蔡洋
9月17日,蔡旭哲、陳冬先后成功從問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙出艙,創(chuàng)造了中國(guó)航天員出艙活動(dòng)間隔時(shí)間最短紀(jì)錄。
隨著中國(guó)空間站建造和運(yùn)行穩(wěn)步推進(jìn),航天員在太空中越來(lái)越繁忙,出艙頻率也越來(lái)越高。那么,航天員頻繁出艙,有可能面臨著哪些挑戰(zhàn)?他們又需要做好怎樣的訓(xùn)練與準(zhǔn)備呢?
航天員出艙應(yīng)該是最能引發(fā)大眾關(guān)注的太空任務(wù)之一。出艙活動(dòng)又被稱(chēng)作太空行走,是指航天員離開(kāi)載人航天器內(nèi)部,進(jìn)入太空。一般來(lái)講,航天員出艙可以完成航天器外部設(shè)施維護(hù)、輔助在軌組裝設(shè)備、開(kāi)展艙外科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科研探索等任務(wù)。
由于缺乏艙壁保護(hù),航天員在艙外面臨著復(fù)雜易變的溫度、壓力及輻射等挑戰(zhàn)。遺憾的是,機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備還不能完全取代航天員執(zhí)行艙外任務(wù),所以航天員出艙勢(shì)在必行。
很多人觀看航天員出艙視頻,期盼“動(dòng)作再快點(diǎn)”。其實(shí)出艙活動(dòng)的危險(xiǎn)性極高,必須謹(jǐn)慎,在人類(lèi)首次太空出艙活動(dòng)中,就發(fā)生過(guò)極其驚險(xiǎn)的一幕。1965年,蘇聯(lián)航天員、“太空行走第一人”阿列克謝·列昂諾夫在執(zhí)行出艙任務(wù)時(shí),艙外航天服因氣壓差問(wèn)題出現(xiàn)膨脹,一時(shí)無(wú)法返回艙內(nèi)。幸好他果斷冒險(xiǎn)調(diào)低了生命保障系統(tǒng)氣壓,頭朝前,拼命旋轉(zhuǎn)身體,最終才安全返回。
據(jù)公開(kāi)資料顯示,神舟十二號(hào)飛船航天員劉伯明出艙時(shí),突然收到地面指令:“02,請(qǐng)現(xiàn)在進(jìn)艙,請(qǐng)將腳限位器在艙門(mén)口暫時(shí)放置,請(qǐng)02現(xiàn)在進(jìn)艙,完畢?!边@一指令顯示出太空行走任務(wù)的高風(fēng)險(xiǎn)性。
當(dāng)時(shí),地面監(jiān)測(cè)到了航天員附近區(qū)域的異常輻射值。因?yàn)橹袊?guó)空間站艙體有多層防護(hù)結(jié)構(gòu),可以屏蔽掉大部分危險(xiǎn)輻射,所以指揮人員要求航天員盡快回艙躲避。待異常輻射消散后,劉伯明再次出艙,將腳限位器安裝于節(jié)點(diǎn)艙外表面的設(shè)備接口,圓滿完成相關(guān)任務(wù)。
由那次插曲可知,航天員每次出艙活動(dòng)都需要選擇合適的時(shí)機(jī),躲避可怕的射線、高能粒子、高輻射、太陽(yáng)風(fēng)等,所以每次出艙機(jī)會(huì)都彌足珍貴。更麻煩的是,出艙活動(dòng)需要由航天員與地面科研人員緊密協(xié)作配合,有些特殊任務(wù)還需要調(diào)整空間站姿態(tài),并考慮太陽(yáng)光照、天地通信技術(shù)等條件,因此頻繁出艙對(duì)航天員和科研人員都是重大考驗(yàn)。
出艙活動(dòng)對(duì)航天員體力消耗很大,頻繁出艙更是對(duì)航天員的身體素質(zhì)有著極高的要求。因?yàn)槭е丨h(huán)境下控制身體活動(dòng)不便,航天員雙腳發(fā)力困難,主要靠雙手抓物,謹(jǐn)慎移動(dòng)。
另外,艙外航天服質(zhì)量較大,不會(huì)隨著失重條件變化,而質(zhì)量越大的物體慣性越大,加劇了控制難度。所以,航天員出艙活動(dòng)很難像某些人想象中那么輕松自如,他們?cè)诿看纬雠摻Y(jié)束后都需要進(jìn)行身體恢復(fù)與健康監(jiān)測(cè),否則,可能會(huì)不堪重負(fù)。
“我已出艙,感覺(jué)良好?!?008年9月27日,翟志剛出艙留言,第一次在太空留下了中國(guó)人的腳印。航天員艙外行動(dòng)一般持續(xù)數(shù)小時(shí),卻需要在地面上付出百倍努力。
航天員飛天之前會(huì)在科研訓(xùn)練中心學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識(shí),鍛煉操作技能,開(kāi)展出艙程序及任務(wù)訓(xùn)練。出艙模擬器能夠模擬太空環(huán)境和設(shè)備使用狀態(tài),營(yíng)造逼真的觸覺(jué)、視聽(tīng)覺(jué)、艙外壓力密度等,還能給航天員制造各種各樣的難題,訓(xùn)練他們應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況的處置能力。
如果還嫌失重環(huán)境不夠逼真,航天員就要體驗(yàn)中性浮力水槽。水下有同比例布置的空間站艙段模型,航天員必須穿上特制的帶有鉛塊的訓(xùn)練服,負(fù)重達(dá)200千克。訓(xùn)練服的重量控制精準(zhǔn)巧妙,讓人體懸浮在水下,提供了近乎失重的環(huán)境,便于航天員練習(xí)艙外活動(dòng)和出艙步驟。
總之,航天員在太空中的每個(gè)操作動(dòng)作都要在地球上經(jīng)過(guò)千錘百煉,熟能生巧,成長(zhǎng)為身體素質(zhì)、心理素質(zhì)、應(yīng)變能力、技術(shù)功底全能的“六邊形戰(zhàn)士”。