书合文秘网 - 设为首页 - 加入收藏
当前位置 首页 > 范文大全 > 公文范文 >

神七,打开舱门到太空走走

作者: 浏览数: 关键词: 舱门 太空 走走 打开 神七

中国载人的宇宙飞船又出发了,这是第三次“神舟七号”(本文皆简称“神七”)。在刻骨铭心、大悲大恸的汶川大地震后,中国人噙住泪水,沉着稳健地献给世界一个全球同醉的北京奥运。“神七”继奥运之后,踏上征途,又一次在世界舞台上的聚光灯下,展现出中华民族腾跃宇宙的豪情。

任务

“神七”的任务和以前不同。“神七”的航天员要出舱活动。

迅速回忆一下中国在载人航天踢出的标准前三步。

2003年的“神五”,鹃啼初试。宇宙飞船载人升空,船到人到,踢出第一步。中国继苏俄美国之后,晋登载人航天三强国。

2005年的“神六”,大鹏展翅。航天员从返回舱进入为太空作息而设计的轨道舱,演出在太空中五天的生活工作秀。踢出第二步。中国以独立的智慧和能力,赢得了国际社会的尊敬和喝彩。

2008年的“神七”,鹰唳长空。航天员出舱活动,太空行走,展示中国在太空中维修和紧急应变能力,为“神九”以后宇宙飞船对接、空间站组装任务铺路,踢出第三步。

这基本前三步一定要一环扣一环踢出,中国才能建立起载人航天完整的基本实力,被国际太空强国认可,正式取得国际载人航天俱乐部金卡会员证。金卡会员只有三名,俄罗斯,美国和中国。

“神七”宇宙飞船的结构,和“神五”、“神六”略有不同。为了出舱,“神七”将轨道舱改装成气闸舱。气闸,顾名思义,是为了平衡压力而设计的。出舱的程序是两位航天员先穿过内气闸门,进入气闸舱,关死内气闸门,穿上舱外航天服(以下皆称出舱服),开始预先吸纯氧气排氮气一段时间(最短40分钟,最长可达3小时),调整身体的生理状态。吸氧排氮动作完毕后,两位航天员做出舱前最后检查。一切就绪后,就把气闸舱内的空气抽入到返回舱,直到真空,然后打开气闸舱通往太空的另一扇外气闸门,一位航天员出舱,一位航天员留守在气闸舱内打下手。任务完成回舱后,依相反程序操作两扇气闸门,回到返回舱。回程是由低压向高压前进,不需生理适应时间,就可直接由真空太空,通过气闸舱,进入一大气压下的返回舱。

虽然“神七”的航天员只出舱一小时,但这一小时的工作成果,打开了另一维崭新的空间,把中国载人航天事业推上了更高的一个境界。

“神七”航天员在舱外时,还会顺手释放一颗伴飞小卫星,同时也在舱内进行一些微重力实验。

2008年4月25日,中国为“神七”任务发射了一枚在地球同步轨道上运作的数据中继卫星“天链一号”,同时又新增了两艘远洋通讯船。加上中国现有的地面通讯站和其它四艘“远望号”通讯船,“神七”62%的轨道皆已纳入通讯系统。这是中国载人航天通讯上一项重大的成就。

太空行走

从1965年3月18日前苏联“上升二号”(Voskhod 2)航天员里奥诺夫(Alexei Leonov)首次人类太空出舱起算,到本文截稿日为止(2008年9月11日),“神七”是人类第298次太空行走(SpaceWalk)。

”行走”是人类在重力场中双脚和路面摩擦前行现象。在太空轨道中,重力被速度产生的离心力抵消,航天员处于漂浮状态。虽然我们一直轨道轨道说个不停,但在太空中找不到铁轨,也看不到柏油路,更没有高速公路。像李宁在北京奥运会点燃圣火前的“空中行走”一样,航天员“太空行走”,脚不沾地,是文学加工后罗曼蒂克的形容词。正确的说法是出舱活动(Extra Vehicular Activity,EVA)。

