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背景资料:历史上太空行走风险总览


http://www.sina.com.cn 2006年07月08日 18:32 《国际太空》

  众所周之,航天飞机在发射和返回时风险最大。其实,它在空间站对接和航天员出舱活动时也有风险。截至2006年7月6日,美国发现号航天飞机已经顺利完成了发射和对接,下一个风险活动就是太空行走。在休息1天后,航天飞机STS-121乘员组的赛勒斯和福萨姆将在7月8日和10日先后共同进行2次太空行走,测试航天飞机防热瓦修补工作地点的稳定性,修理 “国际空间站”。如果有可能,在7月12日还将增加1次太空行走,使用非氧化物粘合剂(NOAX)对防热瓦进行修补试验。并拍摄机翼前缘和防热瓦修补部分。

  1 无限风光在险峰

  在航天技术飞速发展的今天,太空行走已不算什么新鲜事了,尤其是美国和俄罗斯航天员,为了建造和修理空间站,经常出舱漫步,进行各种试验和维修工作,一呆就是几个小时,如履平地。

  目前,航天员在太空行走无论从次数讲,还是从时间上说都屡日剧增。至今,出舱行走次数最多的航天员是俄罗斯的索洛维耶夫,他出舱17次,累计在太空行走80多小时。单次在太空行走时间最长的是美国航天员赫尔姆斯和沃斯,他俩于2001年3月11日在太空行走8小时56分,任务是改变“

国际空间站”1个舱的位置;在太空行走距离的最远美国华裔航天员卢杰(英文名叫爱德华·卢)和俄罗斯航天员巴伦琴科,他们于2000年9月11日结伴在太空行走30.58米。

  其实,太空行走是风险很大的一项航天活动,因为太空环境非常恶劣:没有气压,没有氧气,阳光下温度高达120℃,背阴处温度低于零下100℃,还有大量的宇宙辐射。因此,在太空行走时必须使用复杂的出舱活动设备,它包括气闸舱、舱外航天服、微型生命保障系统和载人机动装置等,以便将航天员的身体与太空恶劣环境隔离开来,并向航天员提供一个能工作的环境。然而,出舱活动设备不仅复杂、昂贵,有时也出现故障,他们中任何一个出现“生病”都可能威胁到航天员的生命安全。2003~2004年“国际空间站”第8和第9长期考察组在太空行走时都曾因温控系统失灵或氧气瓶气压急剧下降等故障而紧急提前返回舱内。

  2 太空行走故障一瞥

  无论是宇宙飞船、空间站的航天员,还是

航天飞机的航天员,在太空行走时都发生过形形色色的故障,有的还很危险,差点使出舱的航天员有去无回,成为人体卫星。

  就拿航天飞机的航天员在出舱为例,他们曾发生过以下故障:

  1982年11月,在航天飞机STS-5飞行中,一名航天员由于出舱活动航天服故障,太空行走被取消。

  1984年4月,航天飞机STS-41C上的航天员遇到“尿污染问题”。这名航天员在太空行走时撒尿,当时他穿着的液冷服成了“海绵”,吸收了大部分的尿液,而且头盔面窗上出现了雾。飞行后的检查发现,并没有尿液通过空气循环系统进入头盔,雾气的出现是因为航天员觉得太冷,他降低了液冷服中冷却水的流速,同时又降低了通风速度,从而使水汽凝结在面窗内。这次太空行走的主要任务是维修卫星,但由于载人机动装置停靠位置不当,未能固定住需要维修的卫星,维修任务失败。

  1985年4月,航天飞机STS-51D上的一名航天员,在太空行走中出现人为失误,他不小心走过航天飞机的机翼,差一点儿不能返回座舱。

  1993年12月,航天飞机STS-61上的舱门出现关闭障碍,影响航天员的太空行走。

  1996年11月,航天飞机STS-80上气闸舱的舱门也出现问题,由于舱门闩启动器被一颗松动的螺钉卡住,气闸舱门不能打开,航天员出不了舱。

  所以,早期出舱时航天员均系与航天器连接的安全带。此带类似孕妇生小孩时的脐带,它有两个作用:一是提供生命保障功能,航天员在舱外所需要的氧气、压力、冷却工质、电源和通讯等都是通过脐带由“母”载人航天器提供;二是起保险绳的作用,以免航天员飘走。苏联的列昂诺夫就是通过它成为世界太空行走第1人的,但这次行走来之不易,有许多鲜为人知的内幕。

