转自:NASA
文|经纬创投
现实版星际救援大片正在上演。
当宇航员布奇·威尔莫尔(Butch Wilmore)和苏尼·威廉姆斯(Suni Williams)从佛罗里达州的卡纳维拉尔角太空基地升空时,他们认为自己很快会回到地球,并度过一个舒服的假期。但谁也没想到,一个短差变成了太空囧旅。
6月5日,美国波音公司“星际客机”飞船发射升空,并于次日成功飞抵国际空间站,这是“星际客机”飞船首次载人试飞。飞船原定6月14日脱离太空站返回地球,但由于出现推进器故障和氦气泄漏等问题,返航时间一再推迟。
最新消息显示,飞船和宇航员将分批返回地球。“星际客机”宇航员定于明年乘“龙”飞船返回地球,而星际客机将于9月6日“空载”通过降落伞降落。但这一切都存在着各种变数。近日,猎鹰 9 号执行任务过程中,火箭第一级降落在回收船上后爆燃和倾倒,落入海中。虽然“猎鹰9”号火箭年内第二次遭停飞又在极短时间内完成复飞,但仍为后续载人飞行活动的担忧。
如今,被困空间站的宇航员威尔莫尔和威廉姆斯的返回计划有了着落。但二人未来8个月的空间站生活如何安排?这次不算完美的载人飞行,暴露了哪些问题?历史上,有哪些国家的宇航员有过滞留太空的情况?以下,Enjoy:
1、带病出征的“星际客机”与波音之困
2011年美国航天飞机退役后,波音公司和太空探索技术公司于2014年从NASA获得载人飞船项目合同,分别建造“星际客机”载人飞船和载人版“龙”飞船,向国际空间站运送美国宇航员。可是,星际客机一出生就命运多舛。
“星际客机”首次试飞原定是2017年,结果推迟了2年。2019年12月20日,“星际客机”搭载“宇宙神-5”运载火箭完成首飞,却未能进入预定轨道。调查结果显示,机载时钟设置有误,导致飞船未能在正确的时间段内点火。
由于这次试飞没能到达国际空间站,美国宇航局要求在没有任何宇航员的情况下进行第二次试飞。可是,“星际客机”在 2022 年再次发射时,第一次任务因为推进器故障而取消,第二次任务,Starliner 上的两个推进器未能按预期发射,但好在它成功地切换到备用推进器并与空间站对接。
接下来的载人飞行任务更是一再推迟。原定2023年上半年,“星际客机”载人前往国际空间站,结果延迟到2023年下半年,接着延迟至2024年。
临近发射取消任务的情况也时常发生。5月6日,在“星际客机”发射前两小时,两名宇航员已经进入飞船做好准备,却被通知取消发射任务。那次取消发射的原因是搭载“星际客机”的“宇宙神5”型火箭出现阀门故障。NASA说,在对发射数据进行彻底检查后,研制火箭的美国联合发射联盟公司决定替换火箭上部液氧舱的一个压力控制阀门。
6月1日,在“星际客机”发射前3分50秒左右,NASA宣布由于发现一个计算机机箱内的地面电源存在问题,故而取消发射。
6月5日,“星际客机”载着宇航员威尔莫尔和威廉姆斯奔向太空,但这次发射也谈不上顺利。在“星际客机”发射之前,任务小组已经检测到氦气泄露,但认为它的威胁不足以放弃起飞。任务小组的人表示,美国宇航局和波音公司一直强调,这次任务是一次试飞,旨在收集数据以提高Starliner在未来任务中的性能。
![](http://n.sinaimg.cn/sinakd20240902s/264/w700h364/20240902/c214-15f01231379d070c4c00ed500ce6945d.png)
结果,“星际客机”在接近国际空间站时,5台姿态控制发动机失效,导致迟迟无法和空间站对接。同时,飞船上搭载的氦气也出现了泄漏。氦气通常被用于给液态燃料加压,使燃料维持在一定压力下喷入燃烧室进行反应,从而推动飞船。
![波音公司的 Starliner 飞船 对接在 Harmony 模块的前端口 来源:NASA](http://n.sinaimg.cn/sinakd20240902s/367/w700h467/20240902/db7c-0ac5d6cb5c5e102f74d54facbc02362c.png)
随后,两位宇航员切换成手动操纵模式,成功稳住飞船稳住。最后,NASA和波音技术人员远程指导宇航员,将5个发动机重启了4个,才得以成功与空间站对接。这一系列事故让原本计划停靠国际空间站的八天任务被大幅推迟,而后续的技术评估也未能给出明确的解决方案,返航计划被“无限期延迟”。
![](http://n.sinaimg.cn/sinakd20240902s/366/w700h466/20240902/e138-2cd181e6b53e06531efaff8e912ed731.png)
按照美航天局公布的最新计划,这两名宇航员将在国际空间站工作至明年2月。届时他们将搭乘“龙”飞船返回地球。“龙”飞船定于不早于9月24日发射,搭载的宇航员人数将从最初计划的4人减至两人,以便给两名滞留宇航员留出位置。
虽然,两位宇航员返航看似有了着落,但二人的太空之旅依旧充满了波折。
2、波音宇航员无限延长的太空差旅,有多少?