航天员频繁出舱,不是因为出舱活动像户外郊游一样好玩,而是因为一大堆舱外的复杂精密太空设备需要组装和定期或紧急维修。出舱是必要的手段,也是载人航天必备的基本功。

航天员到目前为止已出舱近三百次,皆能安全完成任务返回。但这并不说明出舱任务绝对安全。实际情况是,太空环境极度恶劣,除开超真空外,还有高速流窜的微陨石流星体,温度也极度不均匀:向阳面可以把水烧开,背阳面比南极冬天还冷。也别忘了太阳强烈的紫外线,还有它不时疯狂地喷出接近光速的各类粒子和辐射能。航天员出舱训练和工作,有如在枪子儿乱飞、冰山火海中讨生活,出舱服也随时可能被打穿漏气,是一项超级危险的活动。

更重要的,在返回舱中,航天员的生理机能已经平衡在一个和地面重力场中不同的基点上。出舱前,航天员还要再咬紧牙根,把生理机能调节成能适应出舱服内低压纯氧状态,才能出舱。和地面人类比较,出舱的航天员首先已是在极度的失水状态,第二是在相当于珠穆朗玛峰的低压下呼吸纯氧。如出舱航天员需紧急帮助,在返回舱内的航天员一般无法立刻出舱救援。舱内舱外,咫尺天涯。所以为安全着想,出舱活动,会同时将两位航天员一起送进气闸舱,将他们的生理基点,同步调整到可以立即出舱状况。一人出舱,一人留守在气闸舱内打下手。万一发生紧急情况,预备航天员可立即出舱救援,省掉出舱准备时间。

生理

人类几百万年的生理演化一向以地心引力和一大气压空气为中心。我们顶天立地地站着:我们的肌肉、骨骼不停地接受着重力的千锤百炼,才能维持它们的强度:内耳的半规管依赖重力使我们能辨方位;我们的心脏血管的正常操作也是以地球重力场和一大气压为主轴演化发展出来的。

在过去四十多年太空飞行中,苏俄和美国的科学家收集了一些初步的数据。这些数据显示,失重对内分泌。红白血球的产量、内耳平衡器官及骨质的松弛都有一定程度的影响。但最明显的生理失重状况,莫过于太空失水及其引起的一些症状,如太空贫血、内分泌降低、双腿肌肉萎缩等。这些症状如果没有妥善处理,小至影响航天员的健康,大至引起宇宙飞船操纵失控。

人类的体液在重力作用下,大部分集中在下半身,在失重状况下,下半身的体液会向全身分布,造成脸部充水等现象。人体内两个重要的压感中心(baro receptor)全都分布在上半身,一个在心脏大动脉上,另一个在颈动脉上。这两个中心在失重时传给脑部的讯号,并不是体液重新分布的讯息,而是体液太多的告急信号,这个信号会引起体液大量排泄。

通常在航天员进入地球轨道后二十四小时之内,这种排水的现象就会告一段落,此时体液的分布,和在地表重力环境下不同,基本上是一种严重的失水状态。在微重力下,人类的生理机能平衡在一个和地面不同的基点上,在这个新基点上,航天员的血压与心跳都比在正常重力下约低上5%。血压与心跳的变化幅度降低,应变能力也随之减低,但航天员可以在这个基点上正常地生活与操作。

然而,生存在这个新的基点上,明显地潜伏着危机。譬如说,宇宙飞船突然需要紧急降落,航天员没有时间补充失去的体液,一旦重返正常

重力状况,体液重新向下半身集中,造成上半身贫血,轻微状况会造成头晕,严重情况会造成休克。如果发生在正副驾驶员身上,就会造成极度的危险。美国航天员最严重的病例有两起,他们都需要在降落后,马上打点滴,把失去的体液补充回来,才能站起来。

唉!航天员进入太空失重状态后,入厕频繁,大量失水,身体机能已很不爽。有些航天员还得在空间站长住六个月。骨骼和肌肉细胞得此讯息,不胜雀跃,因为它们不必再每天费劲跟重力场拼搏了。别忘了,我们细胞是聪明的,既然不需我们支撑您航天员的体重,那就让我们歇歇,做个懒虫吧!

骨骼和肌肉细胞开始罢工,骨质和肌肉马上萎缩。航天员在太空不用肌肉骨骼,本可置之不理。但六个月下来,肌肉骨骼流失百分之十。返航落地后,不能挺胸昂首地走出宇宙飞船,竟需要救护担架抬着,有损英雄形象。

于是航天员只好绑上橡皮筋,每天在太空舱内拼命做撞击跑步运动,模拟重力场情况,明确照会体内骨骼和肌肉细胞,甭躲清闲耍小聪明,该干嘛干嘛,继续给我制造足够的细胞产量。

在失重的情况下,每天挥汗运动四小时,要消耗大量氧气。于是航天员集体一致要求,饶了我们吧,我们已失去重力场,请别在太空舱的空气方面再剥削我们,给我们一大气压吧,像海平面地球老家那种的空气,101.3千帕,21%氧,78%氮,让我们在太空中至少还能呼吸到哺乳类几亿年来最爱的空气,拜托拜托啦!

