女士們先生們,各位旅客朋友們大家好!很高興由我來介紹太空旅行的安全指南。相信有很多人都看了那部有關(guān)太空逃生的震撼影片,對接下來將要面對的太空之旅心有疑懼。沒關(guān)系,現(xiàn)在我就告訴大家最想知道的東西:一旦在太空之旅中遇到危險,在祈求Tardis或是Enterprise飛來救你之前,還有哪些事情是可以做的呢?
從地面起飛
“5…4…3…2…1…”,裝滿燃料的火箭即將點火升空,而你正坐在這枚大“炸彈”的頂端。此時此刻,如果發(fā)生緊急情況,想逃還來得及嗎?
【撤離發(fā)射架】如果你已經(jīng)坐進飛船,但離發(fā)射還有好一會兒,這時發(fā)生了異常狀況,比如火箭的有毒推進劑正在泄露,但不會馬上爆炸。怎么辦?你需要離開飛船,利用發(fā)射架上的應(yīng)急撤離裝置來逃生。美國國家航空航天局(NASA)的發(fā)射架,裝備有架在鋼纜上的緊急撤離框。你只需要擠進撤離框,然后割斷系繩,撤離框就會帶著你轟隆隆沿著鋼纜一路滑下去,直到撞上攔阻網(wǎng)為止,整個過程不超過半分鐘。中國的飛船發(fā)射架裝備有防爆電梯和應(yīng)急撤離滑道,后者類似于火災(zāi)現(xiàn)場救援用的逃生布道,可以讓你在緊急情況下迅速撤離。
【啟動逃逸塔】火箭在即將起飛或已經(jīng)起飛時突然爆炸,這時你怎么辦?如果此時你正坐在俄羅斯的“聯(lián)盟”飛船或中國的“神舟”飛船里,那么恭喜你,安全獲救的希望還是相當(dāng)靠譜的。逃逸塔,即位于整流罩前端的一枚固體火箭,會迅速點火,整流罩里的鐵夾子也會在瞬間裹緊飛船的軌道艙和返回艙,組成“逃逸飛行器”,與火箭的剩余部分撕裂開來。接下來,整流罩上的幾塊柵格翼迎風(fēng)攤開,穩(wěn)住“逃逸飛行器”的飛行方向。飛到安全距離后,飛船的返回艙獨自脫離,帶著乘員開傘安全著陸。逃逸塔分離后,整流罩上還裝有高空逃逸發(fā)動機;整流罩分離后,還可以利用飛船自身的動力來實施逃逸。
1983年9月26日,蘇聯(lián)“聯(lián)盟”T-10A飛船發(fā)射前,火箭就在塔架上發(fā)生了燃料泄漏,緊接著就把發(fā)射臺炸成一片火海,多虧地面人員及時發(fā)出指令,數(shù)秒之內(nèi)逃逸塔就將飛船和宇航員帶到安全地帶。1975年4月5日發(fā)射的蘇聯(lián)“聯(lián)盟”18A任務(wù)組,則因為火箭級間分離失敗,經(jīng)歷了一次驚心動魄的飛船自主動力高空逃逸。
【跳傘逃生】早期的飛船,例如蘇聯(lián)“東方”號和美國“雙子座”飛船,以及測試階段的美國航天飛機,都裝備了類似戰(zhàn)斗機飛行員的彈射座椅,逃生之際艙門會迅速炸開,宇航員被彈射到遠(yuǎn)處開傘降落。不過,彈射座椅會讓使用者遭受嚴(yán)重的身體損傷,所以不建議你去體驗這些老式飛船?!疤魬?zhàn)者”號災(zāi)難發(fā)生后,航天飛機上增設(shè)了一根滑桿。這是為了在航天飛機可控卻無法降落的情況下,讓機組乘員通過它滑到機翼范圍外跳傘逃生,但這樣的機會真的是太少了。
【終止升空】如果你堅持要選擇乘坐美國的航天飛機,我只能表示遺憾了。航天飛機是載人航天器中功能最強大的,但也是最不安全的。遇上火箭爆炸這樣的災(zāi)難,機組乘員毫無生還的希望。不過,也不是說遇到任何故障都只有束手待斃。在主要系統(tǒng)可控的情況下,如果3臺主發(fā)動機中有一臺熄火,機組乘員可以根據(jù)故障發(fā)生時間的不同,選擇返回發(fā)射場降落(RTLS)、飛至大西洋對岸降落(TAL)、繞地一圈后降落(AOA),或者進入非預(yù)定軌道(ATO)。盡管如此,1986年“挑戰(zhàn)者”號航天飛機的升空爆炸,以及2003年“哥倫比亞”號航天飛機的再入解體,還是造成了14名宇航員的遇難,也讓航天飛機最終淡出了歷史舞臺。
在太空艙內(nèi)外
“休斯頓,我們有麻煩了!”無論是身處飛船或者空間站內(nèi),還是正穿著艙外服進行太空行走,甚至跋涉在外星球的表面,類似的話肯定是你最不愿意聽到的。那么,聽到這句話之后,我們還來得及做些什么呢?
