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無系繩太空行走: 飛來飛去並非『耍酷』
來源: 科技日報  作者:  編輯:包天墅  2018-01-01 13:55:00

內容提要:好萊塢大片《地心引力》中最扣人心弦的,是面臨絕境的女主角憑借滅火器,從聯盟號飛船『飛』到『天宮空間站』,最後得以駕駛神舟飛船返回地球。

  好萊塢大片《地心引力》中最扣人心弦的,是面臨絕境的女主角憑借滅火器,從聯盟號飛船『飛』到『天宮空間站』,最後得以駕駛神舟飛船返回地球。可惜這是電影,否則她這項壯舉無疑將刷新人類無系繩太空行走的紀錄。

  近日航天界傳來噩耗,現實中的無系繩太空行走紀錄創造者——美國航天員布魯斯·麥克坎德雷斯二世於12月21日去世,享年80歲。他在挑戰者號航天飛機第四次飛行任務中,完成了人類首次無系繩太空行走,並創下了最遠『行走』紀錄。

  『噴氣背包』最大速度為每秒3米

  『太空行走』是人們對航天員出艙活動的形容。這是載人航天工程中進行大型設備在軌安裝、航天器檢查和維修等活動的必備技術。

  『航天員置身太空失重環境,腳下無路,嚴格來說不能算「走」。』航天專家龐之浩向科技日報記者介紹,太空行走主要有三種方式,按照動作,可簡單分為『爬』『站』『飛』。

  最常見的方式,是航天員借助航天器表面的扶手,像攀岩一樣『爬行』。2008年9月27日,神舟七號航天員翟志剛探出軌道艙,一手抓住舷梯,一手向鏡頭致意,完成了中國人的首次太空行走,成為世界上第354個出艙活動的航天員。

  像國際空間站這樣龐大的航天器,如果全靠航天員『攀岩』作業,既費時又費力。好在它裝有機械臂,航天員可以『站』在其末端,像乘雲梯一樣前往作業地點。

  最炫酷的太空行走方式,是航天員借助載人機動裝置,像『阿童木』一樣飛行。這種裝置可以噴出高壓氮氣,每套裝置有兩套系統備份,以保障安全。此類裝置最早出現在美國『雙子星座』飛船上,為手提式,共有3個噴嘴,2個朝後1個朝前。不過該裝置並非用於飛來飛去地『耍酷』。龐之浩說,它的主要作用,是幫助航天員在緊急情況下快速返回氣閘艙。

  1984年2月7日,麥克坎德雷斯不系安全帶,背負一套價值3000萬美元、重111公斤的『噴氣背包』,以每秒10厘米的速度進入太空。他飛出了近百米,想測試該裝置到底能飛多遠。

  麥克坎德雷斯所用『背包』昂貴且笨重,因而美國後來又研制了新一代載人機動裝置,價值700萬美元,體積更小,裝有24個噴氣設備,可作6個自由度的機動控制,最大速度為每秒3米,工作時間為13分鍾。龐之浩介紹,航天員可通過航天服前面的開關控制噴氣,實現各個方向的移動。該裝置已經用於國際空間站的組裝、維修和救援。

  好幾次航天員差點有去無回

  不論用哪種方式,太空行走並非想象中那麼愜意。龐之浩說,這項活動風險很大,太空環境、氣閘艙、航天服、人為失誤等因素,都會對安全造成影響。雖然目前沒有發生過人員死亡,但出現過不少事故。

  大多數事故與航天服有關,其中,意大利航天員盧卡·帕米塔諾在2013年的遭遇令人稱奇——他差點在頭盔裡被淹死!帕米塔諾在艙外作業時,突然有大量水灌入他的頭盔,很快淹沒了嘴、鼻子和耳朵。一時間,他如同頭戴一個魚缸,整個臉幾乎都泡在水裡,聽不見也看不見。幸運的是,最後他憑記憶安全返回了空間站。經查,事故原因是航天服冷卻水浸入呼吸系統,灌進頭盔的水達到近1.5昇。

  氣閘艙的故障同樣危險。1990年,兩名俄羅斯航天員走出和平號空間站時,在氣閘艙還未完全減壓時就打開艙門,瞬間湧入的氣體損壞了艙門鉸鏈。於是,他們『回家』時關不上門了。一番折騰未果,他們只好通過量子二號應急氣閘艙返回。半年後,新一批航天員帶去合適的工具,纔將該故障排除。

  相比設備故障,人為失誤更讓人頭疼。1977年,聯盟26號航天員羅曼連科將腦袋探出艙外,心情激動。但他正要投身太空時,被同伴格裡奇科一把抓住。原來他沒系安全帶。

  『好幾次事故中,航天員差點有去無回。』龐之浩說。

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