大家对一大气压的概念非常熟悉。但在讨论出舱任务时,工程师喜欢用比较精确的“千帕”来形容。一大气压为101.3千帕,大气中氧的分压为21千帕,氮的分压为78千帕。本文也跟着千帕一番吧。

所以近代太空舱的设计,包括以前的和平号空间站,现在的国际空间站、航天飞机和神舟宇宙飞船等,都是使用人类熟悉的一大气压空气,尽量在失重的环境下,不再增加航天员生理上的负担。

人类也掌握一大气压下所有的物理、化学、医药和生理等科学数据,尤其是有关太空舱所使用的材料和燃烧中间的关系。太空舱着火可不得了。虽然在无重力下燃烧化学和地面有很大的差异,但在一大气压下,我们所拥有的灭火知识最丰富,安全保障系数最高。

关在和海平面相同的一大气压下太空舱内,航天员的生活作息的确愉快了不少。但这个优越的条件,为舱内航天员专享,对要出舱的航天员,一大气压代表的是一堵高大的围墙,增加了出舱的难度。减压

从生理方面来讲,对出舱的航天员最方便的是穿上和舱内同样一大气压的出舱服,继续维持舱内的生理状况,什么都不需做,就能迅速通过气闸舱出舱。但一到舱外,开始操作,就发现一大气压的出舱服太难使用,甚至到无法使用的地步。

一大气压的出舱服在太空高真空中无法使用的原因很简单,因为一大气压把出舱服绷得太紧,双臂和两腿被撑得硬梆梆像根柱子,动弹不得。

虽然我们不想再给航天员增加生理上额外负荷,但为了能实现有效出舱操作能力,出舱服不得不减压。

人类的呼吸系统,在一大气压下,已经演化了上千万年。我们每吸一口气,肺细胞得到约21千帕氧气供应,附在红血球上输送到全身,并呼出二氧化碳,完成呼吸程序。人要健康生存,每口气儿都得吸进21千帕压力的氧气,少了就得缺氧症(hypoxia)。因为这个21千帕数目字对人类有生死攸关的重要性,专家就特别发明一个专有名词,把大气中21千帕氧气的分压称为海平面相等(sealevel equivalent,SLE)氧压。

但人每口气吸进了氧,也同时吸进了比氧多出近四倍的氮气。和氧分子不同,氮分子和人体不产生任何化学反应,基本上是以气体状态存在于人的体液(包括血液)和组织里。在一大气压下,溶在体液和组织里的氮气虽呈饱和状态,但与外界稳定平衡,相安无事。好像开罐前的可口可乐,只见液体,不见气泡。

现在要解决的问题是出舱服要减压。减压不难,打开气闸放气就成。但难就难在先要知道这压要减到什么程度,再要懂得这压如何减,才能避免氮气从血液中,像开了罐的汽水,冒泡而出,进入心脏或脑部,轻则休克中风,重则夺命。

第一个问题有底线。出舱服的气压不能低于海平面相等的氧气压力。所以不管你怎么减压,得保证给足至少21千帕的氧气。21千帕的纯氧压力,是出舱服压力的最低限度。在这个压力下,出舱服柔软灵巧,是工程师的最爱。但航天员出舱活动,常要应付紧急情况,在供氧上不能太抠门儿,就多给点吧!所以1960年代的出舱服设计在24千帕纯氧压,1980年代以后的设计,则皆在30到40千帕纯氧压力之间。

其实纯氧环境并不理想,出舱服内得有电线,万一短路起火,可不是好玩的事。低压还是加些惰性气体防火7两害取其轻,轻巧灵活较重要,低压纯氧出舱服占了优势。人类战战兢兢出舱298次,还没出过事。