【帶好毛巾】無論是在地球上還是在太空中,我們都最好讓災(zāi)難抑制在萌芽狀態(tài)。在空間站你需要時刻保持警惕,如果突然聞到奇怪的氣味,應(yīng)該立刻通知所有人戴好防毒面罩,同時找好滅火器以防萬一。1997年2月24日,俄羅斯老舊的“和平”號空間站上,制氧用的高氯酸鋰罐突然起火,所幸駐站宇航員第一時間戴上了防毒面具,并努力用滅火器滅火,火焰在一分半鐘內(nèi)熄滅,濃煙也沒有來得及損害乘組的健康。無論遇到什么情況,Don't panic。
【轉(zhuǎn)移至安全地帶】在空間站遇上失火或者有毒氣體泄漏已經(jīng)夠可怕了,但總算還有短暫的反應(yīng)時間。另一種災(zāi)難——泄壓漏氣,可就真的是萬分危急了!刺目的紅燈在眼前晃悠,凄厲的警報聲響徹耳邊,數(shù)據(jù)顯示站內(nèi)氣壓正在飛速下降,沒準(zhǔn)還能聽到嘶嘶的漏氣聲,這個時候你還能保持淡定嗎?快!現(xiàn)在唯一能做的就是轉(zhuǎn)移到安全的地方,同時迅速將漏氣的艙段與空間站的其它部分隔離開來。
1997年6月25日,剛經(jīng)歷過火災(zāi)沒多久的“和平”號空間站與“進步”M-34號貨運飛船對接失誤,發(fā)生“撞車”。飛船撞破了“光譜”艙艙壁,造成漏氣。千鈞一發(fā)之際,駐站宇航員用小刀割斷了火花四濺的輸電線纜,總算關(guān)上了“光譜”艙的艙門。這造成了“和平”號40%的電力損失,不過所有人總算又一次活了下來。
【記清逃生路線】在最糟糕的情況下,可能不得不放棄整個空間站逃生。這時,我們就只能寄希望于“救生艇”——與空間站對接的飛船了。國際空間站曾計劃裝備專用的救生飛船CRV,但因為經(jīng)費不足被砍掉。目前充當(dāng)國際空間站救生艇的,是兩艘定期輪換的俄羅斯“聯(lián)盟”TMA型飛船,它們都對接在俄羅斯艙段那一頭。因此,強烈建議你進站之前記熟各個艙段的連接順序,以免在災(zāi)難臨頭之際緊張兮兮變成路癡,錯誤奔向美國艙段那邊。和站上的俄羅斯乘員處好關(guān)系,應(yīng)該也挺重要。不過,等到未來的載人“龍”式飛船和“獵戶座”飛船上天以后,美國艙段的對接口也可以用來逃生了。中國未來的“天宮”空間站上,也將對接有一至兩艘“神舟”飛船,它們分別對接在“天和”核心艙節(jié)點部分前方和下方的對接口上。
【去別的空間站】如果發(fā)生了相反的狀況呢?空間站完好無損,用來回家的飛船卻出現(xiàn)問題,這時候的最佳選擇無疑是堅守待援,充分利用有限物資和循環(huán)再生系統(tǒng)堅持下去。1973年“天空實驗室”3號任務(wù)期間,就差點發(fā)生這種事。當(dāng)時和空間站對接的飛船推力器發(fā)生故障,NASA已經(jīng)考慮提前發(fā)射下一艘飛船前來營救。不過,假如空間站上的物資不夠支撐到地面準(zhǔn)備好下一艘飛船,也可從另外的空間站派遣一艘飛船過來,轉(zhuǎn)移受困人員。上述過程也可能反過來,比如空間站A的飛船受損無法返回地球,但仍可以在軌道上飛行,那么也可能由空間站A派出飛船主動前往空間站B。
飛船在空間站之間飛行,聽上去像是科幻情節(jié),不過歷史上有過真實案例。1986年,蘇聯(lián)“聯(lián)盟”T-15號飛船就在新建的“和平”號空間站和即將廢棄的“禮炮”7號空間站之間實現(xiàn)過往返飛行。由于飛船上的燃料有限,在空間站之間機動又需要耗費大量燃料,如果兩個空間站的軌道不在一個平面(例如國際空間站和中國空間站),變軌需要的燃料就更多。因此這需要充足的燃料、周密的計算和精確的地面引導(dǎo)。像《地心引力》片中那樣,只借助飛船返回艙底部的著陸緩沖火箭,再抓住一支四處亂噴的滅火器,就成功飛到另一個空間站,幾乎是沒有可能的。
說到這里,我要遺憾地補充一句:由于目前美國、俄羅斯和中國的對接口及對接機制都不相同,因此即使雙方成功交會,也無法相互對接。宇航員還是得穿上艙外服,或者鉆進專用的“救生球”,才能穿過宇宙空間從而獲救。
