自遠古開始,人類就對頭頂那片絢爛的星空無比嚮往,幻想有一天能夠親身感受那無邊無際的廣闊。然而,落後的科技並不足以支撐這種幻想,強烈的希冀只能化作紙上一篇篇動人的神話。
時光荏苒,航天科技的發展讓千萬年以來的幻想成為了現實,那原本極為遙遠的滿天星辰,如今似乎已經觸手可及。
不過,短暫的太空之旅顯然並不能滿足人類的探索欲望,為了未來星際殖民以及各種科學實驗的需要,人類在宇宙中建立了一個能夠長時間停留工作和學習的地方,而這個地方就是空間站。
相信在看了空間站內部相對擁擠的環境之後,許多人都會好奇一個問題:一旦空間站失事,太空人能夠通過跳傘的方式逃生嗎?想要知道這個問題的答案,我們要從跳傘發展史開始說起。
人類有記載的第一次跳傘是發生在1797年10月22號。當時一位熱氣球愛好者發明了一個簡易的降落傘,並且使用這個降落傘成功從980米高空降落。
自這位名為安德烈·雅克·加納林的人完成降落傘首秀之後,跳傘這個讓人血脈噴張的運動很快風靡全球,這也大大推動了降落傘的研究和改造。到了二戰時期,傘兵已經成為了一種普遍的進攻手段。
和傘兵快速降落的追求不同,極限跳傘運動員們追求的是純粹的起跳高度。目前世界上最高的起跳高度是由美國人艾倫·尤斯塔斯創造,他在2014年10月24日從41425米高空跳下,歷時4分多鐘安全到達地面。
而關注過此次挑戰的朋友應該發現了,挑戰者身穿的並不是平常的衣物,而是一種類似太空衣的臃腫衣服,為什麼要穿這種衣服呢?
事實上,這種看起來非常臃腫的衣服是加壓服。由於4萬米以上的高空溫度極低,大約為零下23℃左右,大氣壓更是幾乎為零。
更主要的是,挑戰者在跳下的過程中還要經歷溫度更低的同溫層(約零下55℃),這種環境早已突破了人類的忍耐極限,所以如果挑戰者不穿特製的加壓服,進行壓力平衡以及保暖,那麼外界環境幾乎在十幾秒內就能殺死挑戰者。
當然了,與超高空跳傘者穿的加壓服相比,空間站太空人們所穿的太空衣要先進的多,例如它不僅具備加壓和保暖這些基本功能,甚至還能為太空人們出艙工作提供必要的氧氣和飲用水。
既然太空衣功能更多,是不是意味著太空人們可以身穿太空衣,直接使用降落傘穿越大氣層到達地面呢?答案當然是否定的。
因為空間站通常穩定在距離地面約400公裡的宇宙中,所以許多人會產生一種錯覺:空間站是靜止不動的,只需要縱身一躍就能夠回到地球。
事實上很多人都想錯了,空間站位於地表400公裡的高度,由於這裡的重力加速度只有地表的90%,所以為了維持這種高度,空間站實際上要以每秒7.66公裡的超高速度圍繞著地球公轉。
可能許多人對每秒7.66公裡的速度並無一個清晰的認識,這麼說吧,由於飛行速度極快,空間站繞地球一圈僅需要92分鐘,而普通的民航客機繞地球一圈需要40多個小時,可見其飛行速度是多麼的恐怖。
更主要的是,太空人出艙跳傘並不會垂直向下,因為在他起跳的瞬間空間站會給他一個初速度,導致太空人起跳後仍然會跟空間站同一方向飛行。
上文說了,空間站之所以能夠一直保持距離地表400多公裡,是因為它一直圍繞著地球高速飛行,而離開空間站的太空人由於沒有動力,再加上400公裡高的宇宙中仍然有一絲空氣,所以在空氣阻力的影響下,其速度會一點點降低,高度同樣也會一點點降低。
根據計算,太空人的高度大約每個月降低2公裡左右。是的你沒有看錯,降低高度的時間就是按月計算的,因為太空人離開空間站的瞬間,飛行速度實際上是跟空間站差不多的。
不過此時就出現了一個致命的問題,太空人隨身攜帶的氧氣瓶中的氧氣根本不足以支撐幾個月的時間,甚至一天都無法支撐,短短幾個小時後太空人就會因為窒息而死在近地軌道上。
所以為了讓脫離空間站的太空人能夠快速進入大氣層,不用在宇宙中漂泊漫長的時間,這個時候就需要一個和火箭類似的動力裝置。
但是問題又來了,以人類目前的科技水平,根本無法製作出一個能迅速讓太空人的飛行速度,從7.66千公裡/秒降為零的動力裝置。
如果改變思路,這個動力裝置不迅速降低太空人的飛行速度,僅改變他的飛行方向,讓他能夠快速進入大氣層,是不是就可行了呢?答案依然是否定的,因為這會讓太空人進入大氣層後和空氣劇烈摩擦,從而被大火所吞噬。
事實上,不提太空人直接穿著太空衣進入大氣層非常危險,就連乘坐宇宙飛船穿越大氣層也都是一件非常危險的事情。
2003年2月1日,在億萬雙眼睛的注視下,美國哥倫比亞號太空梭在大氣層中被焚毀解體,7名太空人遇難。而造成此次事故的主要原因,就是因為一塊小小的隔熱瓦破損,可見穿越大氣層是多麼危險的一件事情。
通過上面的分析,相信大家也都明白了,為什麼空間站出事,太空人們不能選擇直接跳傘逃生。
值得一提的是,在空間站設計之初科學家們早已想到出現事故的可能,所以空間站中是有特定的逃生飛船供太空人們逃生使用的,這種飛船具有強大的抗壓、抗高溫的能力,所以只要不出現操作上的失誤,太空人們安全回到地球表面的概率很大。