低压纯氧出舱服当然好使。但从一大气压的轨道舱直接穿上低压出舱服出舱可是条人类生理无法克服的鸿沟。恰如可口可乐。拽开易拉罐,罐中高压下的二氧化碳气体就吱吱作响地直冲而出。喝下去清凉可口,再不时打个嗝,爽!但航天员血液里的氮气,在出舱服的低压环境中如果也像汽水一样冒泡而出,可不是闹着玩的事。深海自由潜水员有时得减压病(hypobaria或俗称decompressionsickness,DCS),大半由于从高水压海底浮升到水面太快,血液里的氮气以气泡溢出,严重时对身体会造成致命伤害。

所以,在1960年代,人类刚开始面临太空减压出舱的问题,就用了个迂回战术,把减压工作在地面发射前就做完。上天后各类资源缺乏,也为了减低航天员的工作量,太空舱都设定在低压纯氧状态,航天员可以直接穿上较低气压的出舱服直接出舱,省掉了减压出舱的繁琐程序。

被纯氧充满的太空舱,压力虽低,也是枚定时炸弹。1961年3月23日,加加林上天前20天,前苏联航天员庞达伦可(Valentin Bondarenko)就在地面被火烧死在一个低压纯氧的太空舱内,成为第一位为太空事业牺牲的人类。1967年1月27日,“阿波罗一号”三位航天员,包括美国第一位在1965年出舱太空行走英雄怀特(Edward White),在地面发射架上太空舱内任务模拟训练时,不幸电线短路失火,火苗在纯氧环境中,迅速蔓延,抢救不及,惨烈牺牲,美国登月计划第一梯队,全军覆没。

但为了太空和登月真空出舱任务能安全完成生理减压程序,人类不惜牺牲,继续踏着前人的足迹,坚持使用低压纯氧太空舱。

美国在1960年代的水星、双子星和阿波罗等太空舱,使用的都是35千帕低压纯氧大气。航天员在地面上预先进行数小时的吸纯氧排氮动作,然后进入纯氧太空舱,封舱,发射。出舱服设计

在24千帕纯氧压力,只略低于35千帕太空舱纯氧大气,进入太空后,不再需减压调整,就可立即出舱。

预先呼吸纯氧(prebreathing),是准备在低压环境生存的必要手段。航天员可以在舒适的地面一大气压环境下,穿上出舱服,戴着氧气罩,坐在电视机前,一边看自己喜欢的节目,一边把纯氧一口一口吸进去,慢慢地把体内的氮气分子一个一个赶出去。呼吸纯氧大半天,保证把体内氮气分子全数递解出境。

前文提到执行人类第一次太空行走任务的前苏联“上升二号”太空舱,设计气压为70千帕纯氧,出舱服40千帕纯氧。航天员在地面上预先呼吸纯氧动作完毕上天后,也是可以直接出舱。

随着知识和经验的累积,航天员要求较安全舒适的太空居住条件。出舱活动固然重要,但不是每天都做,属偶发事件。于是近代的太空舱(如前和平号空间站、国际空间站、航天飞机和神舟宇宙飞船等)都使用海平面一大气压101千帕的空气。既然您航天员把一大气压搬上了天,为未来建造太空五星级宾馆铺路,那就委屈您了,顺手把减压出舱的准备工作,也在天上做吧!

从一大气压出舱,所需生理调整时间的长短,端看出舱服的气压高低而定。出舱服气压越接近一大气压,出舱准备时间越短。俄罗斯“星辰”公司(Zvezda)发展出来的“海鹰号”(Orlan)系列出舱服用的是40千帕纯氧。出舱前,航天员要预先在出舱服内呼吸纯氧1~3小时,将身体血液和肺叶中自由漫游的氮气清除干净,才能出舱。

美国的出舱服气压为30千帕,比“海鹰号”低上25%,需预先呼吸纯氧达六小时之久,才能出舱,比“海鹰号”程序几乎长出一倍。但出舱服压力低,较灵活,手套部份灵敏度也相对提高,触觉可到拾起一元钢蹦儿的程度。

通常美国航天员出舱所需准备时间更长。他们先把航天员(已呼吸纯氧一小时)关进一个70千帕(27%氧,73%氮)的气闸舱12小时。一觉睡醒后,神清气爽,并且身体含氮量至少已降到一大气压的70%,所以只要穿上出舱服再预先呼吸纯氧40~75分钟驱氮气,比六小时短了很多,即可出舱。这种安排是把大部份生理低压调整时间在睡眠中度过,较易排遣枯燥时段,符合人性需求。

