2022-10-21 09:17

宇航员如何完成危险的太空行走

illustration of astro<em></em>naut floating in space

对阿列克谢·列奥诺夫来说,太空中的色彩比地球上的要美丽得多。没有哪张照片能比得上这位已故俄罗斯宇航员1965年在他的母星上空漂浮数百英里时所经历的:深蓝色的曲线悬在深黑的太空中;落日的余晖,红色、绿色和黄色的线条掠过地平线。其他的探险家也分享过这种超凡脱世的视角,但当时没有人能像列奥诺夫那样,在历史上最早的太空行走中,从安全的宇宙飞船之外看到它。

只有一根16英尺长的绳索作为他的生命线,沃斯科德2号任务的飞行员独自飘过近地轨道。但12分钟后,当他的太空服膨胀到无法穿过航天飞机的气闸门时,敬畏变成了恐慌。他担心,作为第一个穿着西装探索浩瀚太空的人,他也可能是第一个迷失其中的人。

如今,太空行走,也被称为舱外活动或eva,已经很常见了。自1998年以来,国际空间站(ISS)上的宇航员已经进行了250次,花费数小时在地外空间安装或修理科学设备。但是,即使宇航员在受控环境之外漫游变得更加熟练,宇航服背后的技术也得到了改进,事故或死亡的风险仍然存在。

在列昂诺夫的案例中,大气压力的下降导致他宇航服里的空气膨胀到危险的程度。如果他试图释放气体和减压,他就有可能失血过多而窒息。他决定抓住这个机会,迅速打开衣服上的一个阀门,让它瘦一些,然后溜回室内。与此同时,苏联航天局切断了对此次任务的全国广播,以避免引起公众恐慌。列昂诺夫回到地球后受到了英雄般的欢迎,直到他分享了自己的故事,大家才意识到他所面临的危险。

自从列昂诺夫的开创性探索以来,各国都提高了太空行走的安全和训练标准。美国国家航空航天局的宇航员在水箱和零重力飞机中练习EVA程序,在轨道上的每一个小时都要在水下度过近7个小时。最近,他们在虚拟现实中练习。

因此,今天的宇航员为舱外飞行做好了充分的准备,退休的NASA有效载荷指挥官杰夫·霍夫曼说。在他的职业生涯中,他进行了四次太空行走。1985年,他的首次亮相恰好是该机构历史上第一次计划外的亮相,当时他冒险走出航天飞机,试图修复一颗损坏的卫星。霍夫曼在谈到3小时的EVA时说:“这表明(太空行走)训练是多么好。”“我觉得很舒服,尽管这是计划外的。”

自列昂诺夫时代以来,设备也得到了改进,使宇航员能够长途跋涉更长时间。就像单独的宇宙飞船一样,宇航服提供氧气,调节温度,排出呼出的二氧化碳。其他小的增加使eva更加安全和舒适,包括机组人员用来在短时间内推动自己前进的设备,提高机动性的结构外立面护栏,头盔内防雾涂层,以及由多层绝缘材料和坚韧、灵活的织物制成的保暖手套。

然而,危险是真实存在的。2013年,意大利宇航员卢卡·帕尔米塔诺(Luca Parmitano)在一次太空行走中差点淹死,因为他的头盔被之前从宇航服冷却系统泄漏出来的水淹没了。宇航员也可能面临疲惫或冒血的“弯曲”,这是由快速的压力变化引起的,同样也危及到水肺潜水员。

太空垃圾以每小时1.8万英里的速度飞行,构成了另一种风险——霍夫曼说,随着物质在地球轨道上积累,这种风险正在变得更糟。2021年底,美国宇航局因为漂浮的碎片取消了一次国际空间站的EVA。虽然还没有宇航员被击中,但穿破的太空服可能很快就会致命。

即使太空行走变得越来越常见,发生灾难的可能性也永远不会完全消除。霍夫曼说,毕竟,这是一份像坐在装载完毕的火箭上一样的工作。“我完全有信心,如果发生了什么我们能做的事情,我们会做正确的事情。如果发生了我们无能为力的事情——为什么要担心呢?”他解释道。“我冒这个险是因为我们有有用的工作要做。”