龐之浩
太空行走技術(shù)難點有三個:一是太空無路可走;二是航天員在失重狀態(tài)下沒法用腿行走,主要是靠手;三是艙外環(huán)境十分惡劣,如果出艙活動系統(tǒng)中某個重要部件出現(xiàn)故障,就有可能危及航天員的生命安全。
2021年7月4日8時11分,航天員劉伯明成功開啟天和核心艙節(jié)點艙出艙艙門。截至11時02分,劉伯明和湯洪波身著中國自主研制的新一代“飛天”艙外航天服,先后從天和核心艙的節(jié)點艙成功出艙。14時57分,經(jīng)過約7小時的出艙活動,神舟十二號航天員乘組密切協(xié)同,圓滿完成出艙活動期間全部既定任務(wù)。劉伯明、湯洪波安全返回天和核心艙,標(biāo)志著我國空間站階段航天員首次出艙活動取得圓滿成功。
為何要進(jìn)行太空行走
航天員為何要進(jìn)行出艙活動?或者說,為什么要進(jìn)行太空行走?
簡單地說,太空行走主要有六大用途:一是在太空組裝、擴(kuò)建空間站,二是在太空維修、維護(hù)航天器,三是回收、維護(hù)與釋放衛(wèi)星,四是完成一些科研任務(wù),五是進(jìn)行緊急太空救援,六是載人登月和載人登火星等。所以,太空行走很重要。
當(dāng)前在軌運(yùn)行的國際空間站都是由航天員通過多次太空行走才完成在軌組裝的。
隨著太空行走技術(shù)的發(fā)展,太空行走的方式越來越多。按出艙活動的目的和任務(wù)可分為四種:第一種是驗證類出艙活動,第二種是組裝類出艙活動,第三種是維修類出艙活動,第四種是有效載荷類出艙活動,即回收、修理和釋放衛(wèi)星或在月面安裝實驗裝置、采集月巖標(biāo)本等。
2008年航天員翟志剛進(jìn)行的我國第一次太空行走屬于驗證類出艙活動。而這次神舟十二號航天員進(jìn)行的太空行走屬于組裝類出艙活動或有效載荷類出艙活動。由于這次太空行走時間很長,而且要完成復(fù)雜的艙外安裝任務(wù),所以難度比翟志剛首次太空行走大不少。
如何訓(xùn)練太空行走
太空行走技術(shù)非常復(fù)雜,因此必須進(jìn)行大量的訓(xùn)練。其中最重要的訓(xùn)練是在水槽中進(jìn)行。因為這種方法可以給航天員提供模擬失重的訓(xùn)練環(huán)境,是最為有效的訓(xùn)練手段。
我國航天員中心的中性浮力水槽呈圓形,直徑23米,深10米,為亞洲最大。在水槽訓(xùn)練時,需通過調(diào)整航天員水槽訓(xùn)練服上的配重鉛塊,使航天員既不浮上來,也不沉底,從而模擬失重環(huán)境的操作效應(yīng)。
通過中性浮力水槽訓(xùn)練,可使航天員體驗和熟練掌握模擬失重狀態(tài)下身體的運(yùn)動與姿態(tài)控制,以及出艙活動操作的特點、方法、技巧和技能等。
由于太空行走技術(shù)非常復(fù)雜,所以凡是要在艙外進(jìn)行的操作,一般要在水槽內(nèi)練習(xí)60次左右。神舟十二號航天員每次在水槽里訓(xùn)練時,都要穿200多公斤的水槽訓(xùn)練服,訓(xùn)練幾個小時。往往訓(xùn)練結(jié)束后累得連筷子都拿不住。
太空行走難在哪兒
太空行走技術(shù)難點有三個:一是太空無路可走;二是航天員在失重狀態(tài)下沒法用腿行走,主要是靠手;三是艙外環(huán)境十分惡劣,如果出艙活動系統(tǒng)中某個重要部件出現(xiàn)故障,就有可能危及航天員的生命安全。
其實,航天員進(jìn)行太空行走時大部分時間是從一個工作位置移動到另一個工作位置。因此,在太空行走中如何有效地進(jìn)行身體移動是一項非常重要的技術(shù)。在太空失重環(huán)境中移動身體,關(guān)鍵是要慢、要小心謹(jǐn)慎、要不慌不忙,同時要控制好身體,不要接觸到任何飛行中的物體,不要快速移動,否則會產(chǎn)生不必要的旋轉(zhuǎn)……
太空行走與在模擬失重水槽中的訓(xùn)練還不完全相同。在水槽中訓(xùn)練時,由于水的阻力較大,所以航天員做動作時比較緩慢。但是在太空行走中沒有阻力,航天員的動作靈活性增強(qiáng),因而容易失控。比如,擰一個螺絲,如果用勁太大,人可能會跟著旋轉(zhuǎn)。
太空行走曾出現(xiàn)過哪些險情
至今,雖然在太空行走中沒有出現(xiàn)過人員傷亡的情況,但還是遇到了許多危險。其中最危險的一次就是1965年太空行走第一人列昂諾夫出艙后,因艙外服的限制層發(fā)生故障,使服裝鼓了起來,差點兒沒能返回艙內(nèi)。
在太空特殊的環(huán)境下,航天員容易得空間運(yùn)動病,對太空行走影響較大。1969年3月,阿波羅九號航天員施韋卡特在升空第二天準(zhǔn)備出艙時突然嘔吐。他這是患上了空間運(yùn)動病,為此,推遲了他出艙的時間。因為如果在太空行走過程中嘔吐,嘔吐物會飄在頭盔內(nèi)沒法處理,并可能被航天員吸入肺中造成嚴(yán)重后果。為了減少空間運(yùn)動病的影響,現(xiàn)在航天員一般是在上天后的第三天才進(jìn)行太空行走。
最常見的問題大都與艙外航天服故障有關(guān)。2013年7月16日,意大利航天員帕爾米塔諾在太空行走時由于突遇頭盔漏水故障差點兒被淹死。后來他使用安全繩才把自己“拉”回了國際空間站艙門內(nèi)。所以,擁有一套安全可靠又輕便靈巧的艙外航天服是非常重要的。