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太空行走有多危险?美国宇航员关不上门,意大利航天员差点淹死

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老粥科普 2021-07-05 01:17

天宫空间站中国航天员的第一次太空行走持续近7个小时,取得了十分了不起的成就。当刘伯明跨出舱门的一刻,他发出“哇!外边太漂亮啦!”的赞叹,令无数国人为之自豪。

但是你知道吗,太空行走从来就不是一件浪漫快乐的工作,相反,我们周围的太空危机四伏,航天员在出舱工作的过程中随时会遭遇危险,严重时可能危及生命,需要时刻做好应急的准备。

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中国航天员出舱站上机械臂

1965年3月18日,苏联宇航员阿列克谢·列昂诺夫离开“上升2号”飞船,在太空中漂浮12分钟,成为“太空行走”第一人。当列昂诺夫准备回到飞船里时,他碰到一个大麻烦,由于宇航服在真空中膨胀,他没办法挤进狭窄的舱口,最后不得不将宇航服放气减压才回到飞船里边。苏联人对第一次太空行走大加宣传,却没说列昂诺夫被卡住的事。

太空行走第一人差点回不去

同年6月3日,爱德华·怀特完成了美国人的第一次太空出舱任务,双子座飞船舱门足够大,美国人不需要担心被卡住。但当他从双子座4号飞船外准备返回时,却发现飞船的舱门怎么也关不上了。就在怀特费尽九牛二虎之力关舱门之时,位于返回舱值守的指令长詹姆斯·A·麦克迪维特接到地面控制中心的命令,必要时放弃轨道舱和怀特,独自驾船返回地球。好在怀特最终克服真空冷焊,成功关闭舱门,救了自己一命。

美国宇航员关不上门

尽管苏联人第一个登上太空,也第一个完成人类太空行走的壮举,但从舱外活动的次数看,美国多过苏联以及后来的俄罗斯,当然他们碰到的麻烦也更多,只不过这些麻烦与当年爱德华·怀特关不上舱门相比都算不上什么。

怀特躲过一劫,但他并不走运,一年半之后,因为阿波罗一号指令舱发生火灾,他和另外两名宇航员被烧死在地面。

从技术上讲,包括舱外行走在内的所有太空活动都是一个不断积累经验的过程,无论是谁碰到问题,都会在接下来的任务中汲取教训,以确保不再重蹈覆辙。但航天飞行是一项高风险的职业,意外随时都有可能发生。2013年,意大利宇航员卢卡(Luca Parmitano)在国际空间站一次例行舱外维修任务时,他穿的美国宇航服由于冷却水系统被脏东西堵塞,造成大量水涌入头盔里。

意大利宇航员差点被淹死

当宇航员与空间站一起在轨道上飞行时,由于惯性产生的加速度与重力加速度抵消,这里几乎感觉不到重力,因此水并不会“向下流”。涌入头盔的水停留在里边,渐渐覆盖了卢卡的鼻子、眼睛和耳朵,他听不见声音、看不清东西,更危险的是他很难用鼻子呼吸!卢卡立即决定返回气闸舱,时间就是生命,慢一点他就会被水淹死。

卢卡穿的宇航服在2016年又发生一次漏水事故,水流再一次涌入头盔,美国宇航员科普拉早就知道卢卡的遭遇,他果断中止任务回到空间站里。

飞天舱外航天服

舱外航天服是极为复杂精密的太空设备,它就像一艘微型载人飞船,为航天员提供安全保障,如果航天服本身都不安全,就谈不上太空行走的安全性。中国航天人了解这一点,加上有外国多年来大量经验教训,因此中国航天服在自身质量上不会有什么问题。

但这并不意味着中国航天员的太空行走就绝对安全,可以高枕无忧了。

为了摆脱安全绳的束缚,NASA曾经发明了航天服太空喷气推进技术,通过安装在宇航服生命维持系统背包上的若干个喷嘴,向不同方向喷射压缩空气,宇航员可以自由控制自己的姿态,甚至飞到距离航天器很远的地方再飞回来。

宇航员远距离捕捉卫星

但是后来NASA发现这种技术过于超前并且过于冒险,稍有失误就会越飘越远,宇航服里的氧气和水有限,飘远了就意味着死亡。最终,国际空间站淘汰了喷气航天服的方案,回到安全系留缆绳的老路上来。

出舱第一个动作就是固定安全绳

中国的出舱活动也不例外,汤洪波每前进一步都要将两根安全绳扣牢在舱壁的扶手上,将其中一个锁扣往前移之后移动身体,然后再将另一根安全绳扣松开向前挪,这样每一步都走得很慢,但至少可以保证不会因为失误而飘走。

汤洪波有双保险

然而太空中最大的威胁往往来得猝不及防,那就是无处不在的微流星和太空垃圾。在我们地球周围的宇宙空间里散布着数不清的微小物体,它们可能只是彗星喷射出来的灰尘和小冰粒,别看这些东西大多只有芝麻大小,但它们相对于地球的速度往往超过12千米/秒。由于速度极快,它们的动能非常大,穿透力极强。

为了对抗微流星的撞击,舱外航天服最外层采用了一种高强度的芳纶纤维,并且在里边也使用了多层结构,用来一点一点吸收和消耗微流星的能量。即便如此,一旦被流星击中,航天服就会马上漏气。航天服依靠氧气给里边的航天员加压,一旦失去压力,人体内的液体就会沸腾膨胀,航天员会在十几秒内死亡。所以当航天服内部压力传感器感应到压力过低时会立刻报警,通知航天员尽快返回空间站。

头盔面窗上的警告装置

中国空间站第一次出舱任务演练了应急返回程序,为的就是验证航天员在紧急状态下返回气闸舱的过程,从结果看,汤洪波花了10分钟时间沿着小柱段的舱臂“爬行”了十来米,这个速度应对小的漏气问题不大,但如果漏气更严重,航天员也许坚持不了这么久。

太空行走对于安坐在地面吃瓜的看客来说似乎很浪漫,我们都很向往悬浮在太空俯瞰地球所带来的震撼。但对于身处太空的航天员来说,舱外活动无时无刻不充满着危险与挑战,从跨出舱门的那一刻起,他们就是赌上性命来工作。航天员是一群伟大的人,让我们向他们致敬,祝愿他们平安凯旋!

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责任编辑:沈丽燕_NBJS14924
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