总之,出舱先进国家找出几种可靠的的出舱程序,付诸实施。不过,也是像人类其它活动一样,五花八门,各村有各村的打法。

“神七”的“飞天号”出舱服,采用了“海鹰号”系统。

出舱服

出舱服体积虽小,但五脏俱全,基本上是一个能独立操作的迷你载人宇宙飞船。

这艘迷你宇宙飞船要载人,所以首先要提供一个密封恒压的保护壳。恒压由纯氧支撑,在30到40千帕之间。纯氧要源源不绝地输入,维持航天员生命需求,呼出的废气二氧化碳、水气和体味,马上循环回收,或由活性碳或氢氧化锂等化学材料吸收处理。

出舱服内要有“空调”温度控制系统,一般以贴身水冷方式完成。温度可在约10到25摄氏度间调整。

在太空要面对着一轮热烘烘的太阳,强烈的紫外线辐射有如排山倒海而来,出舱服要能把紫外线反射或过滤掉。

太阳有时发威,喷出大量近光速的高能带电粒子(solar flare event),被地球磁场引到两极地区进入大气层。如果宇宙飞船在低倾角和低地球轨道上运行,远离高倾角90度两极轨道。宇宙飞船和航天员大可不必顾虑这类粒子辐射。但对远离地球磁场航向月球或火星的宇宙飞船,则会造成巨大伤害,不得不防。“神七”轨道高341公里,倾角42.4度,也就是说它的轨道被控制在南纬42.4度到北纬42.4度之间,够得到降落地点内蒙古四子王旗,但离北、南极区尚远,出舱服只要能挡住一般太阳辐射就行。同样道理,极高能量的宇宙射线(galactic cosmic rays),对“神七”的作用也甚微。

比较厉害的是太空中有很多高速流窜的微陨石和流星体,虽然撞上的机率不大,但一旦被撞上关键部位就事态严重。1995年10月发射的航天飞机,货仓盖就被打穿了一个小洞。航天飞机的驾驶舱挡风玻璃每次飞行平均被撞三次,每出任务10天,挡风玻璃就得换新。出舱服对这类高速飞行流星体基本上无万全防御之计。出舱服最外层目前以21世纪最先进、强度最大的复合纤维材料制成,至少能抵抗这类流星体一下,给航天员提供一点应变时间。

出舱服要设有完整的通讯设备,提供出舱航天员与宇宙飞船和地面任务控制中心联络。

出舱服要精巧灵活,航天员指到那,出舱服就能打到那。“神七”的出舱服背包中有一个燃料助推器,航天员可用以控制移动方向。

“神七”的“飞天号”出舱服很可能连着“脐带”,以确保航天员不会与宇宙飞船分离。俄美两国在1965年第一次出舱活动时,都是连着“脐带”,除开保证航天员不会漂离母船外,同时也通过“脐带”供氧供电供通讯供空调,绝对安全可靠。“脐带”一般不能太长,5米左右,太长会打结。“脐带”虽好用,但严重地局限了航天员活动范围,所以新一代的出舱服都已切断“脐带”,改用先进的推进器,大幅度增加了舱外活动的范围和能力。

据2008年8月底讯息,“神七”的“飞天号”出舱服也可能是先进无“脐带”型号。

航天员出舱活动好几个钟头,出舱服要能处理“解手”问题。两年前美国一位女航天员,在地面绑上太空尿布,十小时车程不入厕,追上在千里以外机场转机的情敌,打翻醋坛子,大发雌威,泼辣较劲,彪悍无敌,造成美国用的“太空尿布”,在世界媒体上爆光,狠狠出过一阵风头。

俄罗斯的出舱服使用短裤式尿布,并设有便器。

在出舱服的研发上,人类的确花了不少工夫。出舱服除了能提供航天员基本生命所需外,重要的是出舱服要有弹性,航天员不需用太大的力气,就能弯臂、用手抓东西,且能灵活使用板手和螺丝刀等工具,保证生命安全并完成任务。

出舱服皆为多层结构,美式14层,由上、下身两部份组成,重130公斤。俄式10层,由前、后两半组成,重110公斤。由外往里看,最外层防辐射紫外线,以耐热尼龙材料制成;紧贴着的是防微陨石兼隔热层,由先进复合纤维材料制成;再进去是一道“限制”层,为控制30至40千帕氧压在太空高真空向外扩张而设,由聚酯类纤维材料制成;再往里几层为数层纯氧气囊加衬里层、氧气运送管道层,气体循环层,液冷“空调”层和最里面的贴身层。

