為什么要冒著生命危險(xiǎn)“步”入太空
中國發(fā)射神舟七號進(jìn)行太空行走的最終目的,正是為建造自己的永久性空間站做準(zhǔn)備
自從40多年前列昂諾夫走出飛船的那一刻起,人類迄今已進(jìn)行100多次太空行走。
作為中國載人航天工程第二階段的首次飛行,神舟七號此次升空的主要任務(wù)有三項(xiàng):航天員出艙活動(即太空行走)、進(jìn)行空間材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)和釋放伴飛小衛(wèi)星。
中國載人航天工程分三個(gè)階段,即第一階段將航天員送入太空并安全返回;第二階段完成出艙活動、空間交會對接試驗(yàn),發(fā)射空間實(shí)驗(yàn)室;第三階段建造永久性空間站。
我們?yōu)槭裁匆爸kU(xiǎn)步入太空呢?
事實(shí)上,在載人航天初期,人類自身對這個(gè)問題也不甚清楚。最大的初衷或許只是為了證明人類能夠在宇宙真空中生存和工作。
20世紀(jì)70年代后期,隨著蘇聯(lián)“禮炮號”“和平號”空間站的建成和美國航天飛機(jī)的使用。太空行走開始用于空間維修、布設(shè)衛(wèi)星和進(jìn)行空間試驗(yàn)。
尤其是搭載航天飛機(jī)的航天員,經(jīng)常執(zhí)行“放”衛(wèi)星和“抓”衛(wèi)星的任務(wù)。他們將有問題的衛(wèi)星帶回來,維修后再送回去。比如耗資25億美元的“哈勃”望遠(yuǎn)鏡,自1990年送入太空,一直故障不斷,多虧了航天員出艙維修,才得以工作至今。
自從國際空間站計(jì)劃實(shí)施后,太空行走又找到了新的用武之地——組裝、對接這個(gè)龐大的空中城堡。今天,各國已經(jīng)認(rèn)識到,離開太空行走,空間站就無從建起。此次,中國發(fā)射神舟七號進(jìn)行太空行走的最終目的,也正是為建造自己的永久性空間站做準(zhǔn)備。
也有人批評說,完全可以讓成本低廉又干得不錯(cuò)的機(jī)器人替代人類進(jìn)行太空行走,為什么一定要提心吊膽地讓人去冒險(xiǎn)呢?
載人航天飛行的支持者爭辯道,只有人類才具有柔韌的身體協(xié)調(diào)能力和靈活的頭腦,能搞從太空行走中獲得最大的收獲。
最有說服力的論據(jù),可能仍然是最初的動因——太空探索,歸根結(jié)底是人類的夢想。
“神七”的載荷
據(jù)中科院院士、“神七”飛船系統(tǒng)設(shè)計(jì)總顧問戚發(fā)軔介紹,相對于“神六”飛船上的2名宇航員和飛行5天,“神七”為3名和7天。
應(yīng)對更大的有效載荷,就成為“神七”亮點(diǎn)之一。其中,兩套出艙宇航服就占重將近200公斤。另外,“神七”準(zhǔn)備足量甚至余量的航天員消耗品,包括食品、水、睡袋等。食品柜置于軌道艙中,按照每人每天2.5~3升的用水量,通過水箱和單獨(dú)的軟包裝兩種方式準(zhǔn)備航天員用水。
在軌道艙內(nèi),3名航天員一天通過呼吸以及體表蒸發(fā),共排出近3升水。因此,神舟七號提高了對水汽冷凝的能力,擴(kuò)大了冷凝水箱,把所有裸露管線都貼上吸水材料,確保飛船濕度控制在人體正常日常生活所適宜的80%以下。同時(shí),將軌道艙內(nèi)溫度保持在17~25攝氏度之間。
軌道艙,是3名航天員7天工作生活的最主要場所?!吧衿摺狈胖酶噙m合航天員生活的必需品,如食品加熱裝置和餐具等。軌道艙中掛有一個(gè)睡袋,供3名航天員輪流休息用。失重狀態(tài)下,人其實(shí)可以浮在空中睡覺,但考慮到人在地面養(yǎng)成的習(xí)慣,所以通過睡袋人為地制造一種“床”的感覺,否則航天員睡覺時(shí)可能會產(chǎn)生墜入萬丈深淵的幻覺。
軌道艙中還有一個(gè)專門的清潔用品柜,航天員可以用里面的濕巾等物品進(jìn)行清潔。
他們,遠(yuǎn)離地球而去
很多年后,他回憶起那歷史性的一瞬,“只覺得自己像酒瓶塞子一樣從過渡艙內(nèi)彈了出去,頓時(shí)渾身輕如氣球”
大概從希臘神話里那個(gè)插著蠟翅膀飛向太陽的叫伊卡洛斯的少年起,人類遨游太空的夢想就從未停止過。
正如世界航天之父齊奧爾科夫斯基所說,“地球是人類的搖籃,但是人類不會永遠(yuǎn)生活在搖籃里,開始他們將小心翼翼地穿出大氣層,然后去征服太陽系”。
第一次太空行走
事實(shí)上,這樣的“行走”異常艱難,稍有不慎,結(jié)局便是永遠(yuǎn)地漂浮在太空中,成為一顆“人體衛(wèi)星”。
這道艙門被稱為“生死之門”。在太空環(huán)境里,真空、極端的冷熱、微流星、空間碎片和各種輻射猶如“宇宙”殺手,時(shí)刻威脅著宇航員的生命。
