未来已来。当你离开影院,看完《2001:太空漫游》——有史以来最写实的科幻冒险电影——时,你会产生这种感觉。它巧妙地结合了令人惊叹的摄影技巧和科学事实,让你尽可能地体验太空旅行的真实感受。《2001》展现了一批新英雄的勇气,他们征服太空,殖民月球;也展现了死亡的悲伤,当一次救援任务失败,一名宇航员变成了环绕太阳的卫星。以下是摄影捕捉到的场景背后的引人入胜的科学背景——以及那些你没有看到、但却让这一切成为可能的神奇事物。
这部电影跨越了人类的黎明——通过一种革命性的新放映技术展示——一直到在外太空发现地外智慧生命。著名科学家、科幻小说家亚瑟·C·克拉克(Arthur C. Clarke)以及联合创作剧本的制片人、编剧兼导演斯坦利·库布里克(Stanley Kubrick)坚信,宇宙中存在着这种生命。观影结束时,你可能会被说服。
在上一部电影《奇爱博士》中,库布里克用一场核弹狂欢摧毁了一个疯狂的世界。在这里,他重塑了一个更好的世界,在那里,人类可以例行地往返月球。地球的天然卫星已经被殖民。孩子在那里出生,并不知道有其他家园。核能和高度发达的、近乎人类的计算机技术让一切皆有可能。
这一切为什么如此可信?
库布里克和他的团队进行了 painstaking 的研究,以确保他们在这部令人难以置信的电影中展示的一切,在 33 年后都能够实现。
招募科学家。五年前,他们采访了许多国家的顶尖科学家,以了解人类将探索太空多远以及如何到达那里。聘请了 NASA 旅行者计划的顾问来帮助创造宇宙飞船和布景。他们的建议由艺术总监托尼·马斯特斯(Tony Masters)在 MGM 英国工作室(电影拍摄地)塑造。马斯特斯在此项目中拥有 35 名布景设计师。
位于阿拉巴马州亨茨维尔的 NASA 马歇尔太空飞行中心(Marshall Space Flight Center)的科学家们帮助设计了《2001》中出现的六种宇宙飞船。克拉克预测,这些航天器将在未来几年内影响真实飞船的设计。
马斯特斯团队设计了一整套具有独特特征的飞船系统,为电影中的太空旅行者提供各种交通工具。著名的 NASA 顾问弗雷德里克·I·奥德韦(Frederick I. Ordway)说:“使用像今天那样一次性的廉价宇宙飞船是不行的。”因此,他们创造了理论上可以反复使用的飞行器。
这里将带你深入了解《2001》太空舰队的技术背景
猎户座(Orion)。它看起来更像一架航空飞机,而不是一枚火箭。这架载有 50 名乘客的班车将你从地球送往 200 英里高的轨道空间站。猎户座看起来像一架超音速喷气式飞机,其理念类似于 NASA 的 Dyna Soar 项目。你可以想象它比 X-15 大得多,从而了解它的能力。X-15 是一种超音速、高空实验飞机,可以进行改装,将其提升到地球大气层之外,就像猎户座一样。
当这架飞行器离开地球引力场时,你会体验到失重。但很快,猎户座就到达了一个直径超过 1000 英尺的巨大空间站。它是在太空中建造的,像一个巨大的宇宙摩天轮一样旋转,以产生人工重力。
5 号空间站(Space Station 5)。在你着陆的核心区域,几乎没有重力,但当你沿着辐射臂向下走到边缘时,引力场会越来越强,直到与地球上的引力相等。
在这个太空城市里,有一个科学区域,在那里进行天气观测并定期传回地球。你还可以瞥见未来的太空终点站,那里有让你宾至如归的设施:宽敞的休息室,你可以在那里等候前往月球的渡船;希尔顿酒店,供你过夜;礼品店,甚至还有霍华德约翰逊餐厅。
你可以使用信用卡致电地球,并通过视频电话与亲人交谈。这并非道具,而是由贝尔实验室(Bell Labs)的约翰·R·皮尔斯博士(Dr. John R. Pierce)协助创作的,他设计了“电信卫星”(Telstar)通信卫星。所有这些舒适设施应该会让在 5 号空间站等候换乘的服务,与今天的机场体验别无二致。
牧羊座 IB(Aries IB)。不久,你将乘坐先进的月球穿梭机前往月球。它看起来像 20 到 30 年后的登月舱。
牧羊座 IB 降落在一个繁忙、自给自足的月球基地,人们在那里生活和工作。尽管在电影开始建造月球布景时,并没有得到“游骑兵号”(Ranger)的月球照片,但月球表面的呈现却异常逼真。
为了一个奇幻的布景,位于第谷(Tycho)陨石坑的一个挖掘点,工人们挖了一个 60x120 英尺、深 60 英尺的洞。
然后,库布里克从不列颠群岛各地运来沙子样本,试图匹配月球土壤的外观。但没有一种样本看起来合适。
