宇宙空间,危险重重。无论是宇宙辐射、真空环境,还是太空垃圾、小行星碎片,都随时有可能带来各种意外。尽管如此,我猜你还是不想做一名“太空宅”。那么,请做好思想准备:在太空里出舱活动可比在地球上出门难多了!
出舱活动是工作
也许你原本想要的是去群星间嬉戏,但航天员的出舱活动可不是为了好玩,也不是为了呼吸新鲜空气或锻炼身体。至少在目前,航天员出舱只是为了做以下四大类工作。
组装
由于飞船的运载能力有限,因此不能将大型设施一次性运上太空,只能分舱段逐个运送。这时候就需要航天员在舱外对各舱段进行协助组装,国际空间站正是这样建设的。
维修
宇宙环境对人类很危险,对航天器也一样。机器人目前还难以胜任高精细度的维修工作,当舱外的空间设备发生故障,许多维修工作只能由航天员亲自进行了。
救援
当舱外的航天员陷入危险,就需要其他航天员出舱救援,因此可以说出舱是每位航天员的必备技能。
科研
在天体表面采集样本,登陆其他星球,甚至未来可能需要建立太空基地,都需要航天员出舱操作。一些在宇宙空间中进行的实验,也需要航天员出舱在舱外安装实验装置并回收。
平安回家很重要
开开心心出门去,平平安安回家来,这一点无论在地球上还是在太空中都一样。不过,在太空中可没法像在地球上一样“脚踏实地”地出门。对于没有重力、没有土地的太空,如果采取了错误的出门方式,航天员就很可能会飘进宇宙深处。为了防止“走丢”,航天员的舱外活动主要通过两种方式进行。
“脐带”式
早期的生命保障系统有一根与飞船连接的“脐带”,航天员所需要的氧气、压力、冷却物质、电源、通信等都是通过“脐带”由航天器提供的,可以说这是航天员在舱外活动的生命线。
“自由”式
航天员也可以通过载人机动装置在舱外活动。只要通過手控器控制高压氮气从安装在不同部位的推力器喷出,就能改变飞行的速度、方向和姿态。同时,该装置还有通风供氧和温湿度调节功能,确保航天员正常生存。
当然,无论哪种方式都不能走得太远。“脐带”式的活动会受到“脐带”长度的限制,如果贸然加长,“脐带”可能会缠在航天器上;“自由”式的活动也通常处于航天器100米范围内,如果距离过远,一旦发生意外,将很难获得同伴的帮助。
1984年,宇航员布鲁斯·麦坎德利斯进行了第一次不系带出舱活动,来到了距离航天飞机将近100米的地方。
准备完毕再出舱
告诉家人你在哪儿
如果你要出门,除了要看天气预报,还必须与家长保持联系,让他们知道你的位置和状况。同样,为了确保航天员能够顺利出舱,地面的工作人员也要全面、准确、及时地了解航天员所处的太空环境,与航天员保持联络,尽可能排除安全隐患。
穿戴整齐再出门
当然,你还要根据室外的环境选择合适的穿戴,防止中暑或感冒。航天员在出舱前也要进行类似的准备工作。在宇宙中,舱内外的温差超过200摄氏度,航天员需要穿着航天服才能在高辐射、真空的寒冷宇宙中进行舱外活动。
随时准备应对危险
当你来到户外,要学会远离各种危险。但是对于探索宇宙的航天员而言,危险是不可避免的,因此他们需要提前做好准备。比如中国空间站里的中国航天员,他们除了要在地面上接受一系列训练外,在进驻空间站后,还会开展包括新宇航服启封、机械臂操作、医疗救护等多项与安全相关的演练。
2021年11月7日,神舟十三号航天员在出舱前还进行了首次在轨紧急撤离演练。一旦在出舱过程中发生意外,影响到整个空间站的安全,航天员们就可以在必要的情况下放弃空间站,进入返回舱逃生。
找到你的好帮手
对于航天员而言,独自出舱可不只是感到孤独和无趣这么简单,因为一旦发生意外,他们很可能得不到及时的帮助,进而造成更严重的后果。而且,个人的力量毕竟有限,有许多任务都是需要航天员们在舱外合作才能完成的。可是,如果没人能陪你一起出舱呢?没关系,那就给自己找个“钢筋铁骨”的好帮手吧!
航天员的好帮手就是空间机械臂。留守在舱内的航天员通过操纵机械臂,可以将出舱的同伴送至目标地点执行任务。机械臂上还贴心地设置了扶手、踏板以及固定装置,防止航天员飘走。而且,空间机械臂本身就是一个智能机器人,具备一定的精确操作能力和视觉识别能力,即便没有人操控,它也能自主分析问题,给出舱航天员当好助手。
天宫空间站上配置的空间机械臂长度超过10米,有7个关节,可以搬运重达25吨的物体,也是宇航员出舱活动的重要工具。尽管机械臂很灵活,但这样的“大手”也注定它难以完成一些精细的工作。
未来,如果你进入人类的太空基地,为了不成为一名太空“家里蹲”,你需要学习和训练的内容或许会比前面提到的要多得多。不过,对于依然生活在地球上的我们,还是应该从安全出门做起。希望有一天,你也能跨出自己在太空中的第一步!