俄飞船事故宇航员如何逃生

李忠东

北京时间2018年10月11日16点40分，按照国际空间站的既定工作计划，搭载“联盟MS-10”号载人飞船的“联盟-FG”运载火箭从哈萨克斯坦拜科努尔火箭发射中心升空。飞船与国际空间站要实现6个小时内快速对接（此前世界各国通例为2天时间对接），俄罗斯宇航员阿列克谢·奥夫奇宁和美国宇航员尼克·黑格作为国际空间站第57、58名远征队成员，要执行约半年的驻留任务。黑格是首度执行太空任务，美国宇航局原先计划让他在10月19日和25日与欧洲航天局的德国航天员格斯特进行太空行走，为太空站的太阳能发电系统安装6块锂电池。月初，美国宇航局曾计划让格斯特配合其他航天员安装，但因技术和天气问题而延迟了。

逃逸系统表现出色

“联盟-FG”运载火箭在升空发射后第118秒时突然发生故障，致使发射任务失败。理论上应是4个助推器同时脱离火箭，但其中一个火箭助推器分离时出现状况，导致箭体受到一定冲击，从飞船视频记录中甚至能看到舱内出现大幅抖动。很快，宇航员报告出现了逐渐失重的感觉，意味着火箭二级的动力不足，不能正常工作。

此时，整个飞船和火箭系统进入紧急状态。158秒时，整流罩被抛弃，飞船被暴露出来并迅速与火箭脱离。此时飞船已处在大气层边界100千米附近，逃逸塔已在第114秒时脱离，只能让飞船整体进入弹道降落过程。

飞船共计有轨道舱、返回舱和推进舱三个部分，其中只有返回舱携带有降落伞系统、隔热系统和着陆反冲火箭，能够安全降落，因而也是发射和返回阶段宇航员所在舱段。但它位于整个飞船中部，这意味着在短短数分钟内应急系统必须紧急抛掉轨道舱和推进舱，从而让返回舱进入待着陆状态。

奥夫奇宁和黑格立即启动紧急逃生程序，所幸应急系统表现良好，完全按照程序执行。宇航员们这才毫发无损地成功返回，安全降落在哈萨克斯坦。整个航天界大受震动。与以往逃逸塔逃生事件不同的是，这次属于典型的“无塔逃逸”案例，也就是在火箭发生第一级分离，位于火箭顶端的整流罩被抛下之后实现的。

火箭发射阶段航天救生系统的核心就是逃逸塔，简单来说它就是利用小火箭将宇航员跟发生事故的火箭分离的装置。逃逸塔上分布着多个小型发动机，能够满足不同高度的逃逸需求，并且直接连着宇航员的座椅。逃逸塔的工作时间可以维持到发射后100秒左右，期间发生危险时逃逸塔均可拯救宇航员生命，因而世界上用以载人航天的火箭均带有逃逸塔。但是有一个例外，美国的航天飞机由于设计问题并没有安装此项装置。当1986年1月28日“挑战者”号执行发射任务出现故障时，7名宇航员根本无法逃离，后全部遇难，酿成惨剧。

应急逃生系统是个复杂的系统，全面考验一个国家的综合技术水平。航天救生的每个环节都是互相影响、互相制约的，故障诊断系统必须在最短的时间内诊断故障并迅即发出指令，与此同时设计者还要着重考虑逃逸过程中宇航员能够承受的过载、振动和噪音等极限值。整个救生过程只要有一个环节出现差错，处于茫茫太空中的宇航员都可能遭遇惨剧。

整体来看，“联盟”号的应急救生系统仍是成熟的系统之一。俄罗斯在航天发射，特别是救生系统上的领先绝非偶然，靠的是长久技术积淀和经验累积。从2002年10月30日开始，俄罗斯“联盟-FG”运载火箭几乎垄断了目前国际空间站运输与补给的所有任务，承担了绝大多数向国际空间站发射飞船的任务。大量的发射经验为俄罗斯不断改进救生系统提供了最为扎实的实践基础，而这次涉事宇航员死里逃生的经历则成了最直观的验证。

整流罩分离发动机立功

在 “联盟-FG”型运载火箭发生严重事故时，拯救两名宇航员的关键设备是该火箭整流罩上的4台分离发动机。随着此次任务的监测数据不断汇聚到俄火箭研制单位，关于当时火箭运载的两名宇航员如何逃离险境的细节逐渐被发掘出来。