据北京科技报报导,中国已研制出300平方米先进出舱服面料,具有高强度,抗撞击、防辐射,耐高温等特性。“神七”的“飞天号”出舱服是根据俄罗斯“海鹰号”系统基本蓝图设计而成,可是所用的材料及零件,都是21世纪的新产物。尽管外型相似,内芯早已脱胎换骨,青出于蓝而

胜于蓝。

目前人类出舱服,虽已能操作自如,飞翔无碍,但外表皆极臃肿,是20世纪的产物。臃肿是因为氧气气压而来。为了“消肿”,已把氧压调低到接近生理底线,并为了使用这个超低氧压,还不得不付出几小时在天上预先吸氧驱氮的辛劳代价,才能出舱。压力虽低,但在太空高真空中,膨胀依然。航天员一举一动,都要和这个膨胀僵硬的出舱服奋斗。尤有甚之,臃肿的出舱服使手套灵敏度大幅度降低,增加活动困难性。

目前正在研发的出舱服,将使用最先进的生物材料,为现任的出舱服进行减肥瘦身运动,把航天员用类塑料薄膜材料紧缩罩住。贴身的生物材料以80千帕的压力紧压全身。身体在这个压力下,不需预吸氧气,就可由一大气压的太空舱出舱。出舱后,因为没有气体笼罩全身,弯臂蹬腿几和舱内活动接近。

未来的出舱服以不需预吸氧排氦程序就能出舱,和出舱后工作起来省力为主要发展方向。

历史出舱任务

在加加林进入太空3年11个月25天后,苏俄航天员里奥诺夫步出“黎明二号”,成为第一个太空行走的人类。

前文已提到,“上升二号”的舱压为70千帕纯氧,出舱服40千帕纯氧。里奥诺夫拉着超长15米的“脐带”出舱后,发现够不着装在大腿部位的照相机拉绳,几经挣扎,只好放弃(作者认为在微重力下,拉绳位置可能和地面模拟训练时不同。在太空中他可能还是够得到,但摸错地方)。人类第一次出舱存照是由另一架摄影机拍下,为电影片,模糊不清。出舱12分钟后,里奥诺夫没按照预定姿态脚先头后回舱。在极度紧张下,他一头就扎回气球式气闸舱,头下脚上,被卡住了,无法翻身回去关外气闸门。他急得汗流如浆,体温迅速上升1.8摄氏度,心脏砰砰砰加速跳跃,已近休克状态。他本想吞下随身携带的自杀药丸,但决定最后一搏,将出舱服的压力由40千帕降到27千帕,终能勉强翻个个儿,成功地关上外气闸门,喘一口大气,然后加压,开内气闸门,回到内舱。回程中,自动导降系统失灵,改由人工操纵,降落在乌拉尔(Ural)深山老林之中,3月冬雪尚深,群狼眈视,两天后获救。

里奥诺夫不得已释放出舱服的氧气自救,是一个向死神挑战的超级危险动作。出舱前他吸氧排氮只到40千帕纯氧压力,离27千帕的压力还有一段距离。美国出舱服设在30千帕纯氧压力,吸氧排氮预备时间要比设在40千帕的苏俄出舱服多出一倍。里奥诺夫的生理状态显然尚未平衡在27千帕纯氧压力基准线上。他在“黎明二号,”任务后,仍然健康地活着,最合理的解释是他在27千帕压力下停留时间甚短,血液中残余的氮气分子尚无法汇集成较大气泡闯祸。另一个解释是他的体质特佳,血液和血管管壁的优质流体结构,减低了氮气气泡成形速度。

表面看来,“神七”的出舱程序比“上升二号”清爽许多,但为了绝对安全,两位准备出舱的航天员,已在地面中性浮力深水水槽中重复进行模拟失重训练和出舱回舱活动任务训练,以达到完美无缺动作的目标。

