惊心动魄的太空行走
2022-12-27蔡洋
蔡洋
9月17日,蔡旭哲、陈冬先后成功从问天实验舱出舱,创造了中国航天员出舱活动间隔时间最短纪录。
随着中国空间站建造和运行稳步推进,航天员在太空中越来越繁忙,出舱频率也越来越高。那么,航天员频繁出舱,有可能面临着哪些挑战?他们又需要做好怎样的训练与准备呢?
人类首次出舱的“太空惊魂”
航天员出舱应该是最能引发大众关注的太空任务之一。出舱活动又被称作太空行走,是指航天员离开载人航天器内部,进入太空。一般来讲,航天员出舱可以完成航天器外部设施维护、辅助在轨组装设备、开展舱外科学实验和科研探索等任务。
由于缺乏舱壁保护,航天员在舱外面临着复杂易变的温度、压力及辐射等挑战。遗憾的是,机器人等自动化设备还不能完全取代航天员执行舱外任务,所以航天员出舱势在必行。
很多人观看航天员出舱视频,期盼“动作再快点”。其实出舱活动的危险性极高,必须谨慎,在人类首次太空出舱活动中,就发生过极其惊险的一幕。1965年,苏联航天员、“太空行走第一人”阿列克谢·列昂诺夫在执行出舱任务时,舱外航天服因气压差问题出现膨胀,一时无法返回舱内。幸好他果断冒险调低了生命保障系统气压,头朝前,拼命旋转身体,最终才安全返回。
太空行走的刘伯明为何突然进舱?
据公开资料显示,神舟十二号飞船航天员刘伯明出舱时,突然收到地面指令:“02,请现在进舱,请将脚限位器在舱门口暂时放置,请02现在进舱,完毕。”这一指令显示出太空行走任务的高风险性。
当时,地面监测到了航天员附近区域的异常辐射值。因为中国空间站舱体有多层防护结构,可以屏蔽掉大部分危险辐射,所以指挥人员要求航天员尽快回舱躲避。待异常辐射消散后,刘伯明再次出舱,将脚限位器安装于节点舱外表面的设备接口,圆满完成相关任务。
由那次插曲可知,航天员每次出舱活动都需要选择合适的时机,躲避可怕的射线、高能粒子、高辐射、太阳风等,所以每次出舱机会都弥足珍贵。更麻烦的是,出舱活动需要由航天员与地面科研人员紧密协作配合,有些特殊任务还需要调整空间站姿态,并考虑太阳光照、天地通信技术等条件,因此频繁出舱对航天员和科研人员都是重大考验。
太空行走后为什么要进行身体恢复?
出舱活动对航天员体力消耗很大,频繁出舱更是对航天员的身体素质有着极高的要求。因为失重环境下控制身体活动不便,航天员双脚发力困难,主要靠双手抓物,谨慎移动。
另外,舱外航天服质量较大,不会随着失重条件变化,而质量越大的物体惯性越大,加剧了控制难度。所以,航天员出舱活动很难像某些人想象中那么轻松自如,他们在每次出舱结束后都需要进行身体恢复与健康监测,否则,可能会不堪重負。
出舱半天 训练整年
“我已出舱,感觉良好。”2008年9月27日,翟志刚出舱留言,第一次在太空留下了中国人的脚印。航天员舱外行动一般持续数小时,却需要在地面上付出百倍努力。
航天员飞天之前会在科研训练中心学习基础理论知识,锻炼操作技能,开展出舱程序及任务训练。出舱模拟器能够模拟太空环境和设备使用状态,营造逼真的触觉、视听觉、舱外压力密度等,还能给航天员制造各种各样的难题,训练他们应对突发状况的处置能力。
如果还嫌失重环境不够逼真,航天员就要体验中性浮力水槽。水下有同比例布置的空间站舱段模型,航天员必须穿上特制的带有铅块的训练服,负重达200千克。训练服的重量控制精准巧妙,让人体悬浮在水下,提供了近乎失重的环境,便于航天员练习舱外活动和出舱步骤。
总之,航天员在太空中的每个操作动作都要在地球上经过千锤百炼,熟能生巧,成长为身体素质、心理素质、应变能力、技术功底全能的“六边形战士”。