  3 惊险绝伦第一走

  至今,最危险的一次太空行走是人类进行的第1次太空行走,因为当时对舱外活动所要遇到的各种情况还知之甚少,但正因如此,它也成为当时美苏争夺“航天第一”的重要目标之一,谁能成为太空行走第1人,谁将在太空竞赛中增加筹码。结果苏联获胜,苏联航天员列昂诺夫在1965年3月18日乘上升2号飞船遨游太空时,冒险出舱活动了24分钟,成为太空行走第1人。此过程说来话长。

  1965年3月18日莫斯科上午10时,上升2号飞船轰鸣着载着两名航天员从拜克努尔发射场升空,其中别列亚耶夫为指令长,列昂诺夫是驾驶员。他们乘飞船进入了高497.7千米×173.5千米,倾角64.79°的预定轨道。入轨后他们便为太空行走做准备。在别列亚耶夫的帮助下,列昂诺夫将一个生命保障系统背包套在他的压力服外边,开始吸纯氧,吸了1个多小时后便出舱了。在舱内,航天员呼吸的是氧氮混合气体,在到没有压力的太空时,人血液中的氮可能会形成致命的气泡,使人患减压病。因此,列昂诺夫出舱前须清除他血中的氮。其生保背包用于调节航天员的温度。为保持与飞船的联络及安全,列昂诺夫身上系着一根与飞船相连的绳链,它长5.35米,内有一根电话线,很象孕妇的脐带。

  当飞船绕地飞行第2圈时,列昂诺夫在确认座舱密封完好后打开了向内开的舱门,随着别列亚耶夫的一声“祝你走运”,列昂诺夫浮游进入密封气闸舱。

  该气闸舱设计的十分简单而巧妙,它由一个通道和两个舱门组成,很象一个手风琴,内闸门与飞船的两个舱门中的一个相连,通向太空的外闸门是可移动环形盖。在发射时该舱保持压缩状态,入轨抛掉减阻装置后,气闸舱立即展开并充压。

  列昂诺夫进入气闸舱后,便给自己的航天服充压,并检查气闸舱的密封性,调整头盔。此后,别列亚耶夫关上座舱盖,并给气闸舱减压。最后,列昂诺夫打开外闸门,于11点34分51秒进入茫茫太空,成为世界上第1个在太空漫步的人。事后他说,当我准备好出去时,轻轻地推了一下舱盖,于是就像一个软木塞一样呼的一下冲出舱口。

  出舱后,列昂诺夫在太空不仅浮游,还翻筋斗,并从舱外卸掉1个相机,移动了几件舱外物体。事实证明,太空并不那么可怕,人只要穿上航天服和生保系统背包,就能在舱外工作和存活。

  10分钟后,别列亚耶夫提醒列昂诺夫准备返回座舱,可此时出现了麻烦。起先,列昂诺夫报告说取回舱外相机有困难,每次把相机放进气闸舱时它都漂走。最后,列昂诺夫硬把相机推进通道,并用脚踩住,这才将它放入。这时列昂诺夫已筋疲力竭,出汗量超出了他的航天服所能吸收的量。接着,又遇到了新问题,他的脚先过到气闸舱里,可身子怎么也回不来,他卡在了舱门口。这是由于太空是真空的,无法从外部对航天服施压,使航天服比想象的要鼓得多,如汽球一样。此外,因戴头盔不能擦汗,汗水流到了眼睛上,汗气也使面罩模糊。这时,列昂诺夫除了能听到自己的心在咚咚地急促跳动外,什么也看不清,听不见。突然他灵机一动,给航天服放气降压。一次不行两次,两次不行三次,直到将压力降到了极危险的低限,即从0.4降至0.25个大气压。他终于穿着瘪下来的航天服活着爬进了舱门。列昂诺夫在太空行走了10分钟,但为了挤进舱门他又拼力花了14分钟。返回舱内后,不能重复使用的气闸舱便被抛掉。

  4 方兴未艾用途广

  太空行走的目的在不同历史时期是不一样的。苏联航天员列昂诺夫进行世界第1次太空行走的目的有两个:一是在载人航天活动中进行一次技术性的突破,二是使苏联在航天技术方面走到了美国前边,在全世界产生重大影响。而现在太空行走的意义与作用是完成太空作业。例如,修复载人航天器或其它航天器上的受损部件。美国人曾通过太空行走回收或修复了“天空实验室”、“太阳峰年卫星”和“哈勃”空间望远镜。苏俄航天员则通过太空行走修复过礼炮号空间站,组装、维修了和平号空间站。当前正在建造的“国际空间站”,更是需要航天员进行多次出舱活动,才能在轨组装完工。在未来的月球基地建设中,更能体现航天员在太空行走和太空作业的巨大作用,为人类进入外层空间和其它星球打下了良好的基础。所以,尽管太空行走有一定危险,但随着科学技术的不断提高,人类会更加闲庭信步在太空漫步。

  (庞之浩)

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