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太空行走:危险的浪漫

中国航天报
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人类自古以来便怀有对深邃太空无垠的渴望。不论是明朝万户飞天的无所畏惧,还是加加林首探太空的一往无前,人们总是希望能够离星空近一点、再近一点。而现在,人类已经可以孤身一人去拥抱太空,与太空来一场面对面的拥抱,这便是太空行走,也称为空间出舱活动。

太空诚然美丽,但在它的壮丽面前人类的生命渺若蝼蚁。面对太空高真空、高辐射、高温差的极端环境,需要给予太空行走的航天员全面保障。舱外航天服就是一艘微型航天器,以确保航天员的生命安全。

太空行走是发展载人航天及载人空间站事业不可或缺的技术,对于空间站在轨建造、舱外实验、紧急抢险等任务具有举足轻重的意义。

太空行走先驱

太空行走技术是在美苏两国太空竞赛期间突破的。该名词最早由美国提出,仅特指阿波罗登月计划中航天员在月表的出舱活动。然而,苏联在太空竞赛早期保持着领先的地位,他们率先在1961年4月12日发射了东方号载人飞船,加加林成为首位进入太空的人类。而后在1965年3月18日,苏联又率先发射了上升2号载人飞船,进行人类首次太空行走试验。

上升2号成员由帕维尔·别利亚耶夫与阿列克谢·列昂诺夫组成,列昂诺夫负责执行首次太空行走任务。由于太空竞赛十分激烈,美苏双方的航天器经常在匆匆忙忙的状态下发射,许多论证、设计与测试工作并不完善,任务常常充满险情,本次任务也不例外。

发射升空90分钟后,列昂诺夫穿上舱外航天服进入狭小的气闸舱,这一身舱外航天服可以为他提供45分钟的氧气供给。气闸舱负责太空行走时舱内与舱外环境的切换,一道门通向加压的飞船内部,一道门通向真空的宇宙空间。他开启太空之门,成功进入未曾有人类到达的危险空间。他的任务只有两个:在气闸舱外安装照相机拍摄他的太空行走过程,并使用胸前的照相机拍摄上升二号飞船。

然而,由于舱外航天服内充满气体,但航天服外是真空环境,舱内航天服像一个气球一样肿胀起来,所有可以活动的关节都在膨胀下变得坚硬无比,他的双手已经无法碰触到胸前相机的快门,为航天器拍照的任务只好作罢。

出舱12分钟后,列昂诺夫准备回到气闸舱。新的问题更加紧迫,因为航天服膨胀,他难以进入直径1.2米的气闸舱——这是生与死的考验,无法回到气闸舱他就会被永远留在茫茫太空中了。情急之下,列昂诺夫首先释放了航天服内的部分气体,气压甚至低于安全极限,以使航天服不是那么臃肿。其次,原本他应让下半身先进入气闸舱,但这实在难以操作,他只好倒栽进入气闸舱,担着患上减压病的风险在舱内进一步降低气压,废了九牛二虎之力勉强翻过身来,成功关闭了闸门。

就这样,列昂诺夫有惊无险地成为了人类首位太空行走的英雄。当然,这趟惊险的旅途还没完,由于飞船自动着陆系统损坏,飞船降落在距离预定着陆区386千米外荒凉的森林中。两人在寒冷的乌拉尔山脉荒野求生,直到两天后才与搜救队会合。

同年6月3日,美国发射双子座4号载人飞船,由艾德·怀特进行了美国第一次太空行走,持续了21分钟。

月球漫步

由于月球没有大气环境,同是高真空、高宇宙辐射、高温差的极端环境,在月表进行活动也是太空行走的一种,也需要特殊的舱外航天服为航天员提供生命支持。

美国阿波罗11号飞船于1969年7月21日在月表着陆,航天员阿姆斯特朗与奥尔德林进行了第一次月表太空行走。着陆6个半小时后,阿姆斯特朗将他的左脚踏上松软的月球表面,说出了那句永载史册的话:“这是我个人的一小步,却是人类的一大步。”而后他与奥尔德林在月表活动了约135分钟,收集了21.55千克月岩样本带回地球。

后来,除阿波罗13号在奔月途中发生险情并平安返回外,阿波罗登月计划共计有12名航天员进行了月球漫步,采集回383千克月壤,并且在月球表面布置了被动地震仪、地月激光测距实验的反射器阵列等一系列实验设备。

中国人的太空脚步

2008年9月25日,翟志刚、刘伯明与景海鹏乘神舟七号飞船直上云霄。两天后,翟志刚身着我国自主研制的“飞天”舱外航天服挥动五星红旗在太空飘扬、“我已出舱,感觉良好”的名场面成为一代经典,圆满完成了中国首次太空行走的目标。

然而,这次太空行走背后险象环生。太空的真空环境与地面试验仍有差距,这导致翟志刚竟然无法开启舱门。当时,出舱全程正在进行现场直播,在全国人们殷切期盼下他们临危不乱,刘伯明就地取材使用一根金属棍当作撬棍,费了九牛二虎之力终于开启舱门,胜利在望。然而,翟志刚成功出舱后却收到了极其危险的警报——仪表显示轨道舱火灾。面对生死考验,他们毅然决定调整出舱任务次序,提前展示五星红旗。

后来分析表明,这只是一次误报,是舱门开启后阳光直射舱内的温度传感器导致的,为后续载人航天器的相关设计提供了十分宝贵的经验。3位航天员临危不乱、镇定自若的表现将特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献的载人航天精神展现得淋漓尽致。

如今正值中国空间站建设阶段,空间站建造过程中太空行走是必不可少的。已经成功返回的神舟十二号、神舟十三号乘组各进行了两次太空行走任务,进行了安装舱外热控扩展泵组、抬升全景相机、组装舱外工具箱等工作,并且全面验证了中国第二代“飞天”舱外航天服的出色性能,检验了航天员与机械臂协同工作的能力,助力中国空间站关键技术验证阶段圆满完成。

最近,中国空间站迎来“问天实验舱”,还将迎来“梦天实验舱”,整体规模达100吨级别的中国空间站将在年内建造完成。新舱段的到来意味着还有艰巨的太空行走任务需要航天员去执行。相信中国航天员可以游刃有余地完成这些任务,同时带领全国甚至全世界人民一起欣赏外太空美丽的风景,中国人的探索太空脚步一定会走得更稳、更远。

评论
能胜任的平易近人的
太傅级
人类对太空探索的每一步,都是千千万万科研工作者智慧和汗水的结晶。
2022-08-08
科普要发达
大学士级
人类对太空探索的每一步,都是千千万万科研工作者智慧和汗水的结晶!!!
2022-08-08
中山小学校科普工作者
庶吉士级
人类对太空探索的每一步,都是千千万万科研工作者智慧和汗水的结晶!!
2022-08-08