太空趣闻:史上最酷也是最恐怖的太空行走

  浏览量2023-12-08 作者: 电源纹波

  在人类太空行走的57年历史中,很幸运,没有宇航员丧生,但也有过几次死里逃生的经历。

  在人类史上,有数百名宇航员敢于离开他们舒适的宇宙飞船,进入寒冷的虚无空间,只有他们的宇航服来保护他们,这些都是无与伦比的壮举。 我们在这里展示的太空行走是迄今为止最令人难忘的太空行走,尽管其中一些不一定有充分的理由。

  上图:1984年11月14日,美国宇航局宇航员戴尔·加德纳(Dale Gardner)回收了Westar 6卫星。加德纳装备了一种推进装置,叫做载人机动装置,能够直接进行不系绳的太空行走。

  实际上,就我而言,实在是想不出还有几件事能比太空行走更危险。在太空中,进行舱外活动(EVA)是需要巨大的勇气的,也正因为如此,我想借助此文向多年来这样做的数百名宇航员致敬 —— 致敬这些勇敢的男人和女人们。

  1965年3月18日,宇航员阿列克谢·列昂诺夫(Aleksei Leonov)走出他的 Voskhod 3KD 宇宙飞船,成为历史上第一个进行太空行走的人类。列昂诺夫在太空舱外待了近24分钟,其中12分钟是太空行走。这一历史性的成就表明,人类在航天器外工作是可能的,但也不是一帆风顺的。

  大约8分钟后,列昂诺夫的宇航服,包括他的手套和靴子,开始充满氧气。由于担心他无法卷起绳索并通过气闸返回,这位宇航员将自己宇航服的压力降至危及到生命的水平。多年后他说:“当时,我别无选择。”而这个决定,很可能救了他的命。

  列昂诺夫后来在2015年接受媒体采访时表示:“当时,研究部门明确指示我要向任务控制中心报告我所做的一切,最重要的是我降低太空服内部压力的决定。我违反了规定,没有向任务控制中心报告,以避免恐慌蔓延,这引发了一大堆问题。毕竟,在那种情况下,没有人能帮助我。”

  1965年6月3日,美国国家航空航天局(NASA)宇航员艾德·怀特(Ed White)完成了太空行走,成为第一个进行太空行走的美国公民,这个壮举距离列昂诺夫那次大胆的太空行走仅三个月。在双子座4号任务中进行的 EVA 是在夏威夷附近的太平洋上空开始,持续了23分钟。艾德·怀特使用手持的氧气喷射枪(下图显示他拿着的仪器)将自己推出太空舱,并在太空中移动。

  上图:1965年,美国国家航空航天局宇航员艾德·怀特在进行第一次太空行走。

  据NASA称:“最初,怀特用手持喷枪将自己推到8米(26英尺)长的缆绳末端,并三次回到飞船上。在最初的三分钟后,燃料耗尽了,怀特扭动身体,只能拉着缆绳进行操作。”

  怀特在“zip gun”(宇航员称氧气喷射枪为“zip gun”)上碰运气,但幸运的是并没有对他造成损害。双子座 4 号太空行走虽不像列昂诺夫那样引人注目,但它也遇到了一些问题,包括 EVA 期间的通讯不畅,以及难以打开和关闭的顽固舱口。

  艾德·怀特的双子座4号船员搭档詹姆斯·麦克迪维特(James McDivitt)在1999年的一次采访中解释道:“当我们去关闭舱门的时候,它关不上,也锁不上。所以,在黑暗中,我试着在看不见任何东西的一侧摆弄,试着把手套放进这个小槽里,把齿轮推到一起。最后,我们完成了,终于把它锁上了。”试想,如果麦克迪维特没有关闭舱口,那么,两名宇航员肯定会在重返大气层的过程中丧生。

  与1966年6月5日美国宇航局宇航员尤金·塞尔南(Eugene Cernan)进行的第三次太空行走相比,历史上的前两次太空行走简直就是小菜一碟。在这次“双子座 9A”任务中,塞尔南要到达航天器的尾部,并带上一个宇航员机动单元(AMU),或称“火箭包”,这是美国空军开发的。然而,由于塞尔南在太空行走期间经历了多重问题,这一目标未能实现。