里奥诺夫在1975年7月15日参加了“阿波罗-联盟号”太空对接计划(Apollo-Soyuz Test Project,ASTP),为冷战时的美苏凭添一页佳话。

1965年,美苏登月竞赛方酣。要登月成功,需要做两个关键动作:宇宙飞船对接和在月球高真空环境下出舱。要去月球,返回舱得在地球轨道上翻180度的个儿,回头和登月小艇对接。拉出登月小艇后,推进舱返回舱登月小艇,三位一体,脱离地球轨道,奔月。从逻辑上安排,美国认为应先演练对接,再演练出舱。但苏俄没按牌理出牌,先抢“太空行走”秀,继“斯普特尼克”和加加林后,再次令美国措手不及。

太空对接技术难度高,美国本来计划以“双子星四号”(Gemini 4)先只练习“会合”(rendezvous),完成轨道编队飞行。“会合”技术熟练后,再“对接”(docking)。送“双子星四号”上天的最后一节火箭空壳,会跟着双子星宇宙飞船后面,在轨道上飞行一阵子。这火箭空壳就是“双子星四号”的“会合”对象。

但苏俄已下“出舱”重手,美国得急速反应。

苏俄太空行走两个半月后(1965年6月3日),“双子星四号”升空,先执行太空会合任务,再操作临时加进去的出舱活动。

最后一节火箭空壳跟在“双子星四号”后面,“双子星四号”朝火箭空壳方向发动火箭推力,企图和它接近,奇怪的现象发生了。在科幻片中,火箭飞船都是像在大气中的飞机一样,朝目标方向飞去就成。但在太空轨道上,“双子星四号”越想向目标方向推进,结果却越离越远。不信邪,再接再厉,耗掉大半燃料,目标却有绝尘而去的架势。休斯顿控制中心紧急叫停,放弃这项任务。

太空会合牵涉到轨道力学。两船会合,要追要等,全靠调整轨道周期和速度。比如要追同一轨道上前面目标,不得本能向目标方向加速,反得要反本能减速,先进入周期短的小轨道,绕地球一圈后,自然与前方轨道周期长的目标会合,够玄了吧?“双子星四号”两位航天员轨道力学不及格。

主要任务失败,两位航天员极度沮丧和疲倦,先绕地球休息一圈,在澳洲上空,开始全舱减压(作者注:“双子星”宇宙飞船小,没有像“神七”独立的气闸舱)。减压完毕后,舱门弹簧错位,费了九牛二虎之力,终于打开。怀特身牵“脐带”,手持高压气体枪出舱,先绕宇宙飞船一周巡视,左瞄右闪,酷帅齐发,演出一场生猛鲜活的太空行走秀。三分钟后,压力枪气体耗尽。15分40秒后,休斯顿下令回舱,结束了美国第一次出舱活动。

怀特后来入选为“阿波罗一号”航天员,不幸在1967年1月27日地面训练时,纯氧大气的太空舱失火,和另外两位航天员同时罹难。

1969年7月20日,阿姆斯特朗在月球低重力高真空多尘埃环境出舱,为人类完成登月壮举。

1984年2月7日,美国航天员麦肯利斯(Bruce McCandless)由一大气压的航天飞机出舱,第一次演示无“脐带”太空行走。他使用第一代太空摩托艇(Manned Maneuvering Unit,MMU),驶离母船98米。此后,由航天飞机出舱活动频繁,有时每次长达8小时,远远超越太空作秀功能。经过近20年的发展,出舱活动正式投产,包括以后几次哈勃望远镜维修和国际空间站组装任务。

结语

出舱服夹层重重迭迭。结构复杂,在制造过程中,需大量手工缝纫,一针一线,呕心沥血。慈母手中线,游子身上衣,临行密密缝,惟恐迟迟归……“神七”航天员穿着神州母亲精心缝纫的“飞天号”出舱服,带着全世界炎黄子孙的祝福和期盼,走出宇宙飞船,为中华民族的太空事业迈出了一大步!

“神七”出舱任务一小时,表面看来,像是重复苏俄和美国早期的动作,但骨子里,中国“飞天号”出舱服使用大量21世纪先进材料,电子、计算机、通讯科技也内芯全新,今非昔比。更重要的是中国那股气冲霄汉之势。中国渡过了150余年艰辛国运,东方睡狮已醒,经济开始腾飞,太空能力迅速崛起。“嫦娥一号”已把月球三维地表勘测完毕。“神七”和“神八”为“神九”对接铺垫。中国未来建造空间站,登月,高飞,远航。中国按照自己的进度,自力更生,独立前行,一步一个脚印,骄傲自豪地为全人类太空事业做出和平真诚的贡献。

相关文章:

Top