国际空间站发生液氨泄漏航天员紧急天外维修

2013-11-29 10:00广林星云
太空探索 2013年8期
关键词:液氨航宇桁架

□ 广林星云

国际空间站上的“外部主动冷却系统”(EATCS)。居住舱内使用17 ℃的循环水(图中绿色管线)带走多余热量,内部的水冷回路在热交换器(图中深蓝色方块)将热量传递给外部的液氨冷却回路(图中蓝色管线),再由液氨将热量带到散热片(Radiator)辐射出去。外部的液氨冷却回路也为空间站太阳翼提供冷却,确保其发电效能

5月9日,国际空间站的航天员从舱内观察到一些细小的白色片状物在空间站的P6桁架附近四处飘散,与此同时,他们从仪表板上观察到空间站太阳翼附近的冷却泵和流量计内的液氨压力正在降低,且泄漏速度在不断加快。泄漏发生在为空间站外部的大型太阳翼提供冷却的的液氨回路上。如果泄漏继续下去,将可能在48小时内完全中止受影响太阳翼的电力供应。

空间站的航天员和地面控制人员分别调用手持摄像机和空间站外置摄像头来获取更清晰的画面。10日,地面控制中心调用了空间站机械臂,试图对泄漏点进行定位,但未能成功。当日晚,美航宇局作出决定,于 11 日派两名空间站航天员进行舱外行走,以确定泄漏点的位置并试图维修。

“突然忙碌起来了!”航天员汤姆·马什本在他的推特上写道。他和另一名航天员克里斯·卡西迪一起被安排进行这次紧急舱外行走。“空间站外的液氨泄漏迫使我和卡西迪在明天进行舱外行走,我们将试图修复它。”

任务控制小组忙活了一整晚来寻找问题的解决方案,以及针对电力系统目前状况的应急措施。任务管理小组在次日早晨开会,明确本次太空行走可能存在的问题和潜在风险,并向国际合作者们征求建议。

“整个空间站乘组都在为出舱做准备,大伙像是运行在钟点上。我为自己能成为组长而感到骄傲。一群多么杰出能干又好玩的人啊。”本次空间站指令长,克里斯·哈德菲尔德在推特上说。

美航宇局宣称,虽然冷却剂泄漏对空间站电力系统影响严重,但对航天员并无任何危险。空间站的每片大型太阳翼都有独立的冷却回路,经确认,受到影响的是编号为 2B 的太阳翼。为确保空间站的正常运转,所有依靠 2B 线路供电的仪器设备都已切换至其他供电线路,同时其它线路进行分流以保证所有设备和系统能继续全功率运行。

执行本次太空行走任务的两位航天员克里斯·卡西迪和汤姆·马什本都是经验丰富的老手,他们都进行过三次太空行走,其中一次是在2009年乘坐“奋进”号航天飞机并在如今发生泄漏的同一位置——P6桁架上更换即将老化的蓄电池。他们也进行过针对“12种重大情况”的舱外行走训练,这是每个航天员都必须经历的训练。

太空中的国际空间站

与此同时,美航宇局约翰逊航天中心使用名为“中性浮力实验室”——一个12米深,内部装有空间站模型的巨大训练水池来模拟卡西迪和马什本将要在太空进行的任务。欧空局航天员萨曼莎·克里斯托法瑞迪和美航宇局航天员特里·维蒂在水池中演练了本次任务,为的是确保太空人能在适当时间内完成任务,并预先找出潜藏的危险,随后把取得的经验分享给太空中的同事们。

美航宇局并不明确泄漏发生的确切位置。他们将注意力集中到冷却泵和流量计上。这个位置在 2007 年就发生过液氨泄漏,可能是微陨石撞击造成的。2012 年,两名航天员出舱重新布设了冷却管线并安装了一个额外的散热片,这一问题似乎得到解决。那次发生的泄漏在舱外维修时都几乎看不出来,但此次的泄漏从舱内就可以轻易看到。

促使这次太空行走尽快进行的原因之一是目前尚不确定泄漏点的具体位置。如果舱外活动时泄漏仍在发生,航天员用目视就可以轻易确定泄漏位置,但如果液氨已经漏光,定位就变得困难许多。出舱后的第一个任务是锁定泄漏点,随后更换备用的冷却泵和流量计,看看问题是否解决。如果无效,他们将搜索整个区域来寻找泄漏点。美航宇局认为泄漏还可能发生在系统内部的冷却泵上。果真这样,那就不可能快速找到泄漏点了,幸好情况并非如此。

11日晚10时左右,卡西迪和马什本从空间站“寻求”号气闸舱出舱,进行了5小时30分钟的紧急出舱维修任务。与此同时,美航宇局利用舱外的摄像头对全球观众进行了电视直播。两位航天员拆除了P6桁架上被认为引起泄漏的液氨泵和流量计,并安装了备用设施。启用备用设施后,原先的泄漏迹象不再显示。凌晨3时14分,美航宇局宣布,两位航天员成功完成了太空行走,并解决了泄漏问题。“这一天真是令人兴奋,舱外任务完成得顺风顺水。完美的队友,出色的地面指挥,还有热心支持的观众。” 哈德菲尔德队长在他的推特上写道。不过,航天员并未发现拆下的设备有明显故障。

此次泄漏并未影响到哈德菲尔德、马什本和俄罗斯航天员罗曼·罗曼年科三名航天员按计划返回地球。他们在 5 月14 日 7:08 离开空间站返回地面。另外三名航天员卡西迪、俄国航天员亚历山大·米索金以及帕维尔·维诺格拉多夫继续留守在空间站内。

国际空间站P6桁架

航天员紧急出舱施救

地面控制中心人员正在紧张指挥

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