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翟志刚今天迈步闯八关

http://www.sina.com.cn  2008年09月27日04:01  南方日报

  关关不容半点闪失,最坏结果是成为“太空飞人”

翟志刚今天迈步闯八关
CFP供图
翟志刚今天迈步闯八关
翟志刚在轨道舱内进行舱外航天服组装与测试。新华社发

  传说中的孙悟空轻轻一个筋斗就能翻十万八千里,但航天员在太空中活动的每一步,却一点也不简单。

  中国航天员中心航天员选拔训练研究室主任吴斌告诉记者,出舱活动分为4个阶段:在轨组装、检查与训练段,出舱准备与过闸段,舱外活动段以及返回过闸段。其中最长的是第一阶段,历时14.5个小时;最危险和最困难的就是舱外活动阶段。

  在这4个阶段中,航天员要经历数百个步骤,其中有8个关节点尤为重要。

  关节点

  1

  穿舱外航天服

  飞船发射时,舱外服是打包固定在轨道舱壁上的,因此航天员首先要启封服装,然后把各部分组合成一件完整的舱外服,再把净化器、氧瓶、电池、无线电遥测装置等可更换部件装上航天服。

  在“钻”进服装后,还要对服装进行尺寸调整、气密性检查和全性能测试,一切正常,这才算“穿好”了舱外服。在“穿衣”的过程中,两名航天员互相配合,一人操作时,另一人读操作手册并进行确认,以确保所有操作万无一失。

  关节点

  2

  在轨训练

  穿上舱外航天服后,航天员进行移动和各种模拟操作,以体验失重状态下移动和操作的特点———毕竟,地面上用于失重训练的水槽,并不能提供真正的失重状态。同时,航天员还要找好开舱门的位置和手脚的着力点。

  在大约100分钟的在轨训练中,航天员要把整个在轨准备和舱外活动预演一遍,以进一步熟悉出舱程序,但运动量不能太大,以防患上空间运动病。结束后,航天员将进行几个小时的休息。

  关节点

  3

  搬家

  神舟七号的轨道舱既是航天员的生活舱,又是航天员出舱活动的“过渡”地带即气闸舱。因此,在进入第二阶段———出舱准备与过闸段后,航天员要做的第一件事就是把轨道舱里不能耐受低压的物品转移到返回舱。这些物品包括食品、供水器、饮水嘴、尿液储箱管路、手持摄像机、医学检查用的血乳酸仪,等等。

  当然,在“搬家”完成后,返回舱与轨道舱之间的门必须关上,否则,返回舱也成了真空、低压的“太空舱”了。

  关节点

  4

  泄压

  航天员再次穿上舱外服后,需要检查服装和舱对接系统的状态及气密性。在舱外服加压的过程中,轨道舱慢慢泄压。轨道舱气压泄至3千帕时,舱外服与飞船的气液组合连接器断开,服装转入完全自主供氧和冷却。此时,舱外服里的压力是40千帕———这是人体能够承受而又保证灵活性与气密性的压力值,轨道舱则逐步接近真空。

  关节点

  5

  开门

  轨道舱气压降至2千帕左右,就可以开门了,航天员进入第三阶段———出舱活动。在太空中开门,讲究不少。首先是解锁,然后拉着舱门的手柄把门开到60度。等到舱内外压力平衡了,再把门完全打开。碰上打不开的情况,就得用一个类似于撬杠的工具把门“撬”开。

  打开门、出舱之前,航天员还要给舱门罩上一个保护罩,以防止在出舱过程中发生剐蹭。最为困难的是,航天员始终需要用一只手固定身体,上述动作都是单手来进行的。

  关节点

  6

  出舱取实验材料

  头先脚后,是航天员出舱的“标准动作”。按照计划,出舱航天员半个身子探出去后,首先要对着推进舱上的摄像头“打招呼”,然后取下放置在轨道舱外壁上的固体润滑材料,递给舱里的航天员。固体润滑材料是在飞船发射前安装在飞船舱壁上的,至航天员出舱取回时,材料预计共在外太空暴露40个小时以上。国外经验表明,暴露40小时以上即可获得试验效果。

