2015年12月21日,国际空间站的宇航员们为了执行修复任务,进行了一次太空行走。虽然每一步都按计划进行,但是宇航员们离开空间站点的安全舱还是非常危险的,错一步也可酿成大祸。那么宇航员要注意哪些问题呢?
1.在太空中溺亡
宇航服就像一个小型的个人航天器,它也会失灵。2013年意大利宇航员卢卡?帕尔米塔诺(Luca Parmitano)进行太空行走的时候,发现自己的头盔开始进水。
他宇航服上的换气系统出现了裂缝,而水在零重力的条件下不能流动,因此他头盔里的水遮蔽了他的眼睛和耳朵,阻碍着他的鼻孔进行呼吸。
在可能溺亡的危险情况下,他不得不中断太空行走。
“我回头向气闸室走去,水一直滴下来,”帕尔米塔诺说道,“它完全遮住了我的眼睛和鼻子,导致我很难看清前面的路。我听不见任何声音,难以和他人交流对话。”
“我不能靠鼻子呼吸,我觉得自己孤立无援。当我尝试向地面工作人员报告自己难以找到方向时,他们根本听不到我的声音,而我也听不到他们的。”
“我并没有纠结于‘自己可能在下一次吸气中溺亡’的问题上,而是开始思考解决方案。”
帕尔米塔诺逐渐找到了回到气闸室的路径,穿过“禁止触摸”区域——国际空间站中的部分区域有着锋利的棱角,可能会割破宇航服——然后回到了安全区域。
卢卡?帕尔米塔诺一回到舱中,其他宇航员便冲过来脱下了他注满水的头盔。
但他并不是第一个因宇航服的问题而遇到危险的宇航员。
2001年,加拿大宇航员克里斯?哈德菲尔德(Chris Hadfield)的左眼突然刺痛并流出泪水。泪水形成了一大滴液体,同时遮住了他的右眼。
他失明了。那时他手里还拿着电钻。
地面导航人员担心可能是宇航服中泄露有毒气体,于是建议哈德菲尔德释放出宇航服里的氧气来清除污染物质,这一举动完全违背了他的生存本能。但他还是依照指令释放了氧气,这一方法奏效了。
最终哈德菲尔德的泪水冲刷掉了眼中的刺激物,他得以重见光明。然后他便停止释放珍贵的氧气,继续完成太空行走。
之后检测出这一刺激物是宇航员护目镜上的防雾化剂。
2. 在太空中飘走
1984年的一次罕有任务中美国宇航员布鲁斯?麦克坎德雷斯利用喷气背包飘到了离航天器320英尺(97米)远的地方
虽然到目前为止还没有宇航员漂离到太空中,不过哈德菲尔德将此视为最深的恐惧,他认为这比航天器发射时和返回地面时燃烧爆炸更危险。
任何进行太空行走的宇航员都必须在身上绑着连接空间站的26米长的可伸缩钢绳。
一般来说,宇航员会结对进行太空行走。他们在气闸室(气闸室:分隔空间站和太空的舱室)中时必须彼此用绳子绑在一起。
第一人出舱的人要先把自己的缆绳固定在舱外再把同伴的绳索也固定好。然后第二个宇航员便可脱离气闸室和第一个宇航员一起踏入外太空之中。
这样,两个宇航员分离的概率便很小。但如果其中一个宇航员不小心飘走了怎么办?
宇航员们拴在一起.....根据国际空间站的任务指令,克里斯?哈德菲尔德在2001年完成了两次太空行走
“我们身上都戴着喷气背包,你可以拉下把手,操纵杆便会从隐藏的小抽屉里弹出来,”哈德菲尔德说道,“激活操纵杆然后就可以靠着喷气背包飞回到航天器附近。”
1973年的时候,皮特?康拉德(Pete Conrad)和乔?科尔文(Joe Kerwin)进行太空行走时喷气背包还没研发出来。他们在美首架空间站Skylab (天空实验室)外修理方向错误的太阳帆板时,帆板突然充能完毕将他们甩开。
幸运的是他们的栓绳紧紧地绑在一起。如果后来的相关记录是精确的的话,他们在危难中也保持着自己的的幽默感,因为两位宇航员在回到空间站舱内后大笑了一场。
3.血液沸腾
约瑟夫?基廷格(Joseph Kittinger)在打开降落伞之前的降落时速达到了每小时614英里
宇航员在进行太空行走时穿着的宇航服能够保护他们不受近乎真空的太空环境的伤害。宇航服稍有一点裂口或者漏洞都足以致命。
人类的血肉在真空环境中会膨胀至其正常尺寸的两倍。美国空军飞行员约瑟夫?基廷格于1960年进行高海拔跳伞的时候发现了这一点。他从距离地球19英里(约30600米)的高度往下跳,期间右手手套脱落,迅速降压,他的手急剧膨胀了起来。
不过他还是勇敢地跳了下去,创下多项世界纪录。回到地面后他的手恢复到正常大小。他很幸运,因为如果是头盔或者身上其它部位的遇到降压,他早已毙命。
在宇航服受损的情况下我们最担心的就是氧气的缺失。如果宇航服快速减压,那么宇航员将会在15秒后死亡,15秒正是身体消耗完所有氧气的时间。