从出差8天延长到8个月,星际客机两位宇航员经历了太空版的“人在囧途”。
二位宇航员的太空旅居可能没有想象中舒适。美国航天员曾形象地描述国际空间站为一个“糟糕可怕的合租房子”。在这个“房子”里,航天员几乎不能拥有一个安稳的睡眠。
据《时代》杂志的太空和科学编辑Jeffrey Kluger称,Wilmore在空间站的生活十分艰苦。国际空间站只有6个私人睡眠区,每个睡眠区配备一个睡袋,一个存放物品的区域以及两台固定在墙上的笔记本电脑。而波音两位航天员原本只是临时借宿在空间站,如今却要在简易睡眠舱度过长达8个月的艰苦生活。
由于事发突然,Wilmore和Williams没有携带足量的衣物以供更换。好在,不久前有一辆补给车抵达了空间站,为两人运送了3吨急需的物资,如水果、蔬菜以及新衣服。
可是,两位宇航员无奈滞留在太空期间,也会产生不少费用。按照规定,除了俄罗斯航天局和NASA规定的宇航员外,其他宇航员进入国际空间站是要收费。
2019年,NASA在官方网站上给出了收费标准:每人每天费用为3.5万美元,其中11,250 美元是空间站的生命支持系统和厕所的费用,食物、航空和医疗用品在内的机组人员用品每天的费用为 22,500 美元,总共合计为3.5万美元。如果两位宇航员在国际空间站待至明年,那将产生超过1500万美元的费用,这笔钱显然不会由NASA支付,只能由波音公司承担。
此外,波音飞船还需要交“停靠费”。飞船对接空间站还需要用到电力、通信和气液等方面的支持,这些都是要额外付费的。
根据2019年6月公布的原始定价政策,对于私人航天飞行任务,将会收取520万美元的任务机时费和480万美元的任务规划及基础服务费。如果要使用NASA货运飞船,每人每天收取运输费(上下行设备等)8.8~16.4万美元。
可是,波音两位航天员想要乘坐龙飞船返回地球,也没有想象中容易。
国际空间站可以停泊美国飞船的对接口只有两个,一个被故障的波音“星际客机”飞船占用了,另一个则是货运飞船。如果需要发射龙飞船上去救援,就大概率要让星际客机离开空间站腾出位置。
8月30日,NASA宣布如果天气良好且没有出现技术问题,波音公司的星际客机(Starliner)将于美国东部时间 9 月 6 日下午 6:04从国际空间站(ISS)脱离,并在 6 小时后在新墨西哥州的白沙太空港(White Sands Space Harbor)通过降落伞降落。
但星际客机已经处于带病状态,除了氦气泄漏和发动机故障的问题,发动机管道的防腐处理也出现了问题。如果星际客机脱离空间站并启动发动机,此时发动机管道出现问题,飞船就有爆炸的风险。
![](http://n.sinaimg.cn/sinakd20240902s/336/w700h436/20240902/3824-46412744742b80f4813f810ea51cd22e.png)
资料显示,星际客机飞船采用串联双舱构型,由乘员舱和服务舱构成,其中乘员舱理论上可以重复使用10次。如果爆炸,这意味着波音多年来巨资研发“星际客机”化为灰烬,损失十分惨重。
相比于这些费用,波音的麻烦远远不止这些。波音7月财报显示,“星际客机”载人试飞延迟和推进器故障等问题让波音新增亏损1.25亿美元。彭博社称,波音眼下财务吃紧,今年预计要消耗至少50亿美元现金,星际客机似乎已不太可能让其盈利。
波音头疼的事情接踵而至。全世界都知道波音斥巨资并花费数年的心血是一个残次品,这让他们一直以来的努力都沦为了笑话。如今,员工们认为这将导致波音公司士气低落,影响公司在航天领域的声誉。
3、宇航员的地外家园,人类空间站如何进化?
外太空并不是世外桃源,有着强烈的宇宙辐射、紫外线,是一个极其危险的环境。因此,空间站则是宇航员在太空中临时的家,也是航天员在太空停留和工作的场所。
那么,人类历史上到底有过多少空间站?