他们的解决方案?购买 90 吨普通沙子,清洗并晾干,然后将其染成应有的颜色,再倒入洞中形成挖掘场地。后来的“游骑兵号”彩色照片证实,他们在颜色和质地上都做得非常准确。
拍摄一度被迫中断,因为一只蝙蝠侵入了陨石坑。即使在《2001》中,月球上也不应该有蝙蝠。在蝙蝠被驱逐后,拍摄才得以恢复。
月球巴士(Lunar bus)。你从月球基地通过另一种交通工具——月球巴士——前往第谷陨石坑。这是一种短程车辆,类似于贝尔航空(Bell Aviation)生产的月球飞行器原型。它设计用于例行的货物和人员运输。
发现号(Discovery)。这艘深空探测器,被设计者称为“影片的骄傲和喜悦”,载着影片中的宇航员飞行了五亿英里,到达木星附近。
燃烧化学燃料的常规火箭不足以将载人航天器推进到如此遥远的目标,因此“发现号”的设计者放眼未来,为其提供了更先进的推进系统。
该飞行器的基本设计源于这样一个理念:它需要核动力推进,类似于 GE 为 NASA 深空探测器开发的等离子动力发动机(plasmadyne engine)。
《2001》的设计团队与 GE 的火箭工程师就如何将这一概念应用于“发现号”进行了交流。他们提出了一个令人惊叹的设计。“发现号”的尾部有一个巨大的推进部分,通过一个巨大的吊臂与指挥舱和生活区隔开。其比例设计为 700 英尺长。巨大的长度可以衰减辐射,并帮助屏蔽船员。
实际上,库布里克建造了一个 54 英尺的精美“发现号”模型,以及指挥舱和生活舱的附加布景——它们构成了一个真正旋转的巨大离心机。这个巨大的轮子包括
一个指挥舱和一个几乎像船员一样的计算机,因为它会思考和说话。计算机控制和监测着飞船运行的各个方面。它甚至还和宇航员下棋。
宇航员工作和休息的生活区。这里有一个专门设计的太空时代厨房和娱乐设施。
太空舱车库,用于存放小型太空舱,用于母船周围的有限探索和侦察。
生活区还有四个“休眠舱”——冷藏柜——将不工作的宇航员放入休眠状态。这些睡眠舱的设计得到了纽约大学医学院解剖学副教授、人类长期休眠技术发展专家奥蒙德·G·米切尔博士(Dr. Ormond G. Mitchell)的帮助。“发现号”前往木星的九个月旅程只需要两名宇航员同时工作,因此为了节约生命支持系统,其他宇航员被置于受控睡眠状态,直到轮到他们工作。
逼真的控制面板。《2001》中的飞行器和布景紧凑而实用。你不会看到大多数科幻电影中普遍存在的假冒控制装置。
控制面板的细节与 Honeywell 公司合作 meticulously 制定,该公司为 NASA 做了大量关于太空控制系统的研究。Honeywell 为库布里克的科学家和设计师准备了一份庞大的研究报告,指导他们创建逼真的驾驶舱和飞船内部。
甚至连对话也被精心设计,听起来就像《2001》中宇航员在飞行中与地球上的任务控制中心之间的交流。Honeywell 编译了一份太空术语表,以指导电影制作人。
然后,必须找到一个能说出这些术语而不显得像演员的人。库布里克聘请了一位在欧洲服役多年的资深空军少校,他有多年控制塔工作经验,能够令人信服地扮演任务控制员。
真实的星空照片。你可以预期天空和星星会在这部电影中占据重要位置,它们确实也如此,但并非随意出现。通过利克天文台(Lick)、帕洛马天文台(Palomar)和其他天文台的巨型望远镜拍摄的照片为电影提供了天空背景。宇宙飞船被放置在天空背景前,以便它们与星星保持正确的相对位置。为了适应各种航行,这些照片必须不断更换。
在某些情况下,为了避免过度考验观众的信服度,对现有技术没有做太多改进。宇航员穿着的太空服看起来很普通——但正如克拉克所说,在接下来的 33 年里,太空服的设计不会有太大变化。但是,用于在飞船外旅行的先进控制箱,给了宇航员一些目前尚不可用的东西。
可信度也决定了宇航员飞往木星而不是土星,尽管剧本最初要求飞往土星。“如果我们试图创造土星的景观,”克拉克说,“人们不会相信——它太奇幻了。”
但等到公元 2001 年来临,事情可能会比影片展示的更加奇幻。今天的科学家们在他们的预测中可能过于保守——而且低估了人类能够实现的目标。
克拉克也表达了同样的观点。他认为,由于外太空是一个“良性的环境”——不像南极那样对人类严酷——因此危险可能被夸大了。克拉克说,怀疑论者声称这些危险将阻止人类广泛探索外太空,但他认为,那些行动者总会找到办法。
本文最初发表于《大众科学》杂志 1968 年 6 月刊。