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Caltech Alumnus Robert Behnken (MS ’93, PhD ’97) Heads to Space

本周,加州理工学院校友罗伯特·本肯(MS . x27;93, PhD . x27;97)和他的同事道格拉斯·赫利将乘坐SpaceX的龙号宇宙飞船从佛罗里达州nasa的肯尼迪航天中心发射升空,前往国际空间站。

这次被称为“美国发射”(Launch America)的任务具有历史意义:贝恩肯和赫尔利将成为自2011年美国航天飞机项目结束以来,首批乘坐美国火箭从美国本土起飞进入太空的两名美国人;从那时起,前往太空的美国人搭乘俄罗斯联盟号宇宙飞船。

贝恩肯获得了加州理工学院的机械工程学位,2012年至2015年,他还担任美国宇航局宇航员办公室主任。2014年,工程和应用科学部门的杂志engenious.com在休斯敦的约翰逊航天中心采访了贝恩肯,讨论了他成为宇航员的历程、工程师对太空旅行的影响,以及人类太空飞行的未来。

是什么激励你成为一名工程师的?

Behnken:我父亲是一名建筑工人,当我年轻的时候,我亲眼目睹了他参与的许多项目。不管是泵站、管道,还是其他什么东西,我对所有正在建造或使建造成为可能的机器都感兴趣。但是因为我也在夏天的时候在圣路易斯做过一段时间的建筑工人,我也学到了拥有一份至少有时有空调的工作可能会很好!在那个年龄,我可以做,而且报酬相对不错,所以努力是值得的,但作为一个终身职业,这可能比成为一名宇航员对你的身体更困难。

你在加州理工学院接受的教育对你有何影响?

Behnken:我的研究生导师是Richard Murray教授(Thomas E.和Doris Everhart,控制和动力系统与生物工程专业教授,BS '85),他主张实践方法与强大的理论背景相结合。这可能是最有价值的事情,能够将数学或理论转化为现实。例如,当我们进行太空行走时,必须有人理解并管理与在近地轨道运行的大型结构的理论充电水平相关的风险。我们需要理解这背后的物理原理以及它的影响。实际上,这转换成一些非常真实的东西:宇航员在太空服里受到电击的风险是什么,我们如何最好地管理它?

你在加州理工学院的经历对你的职业生涯有什么帮助?

Behnken:在加州理工学院,有一件事让我非常深刻,那就是采取“万事通”的方法来解决问题的重要性。当需要做研究的时候,我们没有成为只关注一个小领域的专家的心态。如果你需要学习写计算机代码,你就会学习如何写计算机代码。如果你需要做一个实验,你就做一个实验。你从各个方面解决了这个问题,并学会了前进所需要的任何技能。我在加州理工学院学到的观点是,你将获得一个更高的学位,虽然可能是机械工程,但这不应该限制你。如果你需要学习电气工程来做你的研究,如果你需要学习物理——学习这些东西。你所获得的学位不应该限制你在任何需要进行研究的领域的学习能力。

加州理工学院的医学工程师如何帮助宇航员和宇航员计划?

本肯:从历史上看,太空计划一直是许多医疗设备的驱动因素,而这些设备最终变得很普遍。每次我们进行太空行走时,我们都会在整个过程中在地面上监测我们的心电图(EKG)。这种物理监控能力是我们绝对想要扩展的领域。

从国际空间站带回样品非常麻烦。随着我们继续在飞船上进行更多的生物科学研究,如果监测设备可以植入人体,我们当然会有兴趣利用它们。让我们不需要返回样本的设备,以及医疗检查设备将是非常有益的,宇航员可以在地面团队有限的指导下自行使用这些设备。例如,我们现在定期在轨道上做大量的视力检查,因为人们发现航天飞机的几何形状;眼睛在长时间暴露在国际空间站环境中会发生变化。# x27;进行实质性的年代不清楚这# x27;年代由于zero-gravity-induced流体转变颅内压增加,二氧化碳环境中血液的化学变化,或其他一些现象导致眼睛的背面的压力和改变眼睛的形状和影响视神经。因此,我们在飞机上安装了新的设备来测量这一现象,并在整个任务过程中多次向调查人员提供数据(过去我们只有飞行前和飞行后的测量)。这是我们需要解决的许多生物学现象之一,其中许多都导致了新的、令人兴奋的研究领域。当然还有工程硬件方面的挑战,至少和医学方面的挑战一样多。

人类需要什么才能进入太空深处?

Behnken:我提到了宇航员现在面临的眼睛现象。从物理现象的角度来看,还有其他领域需要管理,为在太空中停留的时间比我们在空间站上停留的时间更长做准备。最大的挑战是辐射环境,你可以想象,有很多方法来解决这个挑战。增加物理屏蔽来保护你免受辐射环境是一种解决方案,但宇宙飞船只能如此之大、如此之重,否则就会因为其他原因无法负担或不切实际。这也是一个解决方案,从长远来看,集中在治愈癌症后,它开始发展。这个解决方案可以帮助很多人,不仅仅是太空中的宇航员。一个类似但较短期的解决方案是将重点放在癌症或辐射的其他影响的早期检测上,这样你就有更好的机会有效地处理它们。有趣的是,无论是医学专家、物理学家还是工程师,每个人都有空间为人类深入太空旅行的能力做出贡献。


要阅读完整的采访,请访问https://caltechcampuspubs.library.caltech.edu/2971/1/alumni_behnken.pdf。

上图:美国宇航局宇航员、加州理工学院校友罗伯特·本肯(资料来源:SpaceX/阿希什·夏尔马)

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