1.礼炮1号
1971年,礼炮1号作为人类历史上首个空间站成功发射升空,但不幸的是3名航天员于1971年乘礼炮1号上的联盟号飞船返回过程中,由于返回舱上平衡阀异常打开造成返回舱失压,导致3名航天员全部死亡。
![](http://n.sinaimg.cn/sinakd20240902s/113/w459h454/20240902/c079-31d74c4709489d7fc9476b6bae0a2ab5.png)
2.天空实验室号空间站
1973年,美国发射了天空实验室号空间站,由轨道舱、过渡舱、多用途对接舱、太阳望远镜以及阿波罗飞船五部分构成,是美国首个空间站。
之后NASA发射了3艘阿波罗飞船,将9名宇航员送入空间站。这个空间站在轨期间,共进行了270多项科研实验,拍下18万张太阳活动图像、4万多张地球观测图像,还拍摄到一颗新的彗星——科豪特克彗星。此外,NASA还进行了微重力人体生理学实验、材料加工实验。1979年7月11日,天空实验室在澳大利亚西部上空再入烧毁,宣告正式退役。
3.和平号空间站
1989年,苏联发射了和平号空间站的核心舱,并在接下来的10年间不断运送新的模块在空间组装。1996年,6个模块组成的和平号空间站终于建成,是人类首个可长期居住的空间研究中心,同时也是首个第三代空间站。
![](http://n.sinaimg.cn/sinakd20240902s/530/w700h630/20240902/3fc6-e38c3f8ea60b0ba992478876b37b55e3.png)
在轨期间,共有31艘联盟号载人飞船、62艘进步号货运飞船、三架美国航天飞机共计11次与和平号对接,宇航员在和平号舱外进行78次太空行走,舱外行走时间长达359小时12分钟。先后有28批长期宇航员、16批短期宇航员,共有12个国家、135名宇航员进驻过和平号,总计进行了1.65万次科学实验。200年,它被废弃后,最终坠入大气层中烧毁。
4.两个在轨空间站
中国首个空间站——天宫空间站
天宫空间站,是中国从2021年开始建设的一个模块化空间站系统,为人类自1986年的和平号空间站及1998年的国际空间站后所建造的第三座大型在轨空间实验平台,基本构型由天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱三个舱段组成。此外还有一个巡天光学舱与空间站共轨飞行,必要时可与空间站对接。
2021年6月17日,神舟十二号载人飞船顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空,并进驻天和核心舱,这是中国人首次进入自己的空间站。
2021年10月,搭载航天员翟志刚、王亚平、叶光富的神舟十三号载人飞船顺利与空间站天和核心舱节点舱的径向交会对接。这次是中国首次与三舱组合体自主快速径向交会对接,首次长期在轨停靠6个月,实现4个载人航天器形成组合体长期在轨飞行。
2022年6月5日,神舟十四号乘组出征太空,陈冬、刘洋、蔡旭哲3名航天员顺利进驻中国空间站。神舟十四号飞行任务是我国空间站建造阶段第一次载人飞行任务,任务期间将全面完成以天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱为基本构型的天宫空间站建造,建成国家太空实验室。
自此以后,中国空间站先后迎来神舟十五号、神舟十六号、神舟十七号、神舟十八号,进入常态化运营阶段。其中,神舟十八号任务中,叶光富有望成为我国在太空飞行时间最长的航天员。
国际空间站
国际空间站自1998年正式建站,于2010年完成建造并开始全面使用,是目前在轨运行最大的空间平台。它是一个拥有现代化科研设备,可开展大规模、多学科基础和应用科学研究的空间实验室。它的规模大约有423吨,由美国、俄罗斯、加拿大、日本等16国联合,先后经历12年建造完成。
![国际空间站结构分解图 图源:NASA](http://n.sinaimg.cn/sinakd20240902s/333/w700h433/20240902/1355-4502053f003a20817581c1381e5c8fc7.png)
从2000开始运行,第一批常驻机组是美国宇航员比尔·谢泼德和俄罗斯宇航员谢尔盖·克里卡列夫、尤里·吉登科。此后这20年,各国宇航员们轮班在太空中值守,据统计,这些年,共有来自19个国家的241名宇航员在这里工作过。
4、历史中遗落在太空的宇航员们
探索外星文明是一个孤独的路程。宇航员在狭小的空间站,望着广袤无垠的黑暗宇宙,听着耳机中传来没有生命的噪声,在孤独中完成自己的任务和使命。当他们被遗落在天空中,将会多么无助?
