在太空如何行走

2021-08-23 10:25庞之浩
新传奇 2021年28期
关键词:水槽神舟航天员

庞之浩

太空行走技术难点有三个:一是太空无路可走;二是航天员在失重状态下没法用腿行走,主要是靠手;三是舱外环境十分恶劣,如果出舱活动系统中某个重要部件出现故障,就有可能危及航天员的生命安全。

2021年7月4日8时11分,航天员刘伯明成功开启天和核心舱节点舱出舱舱门。截至11时02分,刘伯明和汤洪波身着中国自主研制的新一代“飞天”舱外航天服,先后从天和核心舱的节点舱成功出舱。14时57分,经过约7小时的出舱活动,神舟十二号航天员乘组密切协同,圆满完成出舱活动期间全部既定任务。刘伯明、汤洪波安全返回天和核心舱,标志着我国空间站阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功。

为何要进行太空行走

航天员为何要进行出舱活动?或者说,为什么要进行太空行走?

简单地说,太空行走主要有六大用途:一是在太空组装、扩建空间站,二是在太空维修、维护航天器,三是回收、维护与释放卫星,四是完成一些科研任务,五是进行紧急太空救援,六是载人登月和载人登火星等。所以,太空行走很重要。

当前在轨运行的国际空间站都是由航天员通过多次太空行走才完成在轨组装的。

随着太空行走技术的发展,太空行走的方式越来越多。按出舱活动的目的和任务可分为四种:第一种是验证类出舱活动,第二种是组装类出舱活动,第三种是维修类出舱活动,第四种是有效载荷类出舱活动,即回收、修理和释放卫星或在月面安装实验装置、采集月岩标本等。

2008年航天员翟志刚进行的我国第一次太空行走属于验证类出舱活动。而这次神舟十二号航天员进行的太空行走属于组装类出舱活动或有效载荷类出舱活动。由于这次太空行走时间很长,而且要完成复杂的舱外安装任务,所以难度比翟志刚首次太空行走大不少。

如何训练太空行走

太空行走技术非常復杂,因此必须进行大量的训练。其中最重要的训练是在水槽中进行。因为这种方法可以给航天员提供模拟失重的训练环境,是最为有效的训练手段。

我国航天员中心的中性浮力水槽呈圆形,直径23米,深10米,为亚洲最大。在水槽训练时,需通过调整航天员水槽训练服上的配重铅块,使航天员既不浮上来,也不沉底,从而模拟失重环境的操作效应。

通过中性浮力水槽训练,可使航天员体验和熟练掌握模拟失重状态下身体的运动与姿态控制,以及出舱活动操作的特点、方法、技巧和技能等。

由于太空行走技术非常复杂,所以凡是要在舱外进行的操作,一般要在水槽内练习60次左右。神舟十二号航天员每次在水槽里训练时,都要穿200多公斤的水槽训练服,训练几个小时。往往训练结束后累得连筷子都拿不住。

太空行走难在哪儿

太空行走技术难点有三个:一是太空无路可走;二是航天员在失重状态下没法用腿行走,主要是靠手;三是舱外环境十分恶劣,如果出舱活动系统中某个重要部件出现故障,就有可能危及航天员的生命安全。

其实,航天员进行太空行走时大部分时间是从一个工作位置移动到另一个工作位置。因此,在太空行走中如何有效地进行身体移动是一项非常重要的技术。在太空失重环境中移动身体,关键是要慢、要小心谨慎、要不慌不忙,同时要控制好身体,不要接触到任何飞行中的物体,不要快速移动,否则会产生不必要的旋转……

太空行走与在模拟失重水槽中的训练还不完全相同。在水槽中训练时,由于水的阻力较大,所以航天员做动作时比较缓慢。但是在太空行走中没有阻力,航天员的动作灵活性增强,因而容易失控。比如,拧一个螺丝,如果用劲太大,人可能会跟着旋转。

太空行走曾出现过哪些险情

至今,虽然在太空行走中没有出现过人员伤亡的情况,但还是遇到了许多危险。其中最危险的一次就是1965年太空行走第一人列昂诺夫出舱后,因舱外服的限制层发生故障,使服装鼓了起来,差点儿没能返回舱内。

在太空特殊的环境下,航天员容易得空间运动病,对太空行走影响较大。1969年3月,阿波罗九号航天员施韦卡特在升空第二天准备出舱时突然呕吐。他这是患上了空间运动病,为此,推迟了他出舱的时间。因为如果在太空行走过程中呕吐,呕吐物会飘在头盔内没法处理,并可能被航天员吸入肺中造成严重后果。为了减少空间运动病的影响,现在航天员一般是在上天后的第三天才进行太空行走。

最常见的问题大都与舱外航天服故障有关。2013年7月16日,意大利航天员帕尔米塔诺在太空行走时由于突遇头盔漏水故障差点儿被淹死。后来他使用安全绳才把自己“拉”回了国际空间站舱门内。所以,拥有一套安全可靠又轻便灵巧的舱外航天服是非常重要的。

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