1965年3月18日,在繞地飛行一周后,“上升2號”的過渡艙蓋顫動著緩緩打開。
列昂諾夫開始第一次太空行走前,工作人員擔(dān)心他可能因此遭受永久腦損傷。人類能否適應(yīng)廣闊太空,當(dāng)時(shí)誰也沒有把握。連著一條5米長的“臍帶”和安全帶,穿著100多公斤重的宇航服,列昂諾夫只身走進(jìn)太空。
很多年后,他回憶起那歷史性的一瞬,“只覺得自己像酒瓶塞子一樣從過渡艙內(nèi)彈了出去,頓時(shí)渾身輕如氣球”。
列昂諾夫抓住飛船的扶手,艱難地漂到距離航天器7米遠(yuǎn)的地方。緊接著,他不由地在臍帶另一端旋轉(zhuǎn)起來,由于缺乏可以利用的操縱裝置,他無法使自己停下來,旋轉(zhuǎn)使得臍帶“像章魚一樣”纏在他身上。在沒有任何參考資料的情況下,蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)師們并沒有考慮到宇航服正反面可能的溫差,也沒有充分估量到限制層的重要性。在真空環(huán)境里,列昂諾夫的宇航服像充足了氣似地鼓脹起來,以致他根本沒有辦法返回筒形閘門艙。
頭盔里熱騰騰的汗氣使整個(gè)面罩都模糊了,他什么也看不見。他的心臟以每分將近200次的頻率一路狂跳,他不得不冒著血管被氣栓梗阻的危險(xiǎn),一點(diǎn)點(diǎn)降低宇航服的氣壓。最后,當(dāng)衣內(nèi)的壓力降至0.25個(gè)大氣壓時(shí),宇航服終于癟了下來——這個(gè)氣壓值已經(jīng)超過了危險(xiǎn)水平的極限。
返艙以后,列昂諾夫的航行還遇上了許多麻煩:自動導(dǎo)航系統(tǒng)失靈,通訊元件被燒壞,飛船偏離預(yù)定返回地1300多公里,最后降落在烏拉爾終年積雪的山丘上,險(xiǎn)些遭到狼群的攻擊。
列昂諾夫奇跡般地安然返回地面,為蘇聯(lián)贏得了又一個(gè)寶貴的“第一名”。這在十年前還被英國皇家天文學(xué)家認(rèn)為是天方夜譚:“太空旅行完全是胡扯?!?/p>
蘇聯(lián)的宣傳機(jī)器竭力鼓吹這項(xiàng)成績,在飛行結(jié)束后的記者招待會上,列昂諾夫作報(bào)告說:“在太空中,你可以隨心所欲地漂動。比如,我張開雙臂和雙腿,然后就騰空而起了??”
媒體對于宇航員打開艙門、以28100km/s的速度進(jìn)入太空的闡釋,使“太空行走”一詞廣為流傳。但事實(shí)上,這樣的“行走”異常艱難,稍有不慎,結(jié)局便是永遠(yuǎn)地漂浮在太空中,成為一顆“人體衛(wèi)星”。列昂諾夫從發(fā)現(xiàn)航空服膨脹到關(guān)閉艙門的時(shí)間不過210秒,但他承受的生理和心理壓力卻是難以想象的,他的體重減輕了5.4公斤,每一只靴子里積聚了3升汗水。
對于當(dāng)時(shí)正積極與蘇聯(lián)開展太空競賽的美國,這是又一記當(dāng)頭棒喝。1957年蘇聯(lián)成功發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星后,當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人赫魯曉夫就曾得意地說,“這證明社會主義比資本主義優(yōu)越”。像那顆“史潑尼克”衛(wèi)星給美利堅(jiān)民族帶來的深重危機(jī)感那樣,美國人再次坐不住了。
5天之后,美國宇航員懷特乘坐“雙子星”飛船進(jìn)行了首次太空機(jī)動行走。與列昂諾夫不同的是,他裝備了一個(gè)類似噴槍的小型火箭發(fā)動機(jī)。但無論如何,美國又一次落了下風(fēng),在只有兩個(gè)對手的比賽里,“第二名”帶來的政治紅利實(shí)在不值一提。
不過,在世界范圍內(nèi),這些成果足以讓擁有太空夢想的人們鼓舞。正是那個(gè)時(shí)候,時(shí)任中國七機(jī)部部長的錢學(xué)森表示:“先把載人航天的鑼鼓敲起來?!北M管探索太空是人類最樸素的理想,但不可否認(rèn)的是,它的顯赫成就都始于戰(zhàn)爭:德國的V-2火箭產(chǎn)生于第二次世界大戰(zhàn),而第一顆人造衛(wèi)星到阿波羅飛船的一切成就都是冷戰(zhàn)時(shí)期取得。
太空探索技術(shù)在太空競賽的背景下你追我趕地前進(jìn)。僵持不下的局面,一直持續(xù)到1969年7月21日格林時(shí)間4點(diǎn)7分,美國人尼爾·阿姆斯特朗的左腳小心翼翼地觸及月球表面那一刻。
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