史上最倒霉的宇航员:被国家遗忘在太空中?
前苏联宇航员谢尔盖·康斯坦丁诺维奇·克里卡列夫是目前世界上在太空累计停留时间最长的人之一,他一共在太空待了803天9小时39分钟。
1958年8月,谢尔盖·康斯坦丁诺维奇·克里卡列夫出生在列宁格勒的一个军人家庭,自幼热爱运动,拥有过硬的身体素质和顽强刚毅的性格。心怀着航天梦的谢尔盖凭借专业知识和自己的努力,成为了苏联航天局的一名航天员。
1988年,他以随航工程师的身份成为“联盟TM-7号”飞船机组的年轻宇航员之一,完成空间站消除潜在故障,检测技术状态以及开展一系列试验。在太空的停留时间超过151天。因这次飞行航天员被授予“苏联英雄”的称号。
1991年,谢尔盖作为“和平号”空间站第9考察队的成员开始第二次太空之旅,但却出现了意外。在克里卡列夫升入太空仅仅半年的时间里,苏联宣布解体,还是苏联人的克里卡列夫被遗忘在天空中。
在这期间,谢尔盖曾长时间联系不上联系地面指挥中心。无奈,谢尔盖留守在和平号空间站,开启了漫长而又孤独的太空生活。但他并没有消极应对,而是每天锻炼身体、做实验,并靠着自己的记忆维护空间站。
重新和地面上的指挥部取得联系后,谢尔盖得知自己国家解散了,并被俄罗斯航天局告知:资金短缺,无法接他回来。
最后,德国买下了前苏联留下来的和平号空间站,谢尔盖才得以结束滞留了311天的太空漂泊之旅。1992年3月17日,谢尔盖乘坐联盟TM-13号飞船顺利返回地球,轰动了整个世界。其中有一份报道这样描述他下来时的样子:“脸色苍白,汗流浃背”,像“一块湿面团”。
回来之后,谢尔盖并未放弃航天事业,成为唯一一个完成六次太空飞行的俄罗斯人,还被授予苏联英雄和俄罗斯联邦英雄称号。
被迫出差1年的太空之旅
2022年9月,美国宇航员弗兰克·卢比奥、俄罗斯宇航员谢尔盖·普罗科皮耶夫和德米特里·佩特林抵达国际空间站,任务期原定180天左右,但俄罗斯联盟号飞船在停靠在国际空间站的时候,出现了散热器发生泄漏,以至于这一艘飞船的所有冷却剂都飘入太空。
据美联社报道,俄罗斯工程师怀疑,飞船散热器发生泄漏的原因是一块太空垃圾刺穿了散热器。为了安全着想,飞船没有接回三位宇航员,空着返回了地球。
于是,三位宇航员被迫在太空中驻留了371天。其中,卢比奥成为首位在国际空间站停留时间超过一年的美国宇航员,超过了另一名美国宇航员马克·范德·海2022年3月创造的355天纪录。
2023年9月27日,俄罗斯派出一艘替代的联盟号飞船,载着一名美国宇航员、两名俄罗斯宇航员降落在哈萨克斯坦,结束了这三名宇航员被迫延长至一年的太空之行。俄罗斯媒体称,这次太空任务是国际空间站上时间最长的一次任务,也是人类太空史上第三长的太空任务。在此之前,俄罗斯宇航员瓦列里·波利亚科夫和谢尔盖·阿夫杰耶夫在和平号空间站上分别待了437天和379天。
想象中的太空旅行,体验零重力的同时欣赏着浩瀚宇宙的璀璨星光。可是,人类能够自由畅游太空之前,少不了一批敢于探索星空的勇者。他们经历严格的选拔与刻苦的训练,以最好的状态奔向星辰大海,是跨越太空岁月的航空英雄。
对于暂时无法回家的宇航员来说,头顶浩瀚星空,却要在茫茫宇宙中寻找生路,每个决定都有可能引向不同终点。在突发意外中寻找生机,在失败的无助中发现希望,他们的精神值得我们参悟和学习。
References:
1.Explore:NASA Decides to Bring Starliner Spacecraft Back to Earth Without Crew
2.环球时报:波音飞船“回家”之路有多难
3.新京报:中国空间站开启长期有人驻留时代
4.环球科学猫:如是中国,2位宇航员早接回,波音飞船不敢回,NASA:龙飞船延迟
5.红星新闻:宇航员滞留太空近两月未归,波音“星际客机”濒临失败,新任CEO面临艰巨任务
6.酷玩实验室:星际救援背后的宫斗大戏,NASA为啥不愿求助马斯克?
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