“联盟-FG”型运载火箭的研制单位之一——俄“火花”机器制造设计局的航天技术副总设计师沃尔奇科夫表示，火箭升空100多秒，第一级与第二级分离时发生故障，导致火箭第二级的发动机关闭。在感知危险后，火箭上的“发射逃逸系统”在升空第123秒时自动启动，使火箭整流罩上的4台分离发动机一起点火。在升空后第180秒时令火箭顶部的整流罩脱离火箭，而整流罩内部与“联盟MS-10”飞船连接的装置则“拽”着该飞船的轨道舱和返回舱以每秒100米的速度飞离。此后，轨道舱与返回舱分离，后者抛出降落伞着陆。

沃尔奇科夫说，用整流罩分离发动机挽救宇航员的生命，这在俄载人航天发射史上是第一次。在正常情况下，整流罩在準备与火箭分离时，其内部与飞船连接的装置会断开，而后整流罩上的爆炸螺栓启动，使其分成两半并向后抛下。此次事故恰巧发生在整流罩内部与飞船连接装置未断开时，因此整流罩上的分离发动机才能通过牵引整流罩，进而带动飞船的部分舱段脱离故障火箭。目前，“联盟-FG”火箭的第一级和第二级残骸都已找到，其第一级的保存状况适合接受物件分析。

飞船的返回舱在哈萨克斯坦Jezkazgan以东20 千米的地方找到。

这次事件是继2003年“哥伦比亚”号航天飞机失事导致7名宇航员遇难后，发生的最大一次载人航天险情，其严重程度远远超过了前段时间驳接国际空间站的联盟飞船时所发生的孔洞漏气事件。

预判到位 层层设防

实施载人飞船发射任务过程中，航天员在不同阶段都有逃生方式。

在火箭发射前，发射塔架上设有由特殊材料制成的紧急滑道，它如同一个软管，从塔架直通地面。火箭竖在发射塔后，宇航员需要提前进入位于顶部的飞船，现场人员撤离，只剩下宇航员陪伴着这么一个“巨型炸弹”。此时如果发生危险，宇航员可以通过滑道迅速回到地面。

如果在宇航员已经进入飞船等待发射的期间发生险情，想迅速离开就不那么容易了，因为时间根本不够。此时载人飞船顶部连接的固体火箭逃逸塔就会迅速工作，将飞船快速带离发射现场后通过降落伞降落。细心人可能会注意，发射载人飞船时，火箭顶端有个像天线一样的装置，它就是航天员的另一个“生命通道”——逃逸塔。

历史上，逃逸塔仅有一次使用记录。1983年9月26日，苏联发射“联盟T10A”载人飞船起飞前突遇险情，助推器起火，火箭在发射台上爆炸。爆炸前，传感器检测到推进剂管路中有个阀门失灵，地面人员果断发出救生指令，逃逸系统将飞船牵引到4千米外降落。几乎在同时，发射台炸成一片火海，航天员季托夫和斯特列卡洛夫逃过一劫。

当地时间2018 年10 月11 日，哈萨克斯坦拜科努尔，美国宇航员尼克·黑格与俄罗斯宇航员阿列克谢·奥夫奇宁身穿全套航天服接受检查后进入宇宙飞船。

如果在火箭发射升空过程中，在火箭设定的抛掉整流罩程序后发生意外，他们就得靠飞船脱险。但代价是负荷超过自身体重15倍，这对未经过身体训练的普通人来说，是根本无法承受的。

逃逸塔按照程序被主动弃用后，飞船依然有应急系统，这便是本次“联盟MS-10”飞船遇险逃生的实践。飞船在通过弹道下降的过程中舱段分离，返回舱顺利返回。

奥夫奇宁和黑格虽然实现高空救生成功，但并非人类历史上的首次。1975年4月5日，苏联发射“联盟18A”飞船，准备与“礼炮”号空间站对接。火箭第三级点火不久，在火箭上升到144 千米高空时，因制导系统发生故障，飞船在空中翻滚，偏離预定轨道。地面紧急操作火箭关机，并使飞船返回舱与火箭分离。飞船按照返回程序，载着航天员降落到离发射场1600千米外的西伯利亚西部山区。如果不是降落伞挂在树上，飞船很可能会滚下悬崖。这是人类首次高空救生成功，但风险系数远高于此次“联盟MS-10”飞船遇险，对宇航员的生命威胁巨大，指令长甚至身受重伤从此退役。

每当危机发生后，如何避免类似事件再现，都会成为国际社会共同关注的核心问题，因为幸运女神不是每次都会降临的。