太空漫步
2009-02-13小熙
小 熙
2008年9月26日,中国航天员乘着神号宇宙飞船实现了中国航天事业新的突破,即航天员走出舱外,进行太空行走。自从人类摆脱地球束缚实现载人航天以来,航天员们已经完成了近百次太空行走。每当看到航天员在太空轻松漫步的画面时,我们都会身不由己地有一种跃跃欲试的冲动。太空漫步真像看起来那么轻松吗?在太空和在地球上行走又有什么区别呢?请大家在下面的文章里找寻答案吧!
太空行走不靠脚
太空行走是载人航天中的一项关键技术,它主要用于维修航天器和大型的太空组件。美国航天员曾通过太空行走修复了“天空实验室”、“太阳峰年卫星”和“哈勃”空间望远镜等重要航天器。俄罗斯航天员利用太空行走组装和维修了“和平”号空间站。当前正在建造的国际空间站也需要航天员多次出舱进行太空作业才能组装建成,而登月活动就更离不开航天员出舱行走作业了。可以说,太空行走是人类进入外层空间和登陆其他星球的必备技术。
太空行走看似轻松、简单,然而,航天员在太空中漫步与人们平时在地上走路完全不同,是一种不是行走的“行走”。因为太空中根本不存在路,所以无路可走;最主要的还是因为脱离了地球引力,航天员在太空处于失重状态,飘来飘去,腿脚无法用力,他们移动身体是靠手、机械臂或载人机动装置,而不是用脚。为了方便航天员的行动,设计人员在航天器内安装了一些扶手,航天员握住一个一个扶手来回移动身体,所以,太空行走只是一种俗称,严格地讲,应该叫“出舱活动”。
舱外行走的方式
目前,航天员在舱外行走主要采用两种方式:一种是“脐带”式,即航天员出舱时像刚出生的婴儿一样,通过一根类似“脐带”的绳索与载人航天器相连。这条“脐带”有两个作用:一是为舱外的航天员提供氧气、压力、电源和通信,二是起保险作用,防止航天员飘离出安全范围而无法返回。另一种是“自由”式。即航天员出舱时不系“脐带”,而是身背一个可以控制的小火箭,像铁臂阿童木一样在航天器附近自由飞行。
“脐带”式太空行走的优点是比较简单和安全,不需要装备昂贵、复杂的机动装置。缺点是“脐带”不能过长,一般在5米以内,否则“脐带”容易缠绕。对航天员在舱外的活动范围限制较大。目前,大多数太空行走采用“自由”式,最远可到离航天器100米的远处活动。不过,为了保障安全,采用“自由”式的航天员在太空行走时均为两人一组,为的是相互关照,保证安全。
太空行走危险多
太空行走是一项风险很大的航天活动。太空的高真空、低温、强辐射的环境对人体来说是致命的,人一旦暴露在太空中将面临失压、缺氧、低温和辐射损伤四大危险。所以,航天员要离开航天器进入开放的太空,必须使用装有复杂的生命保障系统的航天服。
前苏联航天员列昂诺夫回忆说,出舱时航天员会像酒瓶木塞一样弹射出去,一跃而进入茫茫太空,这时,眼前会呈现出一幅壮丽的景象:漆黑的太空中,太阳和星星同时闪耀,甚至能看到太阳周围的日冕,再往下看就是我们人类的美好家园——地球:湛蓝的海洋、墨绿的森林、弯曲的河流、覆盖白雪的高山、棕色的陆地。
列昂诺夫被航天器上伸出的“脐带”牵着,“脐带”中流过的冷水能吸走航天员身上的热量,并排放到宇宙空间。没有了大气层的保护,人在太空中会感到巨大的温差,向阳的一面高达130摄氏度,背阳一面则低到零下130摄氏度,因此列昂诺夫必须不停地旋转身体,以保持身体温度的平衡。
当列昂诺夫完成舱外作业返回航天器时,出现了问题。他的脚进了气闸舱,可身子怎么也进不去,他被卡在了舱门口。原来,由于太空没有空气,无法从外部对航天服施压,所以航天服变得鼓鼓的,如同充满了气的皮球一样。此外,因为戴着头盔无法擦汗,汗气使得面罩变得模糊。此时,列昂诺夫除了能听到自己心脏在咚咚地急速跳动外,什么也看不清。突然,他灵机一动,开始冒着生命危险给航天服放气降压,最后,他终于穿着瘪下来的航天服艰难地爬进了舱门。列昂诺夫在太空行走了10分钟,但为了挤进舱门,他足足花了14分钟。真可谓惊心动魄!他差点就成了世界首颗“人体卫星”。
空太空行走的训练方法
进行太空行走前要进行大量的训练,可以在陆地上、失重飞机上训练,但目前最多的还是在水池中进行训练。一般一个太空行走作业要在地面的水池里模拟练习至少60次。
航天员大多在美国航空航天局“中性浮力试验室”中进行航天器维修的实际操作训练。这个“中性浮力试验室”是目前世界上最大的室内水池,能容纳整个国际空间站模型和一个航天飞机的货舱模型。身处实验室水池中的航天员就有在太空中工作的感觉,因而可以熟悉和掌握在失重状态下身体如何运动和手如何操作的技能。