  任务中,塞尔南穿着加压服几乎没办法移动(他后来形容这套加压服“像生锈的盔甲一样灵活”),这项任务让他精疲力竭,满身是汗。在太空行走期间,他还表现出令人恐惧的心率升高。被雾蒙住的面罩几乎遮挡了宇航员所有的视线,到达 AMU 时,由于没扶手和立足点,他无法系上安全带。事实上,美国航天局从 双子座 9A 任务中吸取了许多宝贵的经验教训,包括需要在水池中测试宇航服,和安装支撑结构,以帮助宇航员进行 EVA。

  1973年5月14日,当天空实验室发射升空时,空间站的微流星体护盾脱落,太阳能电池板未能部署。当月晚些时候,到达空间站的工作人员检查了空间站,确认护盾和一个太阳能电池板不见了。剩下的太阳能电池板还没有展开,因为它被撕裂的护盾的碎片压住了。这次任务的开始并不顺利,但这些挫折导致太空行走人员对空间站进行了第一次维修。

  上图:1973年,太空实验室2号机组成员约瑟夫·科文(左)和查尔斯·康拉德(右)在释放被卡住的太阳能阵列。

  1973年6月7日,美国宇航局宇航员查尔斯·康拉德(Charles Conrad)和约瑟夫·科文(Joseph Kerwin)离开太空实验室,花了3小时25分钟进行所需的修复工作(这是当时最长的太空行走)。一个特别可怕的时刻是,宇航员被扔到太空中,因为他们解开了卡住的铰链,但系绳阻止了他们漂浮。正如NASA所描述的,“这次修复 EVA 行动的成功,使NASA有信心计划天空实验室项目的其余部分,就获得的研究结果的数量和质量而言,远超于了飞行前的预期。”

  上图:宇航员斯维特拉娜·萨维茨卡娅(Svetlana Savitskaya)在她1982年历史性的太空飞行后回答记者问题。

  宇航员斯维特拉娜·萨维茨卡娅(Svetlana Savitskaya)是第一个执行 EVA 的女性,她在1982年8月完成了联盟号 T-12 任务的一部分。在她3小时35分钟的历史性太空行走中,萨维茨卡娅完成了一些焊接工作,成为历史上第一位在太空中完成这一壮举的人。萨维茨卡娅与宇航员弗拉基米尔·扎尼别科夫(Vladimir Dzhanibekov)一起进行了金属喷涂,并对一种新的多功能工具进行了测试。

  上图:1983年,STS-6 宇航员F·斯托里·马斯格雷夫(左)和唐纳德·彼得森第一次在航天飞机上进行 EVA。

  第一次在航天飞机外进行的太空行走,发生在1983年4月7日。NASA宇航员F·斯托里·马斯格雷夫(F. Story Musgrave)和唐纳德·彼得森(Donald Peterson)进行了这次历史性的 EVA,它发生在挑战者号航天飞机的处女航期间。

  直到1984年,每一次 EVA 都是用安全绳进行的。这种情况在 STS-41-B 任务期间发生了改变,NASA宇航员布鲁斯·麦克坎德利斯(Bruce McCandless)在挑战者号航天飞机外冒险完成了一次无绳太空行走。麦克肯多斯利用载人机动单元(MMU)做到了这一点,这使他能够从航天飞机漂移300英尺(91米)以上。24个小型压缩氮气推进器为该装置提供动力,而扶手上的一对运动控制手柄使麦克肯多斯可以在太空中操纵自己。我必须得说,这次太空行走真的需要极大的勇气。

  上图:天哪!居然没有系绳。NASA宇航员布鲁斯·麦克坎德利斯在这场历史性的自由太空行走中。

  麦克坎德利斯和机组成员罗伯特·斯图尔特(Robert Stewart)在 STS-41 任务中只是测试了新装置,但在1984年11月的 STS-51-A 任务中,该装置得到了很好的利用,当时宇航员使用推进装置捕获了两颗未能到达正常轨道的通信卫星。

  上图:1988年,NASA宇航员杰里·罗斯和詹姆斯·纽曼在国际空间站进行了第一次EVA。

  1988年12月7日,在刚刚成立的国际空间站进行了第一次太空行走。NASA宇航员杰里·罗斯(Jerry Ross)和詹姆斯·纽曼(James Newman)负责连接空间站前两个模块“曙光号”(Zarya)和“团结号”(Unity)之间的电缆和数据线。