  关节点

  7

  太空行走

  出舱航天员将沿着轨道舱壁行走。有两条安全系绳与母船相连,每一步操作之前,都要先在舱壁的扶手上固定好安全系绳的挂钩,一根固定好了,另一根才能改变位置———对于太空行走,挂钩严格的交替换位,是一条最最重要的“军规”。

  在失重的环境中,身体没有任何可以依靠的着力点。因此,航天员只能在安全系绳挂钩的帮助下,通过手在飞船舱壁把手上位置的改变来实现身体的移动。从这个角度看,与其说是太空漫步,不如说是“太空漫移”。

  关节点

  8

  返回

  与出舱相反,航天员在进入轨道舱时,采用脚先头后的姿势。接下来,又是一系列与出舱相反的程序:关舱门,轨道舱复压。直到轨道舱内压力恢复后,航天员才能慢慢脱下舱外服。

  等到轨道舱与返回舱压力确认为一致后,两舱之间的门被打开,出舱活动全部结束。届时,神舟七号的3名航天员,一定会拥抱在一起庆祝胜利。

  9本预案243个故障模式应对出舱风险

  “保障航天员出舱活动安全顺利,是我们飞控指挥的重中之重。”北京航天飞行控制中心轨道室主任李剑透露,“我们设立了9本预案、243个故障模式,应对航天员出舱过程中可能出现的意外情况。”

  根据国际经验,航天员上天后一般3到4天才开展出舱活动。但根据安排,我国执行神七任务的航天员第二天就要出舱活动。

  “这无论是对航天员的身体,还是对飞船、测控等各个系统,都是一个巨大的挑战。”李剑说,在北京飞控中心设立的243个故障模式中,涉及了航天员身体、飞船、测控通信等方面。

  “凡是能够想到的,我们都做了预案。”李剑说。

  出舱风险主要由三大原因造成

  第一,出舱的过程在地面是很难进行完全真实的、全过程的模拟。因为太空中有失重,有高真空热,在地面可以模拟真空,也可以模拟失重,但这两项很难同时模拟进行训练。

  第二,出舱要有舱外航天服,还要有一个气闸舱,这些产品都是新研制的,是没有经过飞行验证的,这里面也存在一定的风险。

  第三,航天员在轨道上要进行大量的操作,他从第九圈开始一直到十九圈,对航天服进行组装、测试、训练、还要穿脱、出舱,到外面取回试验样品,进行气闸舱的泄复压,这一系列操作不能失误,要求是非常高的。

  出舱事故典型案例

  差点儿成了“人体卫星”

  1978年12月20日,“礼炮号”空间站航天员罗曼年科装备出舱,戈列奇科在气闸舱内监控。就在罗将头伸出舱门外,身体即将离开空间站的时候,被戈列奇科一把拽了回来。原来,眼疾手快的戈列奇科在最后一刹那,发现罗曼年科忘了系安全绳索。要不是被及时拽住,罗曼年科将可能成为“人体卫星”。

  服装故障,大汗淋漓

  1966年9月,在“双子星座11号”载人飞船上,航天员理查德·高登在执行出舱任务的过程中,舱外航天服的冷却系统和热交换器发生故障,无法正常工作。理查德在舱外停留仅6分钟后,就大汗淋漓,汗液流进了他的眼睛,难以正常视物。在他摸索着走回舱门的过程中,还需要指令长的仔细引导。

  生死只差半小时

  1990年7月17日,苏联航天员经过“量子-2”气闸舱走出空间站,他们打开舱门时气体涌出,损坏了门的铰链。6小时后,他们发现舱门无法关闭,总是留有2.5厘米的缝隙,气闸舱重新加压也就难以实施。经过努力,最终经过7小时30分才脱掉航天服。而他们的出舱航天服的设计寿命是8小时。


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