NASA一名测试对象就曾体会过这样的感觉。1966年在休斯敦进行了一次实验,该测试对象置身于近乎真空的环境中。他说在失去意识前,感觉自己舌头上的唾沫起泡了。
在太空中,若没有密封的宇航服保持正常压力,那么人的体液会在体内气体膨胀时沸腾起来。即便缺氧不会让你殒命,血液的沸腾也会让你迅速暴毙。
不过宇航服上出现小洞也不是什么大问题。
2007年美国宇航员里克?马斯特拉基奥(Rick Mastracchio)发现自己宇航服的左手拇指外层处出现了一个小洞
这不是一个很大的洞,但足以早早中断马斯特拉基奥的太空行走
“在高纤维强度的材质下我看得清洞的表面,”马斯特拉基奥向地面控制处报告,“我不知道这个洞是怎么弄出来的。”
去年4月份的时候也曾出现同样的问题。美国宇航员罗伯特?宾莫(Robert Beamer)在太空行走时发现自己的手套上有个两厘米的裂缝。这个裂缝可能是他从太空舱向空间站转移新到器械时被锋利的边缘割破的。他毫发无损的完成了这次太空行走,但如果这个尺寸的裂缝穿透了宇航服里的压力层那他的性命就危在旦夕了。
宇航服的主体部分有多层物质保护宇航员不受微流星体撞击伤害。岩石颗粒的重量虽不足一克但它们的飞行速度相对于空间站可达到22500英里/时(也就是36200千米/时)。
目前没有宇航服能够保护进行太空行走的宇航员们免受大型物体撞击的伤害。NASA在地球轨道上追踪到五十多万片人造太空垃圾,其中两万片垃圾的体积至少和一个橙子差不多大小。
4.精疲力竭
宇航员进行太空行走时身上挂着许多工具
去年10月,美国宇航员斯科特?凯利(Scott Kelly)和谢尔?林德格伦(Kjell Lindgren)进行太空行走时,在给机械手臂上油、装配锚索、给测量光线强度的机器装上隔热层等任务上花费了7个多小时的时间。
太空行走耗时如此之长的原因之一在于虽然160公斤重的宇航服在太空中没什么重量,但它还是一套大而笨重的装备,穿着它的宇航员们难以进行正常的工作。
“如果你走到身着NASA航空服的人面前用手指轻轻一推,感觉就像在接排球。航空服材料就是这么的硬。”哈德菲尔德说道。
“你身体的一举一动都要抵抗膨胀的阻力。完成太空行走任务回到舱里时你会精疲力竭。通常你的皮肤上某处会有破损。你会发现自己在流血,因为穿着这一身装备执行任务实在太痛苦了。”
因为没有重力让他们固定在原地,宇航员们无法就这样简单地站在原地工作。有时他们在太空中拧扳手,结果他们的身体却向相反的方向转动。所以他们工作的时候必须耗费更多力气来保持自己原来的姿势。
“你要调动其他肌肉组织来保持平衡,所以太空行走时你要花费两倍的力气执行任务,这也解释了为何宇航员工作得如此缓慢。”哈德菲尔德说道。
当人疲惫时他们会犯错。如果你在用电钻的时候出了差错,那么你可能会受伤住院。但当你在250英里(40多万米)的高度环绕地球工作时,是不可能叫得到救护车的。
5.未知数太多
离开船舱很简单......阿列克谢?列昂诺夫(Alexey Leonov)是第一个进行太空行走的人
自1965年前苏联航天员阿列克谢?列昂诺夫进行第一次太空行走以来,太空行走技术已得到一定的发展。当年列昂诺夫只在日出号太空船舱外待了12分钟,但却差点殒命。
前苏联的工程师没有考虑到列昂诺夫的宇航服在零压力的情况下会膨胀的问题,导致他回舱的时候差点进不去。他只得释放阀门来减少宇航服的部分压力,这样他才能钻进舱里。
同年,美国第一个进行太空行走的宇航员埃德?怀特(Ed White)当时很可能没有意识到列昂诺夫是死里逃生。因为列昂诺夫的经历在很久以后才被挖掘出来。
怀特在离开舱门的时候真切地觉察到了异样,有个弹簧出了错,导致舱门难以开关。当他想要进到舱门里面时,有那么几秒种他似乎无法安全进入。如果惨祸真的酿成,那么双子星四号可能就无法重返地球了。
此外,他的任务指挥官詹姆斯?麦克迪维特(James McDivitt)接到指示,如果怀特耗光了氧气或失去意识就割断他的绳索。
1965年以来,宇航员们在进行太空行走时遇到的未知之数的情况已大大减少,但它们依旧存在。
哈德菲尔德说:“宇航员们必须提前对各种问题进行设想。我们花费数年时间钻研于每个细节,确保每个环节不出错。所以当意外真的发生时你就不会被恐惧支配。”
“我们不想看到动不动就大惊小怪的宇航员。”