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航天飞机在太空出现故障怎么办?

相信有很多同学看到载人火箭成功发射之后的画面都会非常兴奋,但同时,也多少会在心里捏一把汗,因为火箭发射成功只是航天任务的第一步,未来的太空之旅还会有更多艰难的任务在等着航天员,比如航天器遇到突发状况等。那时候该怎么办呢?

并不是大家在杞人忧天,历史上的确发生过类似的情况。

1.哥伦比亚号航天飞机事故

相信很多同学听说过美国哥伦比亚号航天飞机事故。那场空难造成了机上7名航天员全部遇难,可以说是人类航天史上最重大的灾难。

其实,这场灾难本来是有可能避免的。现在,让我先来简单还原一下整个事件的经过。

2003年1月16日,美国哥伦比亚号航天飞机第28次从肯尼迪航天中心发射升空。一切看起来都是那么轻车熟路,随着航天飞机的加速,机身、助推火箭、燃料箱都与空气剧烈地摩擦着。在哥伦比亚号升空大约80秒时,地面摄像机拍到了一片隔热泡沫从燃料箱脱落,并击中机翼的影像。

第二天,工作人员发现了这个问题,并当即向管理团队提交了报告。经过研究分析,管理团队认为这点问题影响不到飞行安全,所以只是以较低的优先级来处理这件事。这样安排是有充分的理由的,以前至少有65架航天飞机被拍到过泡沫脱落,但它们最终都安全降落了。所以,这次的泡沫脱落又有什么好紧张的?

航天飞机上,7名航天员不知道外面的情况,照常进行他们的实验。1月23日,他们收到了一封来自地面控制中心的邮件,信中说:“在升空大约80秒时,燃料箱上脱落的隔热泡沫碎片撞击了飞机左翼下表面。专家已经对高速摄影影像进行了审查,无须担心碳纤维板和隔热瓦有损坏,所以不用担心。”航天员完全相信地面专家的分析,所以计划保持不变。

2003年2月1日,哥伦比亚号航天飞机开始返航。初入大气层时,一切似乎都很正常,但几分钟后,各种传感器的警告灯开始闪烁,尤其是左翼温度传感器的警告灯。这时,地面上已经监测到那块在发射时被泡沫撞到的隔热瓦正在脱落。失去了隔热瓦的保护,超高温气体迅速进入机体,从里面开始撕裂整架航天飞机。我们很难想象当时7名航天员所面临的恐惧和绝望。很快,飞船解体,地面控制中心失去了与它的联系,大量飞船碎片在空中散落。

这就是整个事件的经过。

后来,美国国家航空航天局经过调查研究后认定,这是一次管理层的疏忽和材料使用不当导致的灾难。有的同学可能会问:如果地面控制中心认真对待那块隔热泡沫,能不能避免这场灾难呢?

事故发生后,哥伦比亚号事故调查委员会做过假设:如果美国国家航空航天局在发现泡沫撞击的当天就足够重视并及时采取补救行动,这7名航天员是有可能获救的。

那么,在数万米的高空中,怎样去营救呢?通常来说,太空营救分为在轨维修的自救和发射另一架航天飞机进行他救两种。假设,美国国家航空航天局在第一时间就通知航天飞机上的航天员,让他们做好采取下一步行动的准备,然后马上调用间谍卫星快速获取受损位置的图像,任务中心就能确切地知道受损部位会不会对航天飞机造成实际的威胁。

2.航天员的自救

航天飞机升空后,如果航天员遇到危险,有两条救援通道可以同步开启:一方面,航天员进行在轨维修的自救,就是走出舱,到达受损部位做进一步检查;另一方面,地面上的另一架航天飞机简化流程,马上进入发射准备阶段。

在轨维修时,由于这7名航天员没有国际空间站那种带机动装置的航天服,所以他们必须两人一组同时出舱,一个人挂在打开的货舱盖上,另一个人则紧紧地抓住第一个人的脚,才能接近受损的位置。

我们不难想象这样做有多危险。但相对于收益,所冒的风险还是值得的。如果航天员查看、评估后认为有维修的可能性,他们可以就地取材,使用航天飞机上现成的材料进行修理,如钛带、隔热毯、货舱隔热衬套。

修理的思路很简单,就是把钛带和隔热衬套塞进机翼隔热瓦受损的破洞里,紧紧地填满从隔热瓦表面到翼梁间的空隙,再用隔热毯从外面包裹起来,做成一个临时的防护装置。当然,这毕竟是临时混搭而成的,其防护能力有很大的不确定性。航天飞机上的组员无法准确地评估,而无法准确评估就意味着无法确保其安全性。所以,看起来在轨维修并不可行,那就得依赖地面救援了。

3.沉默的地面救援

2003年1月19日,另一架航天飞机亚特兰蒂斯号正在为3月1日的国际空间站之行做准备,如果此时它马上调整目标,并最快于2月9日发射升空,就有可能协助哥伦比亚号航天飞机回家了。但是,没有人能确定亚特兰蒂斯号不会被泡沫撞到,如果两机的遭遇一样,就都回不来了。

事已至此,哥伦比亚号早已退役,我们只能纪念那些伟大的航天工作者曾为人类太空探索所做出的牺牲和贡献。 2VTEKL1Y06dI5Rh3BHd3LlN1Sd+daFQFi1n10l2WtiRceTGkchB/aNUAY/s526tf

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