为什么要冒着生命危险“步”入太空
中国发射神舟七号进行太空行走的最终目的,正是为建造自己的永久性空间站做准备
自从40多年前列昂诺夫走出飞船的那一刻起,人类迄今已进行100多次太空行走。
作为中国载人航天工程第二阶段的首次飞行,神舟七号此次升空的主要任务有三项:航天员出舱活动(即太空行走)、进行空间材料科学实验和释放伴飞小卫星。
中国载人航天工程分三个阶段,即第一阶段将航天员送入太空并安全返回;第二阶段完成出舱活动、空间交会对接试验,发射空间实验室;第三阶段建造永久性空间站。
我们为什么要冒着生命危险步入太空呢?
事实上,在载人航天初期,人类自身对这个问题也不甚清楚。最大的初衷或许只是为了证明人类能够在宇宙真空中生存和工作。
20世纪70年代后期,随着苏联“礼炮号”“和平号”空间站的建成和美国航天飞机的使用。太空行走开始用于空间维修、布设卫星和进行空间试验。
尤其是搭载航天飞机的航天员,经常执行“放”卫星和“抓”卫星的任务。他们将有问题的卫星带回来,维修后再送回去。比如耗资25亿美元的“哈勃”望远镜,自1990年送入太空,一直故障不断,多亏了航天员出舱维修,才得以工作至今。
自从国际空间站计划实施后,太空行走又找到了新的用武之地——组装、对接这个庞大的空中城堡。今天,各国已经认识到,离开太空行走,空间站就无从建起。此次,中国发射神舟七号进行太空行走的最终目的,也正是为建造自己的永久性空间站做准备。
也有人批评说,完全可以让成本低廉又干得不错的机器人替代人类进行太空行走,为什么一定要提心吊胆地让人去冒险呢?
载人航天飞行的支持者争辩道,只有人类才具有柔韧的身体协调能力和灵活的头脑,能搞从太空行走中获得最大的收获。
最有说服力的论据,可能仍然是最初的动因——太空探索,归根结底是人类的梦想。
“神七”的载荷
据中科院院士、“神七”飞船系统设计总顾问戚发轫介绍,相对于“神六”飞船上的2名宇航员和飞行5天,“神七”为3名和7天。
应对更大的有效载荷,就成为“神七”亮点之一。其中,两套出舱宇航服就占重将近200公斤。另外,“神七”准备足量甚至余量的航天员消耗品,包括食品、水、睡袋等。食品柜置于轨道舱中,按照每人每天2.5~3升的用水量,通过水箱和单独的软包装两种方式准备航天员用水。
在轨道舱内,3名航天员一天通过呼吸以及体表蒸发,共排出近3升水。因此,神舟七号提高了对水汽冷凝的能力,扩大了冷凝水箱,把所有裸露管线都贴上吸水材料,确保飞船湿度控制在人体正常日常生活所适宜的80%以下。同时,将轨道舱内温度保持在17~25摄氏度之间。
轨道舱,是3名航天员7天工作生活的最主要场所。“神七”放置更多适合航天员生活的必需品,如食品加热装置和餐具等。轨道舱中挂有一个睡袋,供3名航天员轮流休息用。失重状态下,人其实可以浮在空中睡觉,但考虑到人在地面养成的习惯,所以通过睡袋人为地制造一种“床”的感觉,否则航天员睡觉时可能会产生坠入万丈深渊的幻觉。
轨道舱中还有一个专门的清洁用品柜,航天员可以用里面的湿巾等物品进行清洁。
他们,远离地球而去
很多年后,他回忆起那历史性的一瞬,“只觉得自己像酒瓶塞子一样从过渡舱内弹了出去,顿时浑身轻如气球”
大概从希腊神话里那个插着蜡翅膀飞向太阳的叫伊卡洛斯的少年起,人类遨游太空的梦想就从未停止过。
正如世界航天之父齐奥尔科夫斯基所说,“地球是人类的摇篮,但是人类不会永远生活在摇篮里,开始他们将小心翼翼地穿出大气层,然后去征服太阳系”。
第一次太空行走
事实上,这样的“行走”异常艰难,稍有不慎,结局便是永远地漂浮在太空中,成为一颗“人体卫星”。