【身處宇宙空間】身穿艙外服進行太空行走,是太空之旅中最脆弱也最危險的時刻。太空行走非常疲憊,你需要記住以下幾點:別在上太空的頭3天或是頭暈嘔吐時出艙;出艙前按規(guī)定進行充分運動和吸氧;更衣時別忘記墊上紙尿布;出艙后心態(tài)盡量放松,最好用什么東西固定住身體或雙腳,或者將安全繩扣牢;進入陽照區(qū)之前記得拉下遮陽罩。你的頭盔下面有一袋飲用水和一塊壓縮餅干,可以用來充饑解渴。
萬一遇上不測,請在及時呼救的同時盡量平緩呼吸,不要劇烈活動——這樣可以減少氧氣消耗量,有助于延長救生時間。如果不慎飄離空間站,可以嘗試?yán)门撏夥系膰姎鈾C動裝置返回,但是飛行距離有限,可別指望能像《地心引力》的主角那樣,一口氣從“哈勃”飛到空間站。最早一批太空行走的宇航員——蘇聯(lián)“上升”2號飛船的列昂諾夫和美國“雙子座”9號飛船的吉恩·塞爾南都遇到過麻煩,不過最終都安全返回。
【在外星球表面】迄今為止唯一降落在外星球表面的,只有“阿波羅”任務(wù)。簡陋的蜘蛛形登月艙,是當(dāng)年月面旅行者的唯一依靠。未來的外星探索任務(wù)很可能會建設(shè)基地,至少也該有居住用的氣密艙,或許還會裝備增壓機動車,甚至火箭飛行器。這樣,萬一返回艙出問題,也可以固守待援。在外星表面行走和做任何事都要小心謹(jǐn)慎,以免造成宇航服破損?;鼗貢r要仔細(xì)吹掃宇航服,避免將外星塵土帶進氣密艙。收到太陽風(fēng)暴預(yù)警時要第一時間躲進基地或是身邊最近的巖洞。注意腳下的坑穴和深溝。不要走得太遠(yuǎn)。
從太空返回
回家永遠(yuǎn)是太空旅行中最讓人提心吊膽的部分。目前所有類型的載人航天器,在回家路上都是“一錘子買賣”,身處其中的你能把握的因素也不多。盡管如此,多知道一點,總歸能讓你心里更踏實一些。
【穿好壓力服】1971年,蘇聯(lián)“聯(lián)盟”11號飛船與“禮炮”1號空間站對接,成功完成了歷史上第一次空間站任務(wù)。在撤離空間站后,由于飛船上一個氣閥的錯誤開啟,返回艙內(nèi)全部空氣泄露干凈,3名身著普通工作服的宇航員在數(shù)分鐘內(nèi)喪生。所以,在飛船發(fā)射、對接和返回這些可能泄壓的危險時段,可千萬記得穿好壓力服!
【安全回家】再入大氣層時需要精確地掌控飛船點火的時機和時長,以免再入角度過陡或過緩。過陡會讓飛船迅速過熱燒毀,過緩會被大氣層像打水漂一樣彈開。再入時的飛船姿態(tài)也非常重要,首先必須保證各部分成功分離后防熱大底朝前,不然整個返回艙會被燒穿。1969年1月18日,蘇聯(lián)“聯(lián)盟”5號飛船返回時,返回艙與推進艙就一度無法分開,致使返回艙“尖頭”朝前。在艙內(nèi)開始彌漫起糊味的時候,返回艙終于和被燒爛的推進艙分開,恢復(fù)了大底朝前的正常姿態(tài)。相比起這位快要被嚇?biāo)赖母鐐儊?,《地心引力》的女主角真的是一路開掛,運氣夠好。
當(dāng)然,安全返回還有賴于降落傘的正常展開(否則就會成為第二個科馬洛夫……)以及著陸反推火箭的準(zhǔn)時點火。不過這些可不在我們的掌控之內(nèi),我們只能寄希望于它們正常工作了。唯一能做的,大概只有在躺椅上坐穩(wěn),準(zhǔn)備好迎接開傘和觸地瞬間的兩次沖擊了吧。
現(xiàn)在,火箭即將點火。你,準(zhǔn)備好出發(fā)了嗎?
參考書目
- 《載人航天飛行中的事故與災(zāi)難》,D.J.謝勒著;袁家軍等譯。中國宇航出版社,2005.11
- 《聯(lián)盟號飛船》,R.D.霍爾,D.J.謝勒著;周曉飛等譯。中國宇航出版社,2006.5
- 《感受太空:太空航行500個問答》,M.馬倫著;楊榮鑫譯。南海出版公司,2000.1
- 《載人航天器技術(shù)》(第二版),戚發(fā)軔主編。國防工業(yè)出版社,2003.10
- 《通天神箭:解讀載人運載火箭》,黃春平主編。中國宇航出版社,2011.1
- 《巡天神舟:揭秘載人航天器》,戚發(fā)軔,李頤黎主編。中國宇航出版社,2011.1
- 《戈壁天港:走進載人航天發(fā)射場》,周鳳廣,徐克俊主編。中國宇航出版社,2011.1