  上图:在1993年哈勃太空望远镜的第一次维修任务中,宇航员安装了一套专门的透镜,以纠正导致图像模糊的问题。

  你可能有所不知,哈勃太空望远镜在1990年发射后不久就经历了一些严重的“视力”问题。经评估,这样的一个问题被认为是能解决的,这也使得航天飞机的服务任务成为可能。这些任务是为了延长太空望远镜的寿命。据NASA称,哈勃望远镜是第一个被设计成供宇航员在太空中做维修、更换部件,并用新仪器更新其技术的望远镜。从1993年到2009年,总共进行了5次服务任务,都需要宇航员在航天飞机外(EVA)工作。

  上图:STS-120宇航员斯科特·帕拉津斯基站在机械臂上,检查太阳能电池板上的裂口。

  在国际空间站执行 STS-120 任务期间,宇航员重新配置了空间站的动力系统,这要求他们卷起,然后展开两个太阳能电池板。第一个电池板阵列重新打开,没问题,但第二个阵列出现了一个严重的撕裂(见上图)。NASA 解释了这样的一个问题是怎么样才能解决的:

  与机上机组人员合作,任务管理人员制定了一项计划,让其中一名宇航员从根本上缝合面板上的裂口。 巧的是,STS-120太空行走的两名宇航员之一斯科特 E. 帕拉辛斯基(Scott E. Parazynski)正好是一名医生,他充分运用了自己的缝合技巧。 帕拉辛斯基被固定在一个便携式的脚部限制器上,不仅被悬挂在空间站的机械臂上,还被悬挂在通常用于检查轨道飞行器瓦片的吊杆上,这种临时安排为帕拉辛斯基提供了足够的伸手可及的距离,让他可使用一种名为“袖扣”的新设计工具成功修复破损的阵列。在他将五个袖扣固定到损坏的面板上后,空间站内的工作人员在帕拉辛斯基监控下将阵列完全展开。

  正如上图所示,这是风险较高的 EVA 之一,幸运的是,整一个完整的过程没发生任何事故。

  上图:在对宇航员卢卡·帕尔米塔诺的宇航服来测试时,能够正常的看到头盔内的水。

  太空行走历史上最可怕的时刻之一发生在2013年7月16日,欧洲航天局宇航员卢卡·帕尔米塔诺(Luca Parmitano)的头盔进水了。事件发生后,帕尔米塔诺写了一篇博客,详细描述了他悲惨的经历:

  水几乎完全覆盖了我的面罩,粘在上面,模糊了我的视线。我认识到,为了越过线路上的一个天线,我必须把身体移到垂直的位置,这也还是为了我的安全缆绳能正常回收。在那一刻,当我“颠倒”的时候,两件事发生了:太阳下山,我已经被水侵蚀的视力完全消失了,使我的眼睛变得无用;但更糟糕的是,水淹没了我的鼻子 —— 这是一种很糟糕的感觉,我徒劳地试图通过摇头来移动水,但这使我的感觉更加糟糕。到现在为止,头盔的上半部分已经充满了水,我甚至不能确定我下次呼吸的时候,我的肺里会充满空气而不是液体。更糟糕的是,我认识到,我甚至不知道该往哪个方向走才能回到气闸。我看不到前方几厘米远的地方,甚至看不清我们在空间站里走动时使用的把手。

  随后,对帕尔米塔诺宇航服的测试重现了这样的一个问题,显示了头盔里可怕的积水(见上图)。水仍然是 NASA 的一个问题。今年5月,由于这样的一个问题,NASA暂停了国际空间站的非关键太空行走,同时正在做出详细的调查。这样的一个问题可能会通过下一代的宇航服得到解决,但目前这些可以追溯到航天飞机时代的宇航服还不够理想。

  上图:NASA宇航员克里斯蒂娜·科赫和杰西卡·梅尔在首次全女性 EVA 中。

  2019年10月21日,NASA宇航员克里斯蒂娜·科赫(Christina Koch)和杰西卡·梅尔(Jessica Meir)参加了第一次全女性太空行走。两人成功的更换了国际空间站桁架结构上的一个有故障的电池充电器。

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