宇航员如何完成危险的太空行走

对于阿列克谢·列奥诺夫来说, 太空的色彩比地球上的任何色彩都要绚丽得多。1965 年,这位已故的俄罗斯宇航员在距家园数百英里外的太空中漂浮时所体验到的景象,没有任何照片能够与之媲美:远处那弯蓝色的弧线悬浮在深邃漆黑的宇宙中;日落时分,红、绿、黄的线条掠过地平线。其他探险家也分享过这种超凡脱俗的视角,但当时没有人像列奥诺夫那样——从飞船的安全范围之外,在历史上最早的太空行走中目睹这一切。

他只有一根 16 英尺长的安全绳作为生命线,这位“上升 2 号”任务的飞行员独自漂浮在近地轨道上。但 12 分钟后,敬畏变成了恐慌,因为他的宇航服膨胀到他无法再次穿过飞船的气闸舱门。他担心,作为第一个穿着宇航服探索浩瀚太空的人,他也可能成为第一个迷失在太空中的人。

如今,太空行走(也称为舱外活动或 EVA)已司空见惯。自 1998 年以来,国际空间站 (ISS) 上的宇航员已进行了 250 次此类活动,他们在外太空花费数小时安装或修复科学设备。但即使宇航员在漫游非受控环境方面越来越熟练,宇航服的技术也得到了改进,发生事故或死亡的风险依然存在。

在列奥诺夫的案例中,大气压力的下降导致他宇航服中的空气膨胀到危险的程度。如果他试图释放气体降低压力,他就有可能耗尽过多的氧气而窒息。他决定冒险一试,迅速打开宇航服上的一个阀门将其缩小一些,然后滑回舱内。与此同时,苏联航天局切断了该任务的国家广播,以避免公众恐慌。列奥诺夫回到地球时受到了英雄般的欢迎,直到他分享了自己的经历,大家才意识到他所面临的危险。

自列奥诺夫开创性的尝试以来,各国已提高了太空行走的安保和培训标准。NASA 的宇航员在水箱和零重力飞机上练习舱外活动程序,每在轨道上花费一小时,他们就会在水下练习近七小时。最近,他们还在虚拟现实中进行了练习。

因此,退休的 NASA 载荷指挥官杰夫·霍夫曼说,如今的宇航员对舱外活动做好了充分的准备。在他职业生涯中,他进行了四次太空行走。他的首次太空行走发生在 1985 年,碰巧是该机构历史上第一次计划外的太空行走,当时他冒险走出航天飞机试图修复一颗故障卫星。“这表明(太空行走)的训练是多么出色,”霍夫曼谈到那次长达三小时的舱外活动时说。“我感觉很舒适,尽管它是计划外的。”

自列奥诺夫时代以来,设备也得到了改进,使宇航员能够进行更长时间的太空行走。太空服几乎就像独立的宇宙飞船,为宇航员提供氧气、调节温度并排出呼出的二氧化碳。其他一些小小的改进也使舱外活动更加安全舒适,包括宇航员用来进行短距离推进的装置、结构外壳上的扶手,这些可以提高机动性,头盔内部的防雾涂层,以及由多层绝缘材料和坚韧、柔韧的织物制成的保暖手套。

然而,危险是真实的。2013 年,意大利宇航员卢卡·帕尔米塔诺在一次太空行走中几乎溺水,当时他的头盔被从宇航服冷却系统中泄漏出来的水淹没。宇航员还可能面临疲劳或因与潜水员相同的快速压力变化而引起的导致血液冒泡的“潜水病”。

以每小时 18,000 英里的速度运行的太空垃圾构成了另一种危险——霍夫曼说,随着地球轨道上积累的碎片越来越多,这种危险正在加剧。2021 年底,NASA 因漂浮的碎片而取消了一次国际空间站的舱外活动。尽管还没有宇航员被击中,但宇航服被刺穿可能会迅速致命。

即使太空行走变得越来越频繁,潜在的灾难也永远无法完全消除。毕竟,霍夫曼说,这是乘坐装载火箭工作的一部分。“我非常有信心,如果发生了我们能够处理的事情,我们会做得很好。而如果发生了我们无法处理的事情——又何必担心呢?”他解释道。“我冒着风险,因为我们有有用的工作要做。”

这个故事最初发表在 2022 年秋季的《PopSci》Daredevil 期刊上。阅读更多 PopSci+ 故事。

 

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Maria Parazo Rose

前编辑实习生/撰稿人

Maria Parazo Rose是Grist的空间数据分析师,她报道并制作关于原住民事务、保护主义和气候移民的地图。她的作品发表在Grist、New York Focus、Popular Science、The Allegheny Front和NPR等媒体上。


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