天宮空間站中國航天員的第一次太空行走持續近7個小時,取得了十分了不起的成就。當劉伯明跨出艙門的一刻,他發出“哇!外邊太漂亮啦!”的贊嘆,令無數國人為之自豪。
但是你知道嗎,太空行走從來就不是一件浪漫快樂的工作,相反,我們周圍的太空危機四伏,航天員在出艙工作的過程中隨時會遭遇危險,嚴重時可能危及生命,需要時刻做好應急的準備。
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中國航天員出艙站上機械臂
1965年3月18日,蘇聯宇航員阿列克謝·列昂諾夫離開“上升2號”飛船,在太空中漂浮12分鐘,成為“太空行走”第一人。當列昂諾夫準備回到飛船里時,他碰到一個大麻煩,由于宇航服在真空中膨脹,他沒辦法擠進狹窄的艙口,最后不得不將宇航服放氣減壓才回到飛船里邊。蘇聯人對第一次太空行走大加宣傳,卻沒說列昂諾夫被卡住的事。
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太空行走第一人差點回不去
同年6月3日,愛德華·懷特完成了美國人的第一次太空出艙任務,雙子座飛船艙門足夠大,美國人不需要擔心被卡住。但當他從雙子座4號飛船外準備返回時,卻發現飛船的艙門怎么也關不上了。就在懷特費盡九牛二虎之力關艙門之時,位于返回艙值守的指令長詹姆斯·A·麥克迪維特接到地面控制中心的命令,必要時放棄軌道艙和懷特,獨自駕船返回地球。好在懷特最終克服真空冷焊,成功關閉艙門,救了自己一命。
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美國宇航員關不上門
盡管蘇聯人第一個登上太空,也第一個完成人類太空行走的壯舉,但從艙外活動的次數看,美國多過蘇聯以及后來的俄羅斯,當然他們碰到的麻煩也更多,只不過這些麻煩與當年愛德華·懷特關不上艙門相比都算不上什么。
懷特躲過一劫,但他并不走運,一年半之后,因為阿波羅一號指令艙發生火災,他和另外兩名宇航員被燒死在地面。
從技術上講,包括艙外行走在內的所有太空活動都是一個不斷積累經驗的過程,無論是誰碰到問題,都會在接下來的任務中汲取教訓,以確保不再重蹈覆轍。但航天飛行是一項高風險的職業,意外隨時都有可能發生。2013年,意大利宇航員盧卡(Luca Parmitano)在國際空間站一次例行艙外維修任務時,他穿的美國宇航服由于冷卻水系統被臟東西堵塞,造成大量水涌入頭盔里。
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意大利宇航員差點被淹死
當宇航員與空間站一起在軌道上飛行時,由于慣性產生的加速度與重力加速度抵消,這里幾乎感覺不到重力,因此水并不會“向下流”。涌入頭盔的水停留在里邊,漸漸覆蓋了盧卡的鼻子、眼睛和耳朵,他聽不見聲音、看不清東西,更危險的是他很難用鼻子呼吸!盧卡立即決定返回氣閘艙,時間就是生命,慢一點他就會被水淹死。
盧卡穿的宇航服在2016年又發生一次漏水事故,水流再一次涌入頭盔,美國宇航員科普拉早就知道盧卡的遭遇,他果斷中止任務回到空間站里。
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飛天艙外航天服
艙外航天服是極為復雜精密的太空設備,它就像一艘微型載人飛船,為航天員提供安全保障,如果航天服本身都不安全,就談不上太空行走的安全性。中國航天人了解這一點,加上有外國多年來大量經驗教訓,因此中國航天服在自身質量上不會有什么問題。
但這并不意味著中國航天員的太空行走就絕對安全,可以高枕無憂了。
為了擺脫安全繩的束縛,NASA曾經發明了航天服太空噴氣推進技術,通過安裝在宇航服生命維持系統背包上的若干個噴嘴,向不同方向噴射壓縮空氣,宇航員可以自由控制自己的姿態,甚至飛到距離航天器很遠的地方再飛回來。
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宇航員遠距離捕捉衛星
但是后來NASA發現這種技術過于超前并且過于冒險,稍有失誤就會越飄越遠,宇航服里的氧氣和水有限,飄遠了就意味著死亡。最終,國際空間站淘汰了噴氣航天服的方案,回到安全系留纜繩的老路上來。
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出艙第一個動作就是固定安全繩
中國的出艙活動也不例外,湯洪波每前進一步都要將兩根安全繩扣牢在艙壁的扶手上,將其中一個鎖扣往前移之后移動身體,然后再將另一根安全繩扣松開向前挪,這樣每一步都走得很慢,但至少可以保證不會因為失誤而飄走。
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湯洪波有雙保險
然而太空中最大的威脅往往來得猝不及防,那就是無處不在的微流星和太空垃圾。在我們地球周圍的宇宙空間里散布著數不清的微小物體,它們可能只是彗星噴射出來的灰塵和小冰粒,別看這些東西大多只有芝麻大小,但它們相對于地球的速度往往超過12千米/秒。由于速度極快,它們的動能非常大,穿透力極強。
為了對抗微流星的撞擊,艙外航天服最外層采用了一種高強度的芳綸纖維,并且在里邊也使用了多層結構,用來一點一點吸收和消耗微流星的能量。即便如此,一旦被流星擊中,航天服就會馬上漏氣。航天服依靠氧氣給里邊的航天員加壓,一旦失去壓力,人體內的液體就會沸騰膨脹,航天員會在十幾秒內死亡。所以當航天服內部壓力傳感器感應到壓力過低時會立刻報警,通知航天員盡快返回空間站。
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頭盔面窗上的警告裝置
中國空間站第一次出艙任務演練了應急返回程序,為的就是驗證航天員在緊急狀態下返回氣閘艙的過程,從結果看,湯洪波花了10分鐘時間沿著小柱段的艙臂“爬行”了十來米,這個速度應對小的漏氣問題不大,但如果漏氣更嚴重,航天員也許堅持不了這么久。
太空行走對于安坐在地面吃瓜的看客來說似乎很浪漫,我們都很向往懸浮在太空俯瞰地球所帶來的震撼。但對于身處太空的航天員來說,艙外活動無時無刻不充滿著危險與挑戰,從跨出艙門的那一刻起,他們就是賭上性命來工作。航天員是一群偉大的人,讓我們向他們致敬,祝愿他們平安凱旋!
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