53 年前人類第一次太空行走,太空人三次都差點丟了命

2020-12-04 好奇心日報

電影《地心引力》一開場,一個超長的長鏡頭展示了一個現代航天歷史上重要的概念:艙外活動(EVA)。影片中,任務專家瑞恩·斯通與太空人馬特·科瓦斯基穿著艙外航天服,在太空梭外面獨立活動,對「哈勃太空望遠鏡」進行維修。

在現實中,中文語境裡習慣上把艙外活動稱為「太空行走」,這種操作同樣是太空飛行中非常重要的操作:修理、釋放、回收、安裝等等一系列精細的活動,需要人手親自操作,太空人出艙活動是最好的解決辦法。現實中的「哈勃太空望遠鏡」遭遇的成像故障,就是太空人出艙活動修復的。

實際上,53年前蘇聯的「上升 2 號」(Восход-2)飛船的飛行中,太空人阿列克謝·列昂諾夫成為第一個出艙活動的人類。但這次太空行走作為這種技術的第一次實踐,列昂諾夫幾次差點丟掉性命。

阿列克謝·列昂諾夫的第一次太空行走/Wikipedia

1965 年 3 月 18 日,蘇聯「上升」號火箭搭載「上升 2 號」宇宙飛船在拜科努爾航天發射場,帶著太空人巴威爾·別列亞耶夫和阿列克謝·列昂諾夫升空,十幾分鐘後進入遠地點 475 公裡,近地點 167 公裡的橢圓近地軌道。

這次任務的核心目標,就是測試太空行走。

為了這次任務,「上升 2 號」飛船被設計了一個充氣的過渡艙,在軌道上充氣完成後,看起來就像是飛船外面吹起來一個白色的氣泡。過渡艙是為了進入太空用的:飛船在太空中不能直接開門,不然空氣就會跑掉。太空人需要先進入一個小型隔離艙,關閉艙門後再打開通向太空的艙門。

「上升 2 號」是第一次測試過渡艙這個結構,採用了較為簡單的充氣式。在現在的太空船上,過渡艙都是飛船結構的一部分。

在蘇聯時代的電視直播和新聞中,這是一次順利的太空行動。列昂諾夫穿著艙外活動太空衣,太空衣上有幾根安全繩連著飛船,背包則提供氧氣和冷卻。在試著在艙外安裝一個相機,活動 10 分鐘之後,列昂諾夫安全回到了飛船裡。

但在蘇聯解體後的絕密文件中,這個僅有 12 分鐘的活動危機四伏:當列昂諾夫在艙外漂浮時,他所穿的太空衣開始膨脹,失去原有的外形。這種航天服是蘇聯航天部門在原有的艙內航天服的基礎上改造的,在僅僅幾分鐘後,太空衣就膨脹到讓他無法彎曲關節的程度。

為了繼續行動,列昂諾夫打開閥門開始給太空衣放氣,以便讓自己回到飛船內。在事件發生時,列昂諾夫沒有在無線電中報告自己的行為,同時地面也切斷了電視直播。因為這個意外,他在艙外安裝的相機也沒有拍下自己出艙的畫面。

在他返回飛船的充氣過渡艙時,列昂諾夫犯了一個錯誤。他本來應該腳朝門內進入,方便之後關上艙門,但他當時頭部先進入了過渡艙。在艙內試圖轉身再關閉艙門時,他卡在了狹小的過渡艙裡。於是他再次給航天服放氣,好讓自己轉身關門。

這一次放氣讓他轉過了身,但是也因為氣壓快速下降而出現了減壓病的症狀,同時因為冷卻系統受到幹擾,他的體溫升高了兩度,穿著太空衣汗流浹背。在後來的回憶採訪中,列昂諾夫說,如果他當時沒辦法成功回到飛船裡,就會吞下一個事先準備好的藥丸自殺。

回到飛船裡,他們再次遇到了麻煩。因為穿著臃腫的太空服,兩位太空人沒辦法快速調整位置,回到座位上坐好,導致飛船的重心出現了變化。「上升 2 號」這種早期飛船尺寸很小,重心變化會影響返回地球的程序。

重心不穩的飛船在再入大氣層的過程中劇烈翻滾,最終偏離了預定降落地 380 公裡。兩位太空人在積雪的森林裡等待救援,可返回艙的空調也壞了,不加熱的同時風扇卻正常工作。在和熊、鹿等野生動物共度一個不眠夜之後,兩位太空人被救援隊發現。

羅伯特·柯賓與克裡斯特·富格萊桑在 STS-116 任務期間執行建造國際太空站任務/Wikipedia

在蘇聯人之後,美國人在 1965 年 6 月 3 日的「雙子座」任務中,由太空人艾德·懷特完成了第一次太空行走。在 1960 到 1970 的「阿波羅」月球計劃中,艙外活動達到了一個高峰:從「阿波羅 11 號」到「阿波羅 17 號」,有 12 名太空人身穿艙外太空衣登上了月球表面,最長停留時間超過 7 小時 36 分。

在《地心引力》中,最終殉職的太空人馬特·科瓦斯基使用的是一種特殊的艙外活動裝置 MMU 載人機動裝置。基於這種可以噴氣移動的太空衣,他可以不系安全繩,隨意在太空中飛行。然而在現實中,MMU 不能這麼自由的使用,電影中喬治·克魯尼隨意飛來飛去更不可能。事實上,在短暫的三次任務後,這種風險極高的設備被機械臂取代,就是電影中桑德拉·布洛克使用的那一種。

史蒂芬·羅賓遜在STS-114期間操作機械臂維修太空梭/Wikipedia

太空行走完成了航天史上太多次非常重要的工作,維修和升級「哈勃太空望遠鏡」,為國際空間站安裝和修理設備等等。歷史上累計太空行走時間最長的太空人是俄羅斯人阿納託利·索洛維耶夫,他在太空中呆了 82 小時 21 分。《地心引力》中喬治·克魯尼扮演的馬特·科瓦斯基在太空中失控,念叨自己要打破的紀錄,指的就是這個時間。

題圖/MMU/Wikipedia

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