这道舱门被称为“生死之门”。在太空环境里,真空、极端的冷热、微流星、空间碎片和各种辐射犹如“宇宙”杀手,时刻威胁着宇航员的生命。
1965年3月18日,在绕地飞行一周后,“上升2号”的过渡舱盖颤动着缓缓打开。
列昂诺夫开始第一次太空行走前,工作人员担心他可能因此遭受永久脑损伤。人类能否适应广阔太空,当时谁也没有把握。连着一条5米长的“脐带”和安全带,穿着100多公斤重的宇航服,列昂诺夫只身走进太空。
很多年后,他回忆起那历史性的一瞬,“只觉得自己像酒瓶塞子一样从过渡舱内弹了出去,顿时浑身轻如气球”。
列昂诺夫抓住飞船的扶手,艰难地漂到距离航天器7米远的地方。紧接着,他不由地在脐带另一端旋转起来,由于缺乏可以利用的操纵装置,他无法使自己停下来,旋转使得脐带“像章鱼一样”缠在他身上。在没有任何参考资料的情况下,苏联的设计师们并没有考虑到宇航服正反面可能的温差,也没有充分估量到限制层的重要性。在真空环境里,列昂诺夫的宇航服像充足了气似地鼓胀起来,以致他根本没有办法返回筒形闸门舱。
头盔里热腾腾的汗气使整个面罩都模糊了,他什么也看不见。他的心脏以每分将近200次的频率一路狂跳,他不得不冒着血管被气栓梗阻的危险,一点点降低宇航服的气压。最后,当衣内的压力降至0.25个大气压时,宇航服终于瘪了下来——这个气压值已经超过了危险水平的极限。
返舱以后,列昂诺夫的航行还遇上了许多麻烦:自动导航系统失灵,通讯元件被烧坏,飞船偏离预定返回地1300多公里,最后降落在乌拉尔终年积雪的山丘上,险些遭到狼群的攻击。
列昂诺夫奇迹般地安然返回地面,为苏联赢得了又一个宝贵的“第一名”。这在十年前还被英国皇家天文学家认为是天方夜谭:“太空旅行完全是胡扯。”
苏联的宣传机器竭力鼓吹这项成绩,在飞行结束后的记者招待会上,列昂诺夫作报告说:“在太空中,你可以随心所欲地漂动。比如,我张开双臂和双腿,然后就腾空而起了??”
媒体对于宇航员打开舱门、以28100km/s的速度进入太空的阐释,使“太空行走”一词广为流传。但事实上,这样的“行走”异常艰难,稍有不慎,结局便是永远地漂浮在太空中,成为一颗“人体卫星”。列昂诺夫从发现航空服膨胀到关闭舱门的时间不过210秒,但他承受的生理和心理压力却是难以想象的,他的体重减轻了5.4公斤,每一只靴子里积聚了3升汗水。
对于当时正积极与苏联开展太空竞赛的美国,这是又一记当头棒喝。1957年苏联成功发射第一颗人造卫星后,当时的苏联领导人赫鲁晓夫就曾得意地说,“这证明社会主义比资本主义优越”。像那颗“史泼尼克”卫星给美利坚民族带来的深重危机感那样,美国人再次坐不住了。
5天之后,美国宇航员怀特乘坐“双子星”飞船进行了首次太空机动行走。与列昂诺夫不同的是,他装备了一个类似喷枪的小型火箭发动机。但无论如何,美国又一次落了下风,在只有两个对手的比赛里,“第二名”带来的政治红利实在不值一提。
不过,在世界范围内,这些成果足以让拥有太空梦想的人们鼓舞。正是那个时候,时任中国七机部部长的钱学森表示:“先把载人航天的锣鼓敲起来。”尽管探索太空是人类最朴素的理想,但不可否认的是,它的显赫成就都始于战争:德国的V-2火箭产生于第二次世界大战,而第一颗人造卫星到阿波罗飞船的一切成就都是冷战时期取得。
太空探索技术在太空竞赛的背景下你追我赶地前进。僵持不下的局面,一直持续到1969年7月21日格林时间4点7分,美国人尼尔·阿姆斯特朗的左脚小心翼翼地触及月球表面那一刻。
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