员已经开始尝试用空间站上的3D打印机制造自己需要的新工具。哦——由于牛皮胶布实在太常用，我们有个专门的储藏柜来装它。
　　宇航员在国际空间站外进行太空行走的时候为什么不会掉下去？
　　和空间站一样，执行太空行走任务的宇航员也绕着地球做自由落体运动。
　　在地球引力的作用下，空间站和宇航员以同样的速度一起坠落。宇航员和ISS一起以每秒8千米的速度飞行，只要没有足够大的外力，他们就不会分开。从本质上说，太空行走者与空间站同步运动，即便他或她松开扶手，这样的运动状态也会一直保持下去。
　　在ISS外部工作时，我没有感觉到自己是在坠落；恰恰相反，我觉得自己正乘着一艘坚固稳当的大船绕地球航行。虽然我能看见地球在脚下运动，但却体会不到速度感。真空中没有耳畔掠过的风声，空间站在太空中行进也不会带起一股股涡流。我脑子里知道自己正在以每小时28350千米的速度运动，但眼睛和耳朵却告诉我，我和触手可及的空间站一起静静地飘浮在太空中。
　　宇航员在太空中面临的最大风险是什么？
　　发射失败是个非常严重的风险。从工程学的角度来说，研发一种能够克服地球引力的可靠火箭推进器并将它安全地送上太空，这是个莫大的挑战。一旦火箭出了问题，保证船员安全着陆的逃生系统至关重要。
　　进入太空以后，宇航员又将面临其他风险。太空垃圾和微流星体可能击中飞船造成空气泄漏。如果狭窄的船舱内发生火灾，氧气很快就会耗尽，船员也可能吸入有毒的烟雾。来自冷却系统的有毒气体可能渗入船舱甚至污染宇航服。对接失败可能导致飞船相撞、船舱破裂。而在未来的深空长期探索任务中，宇航员需要长时间生活在自由落体状态下，时刻经受辐射的洗礼，这些因素都会影响他们的健康。
　　最后，飞船再入大气层的时速高达28350千米以上，一旦隔热罩失效，整艘飞船可能会直接烧毁。因此，我们必须确保隔热罩不出问题。
　　……

引言/1
1向往太空/3
2升空特训/10
3进入太空/30
4太空飞船/48
5太空求生/69
6太空生活/82
7太空工作/106
8太空行走/117
9空中风险/140
10瞭望太空/155
11离开太空/170
12回到地球/183
13探索太空和行星/193
14大爆炸与黑洞：探索宇宙/220
15你在太空中的未来/228
致谢/249