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飞船钻孔漏气 火箭发射失败 国际空间站三名宇航员将何去何从

腾讯太空  · 公众号  · 探索  · 2018-10-13 20:20

正文

10月11日,“联盟”号火箭在发射过程中遭遇故障,两名宇航员被迫返航并安全着陆。俄联邦航天局正对事故原因展开调查,但调查需要多长时间尚是一个未知数。“联盟”号飞船是美欧俄及其它国家的航天机构造访国际空间站的唯一途径。虽然SpaceX和波音都在研制商业载人飞船,但目前都派不上用场。由于此次发射失败,空间站上的三名宇航员可能在2019年1月被迫撤离。

采用三舱设计的“联盟”号飞船

10 11 日凌晨,美国宇航员尼克•黑格和俄罗斯宇航员阿列克谢•奥夫奇宁遭遇惊魂一刻。他们乘坐的“联盟”火箭在发射过程中遭遇事故。庆幸的是,两人安全返航。“联盟”号飞船是当前唯一服役的载人飞船,由于要对事故原因展开调查,这个唯一的太空之门被迫关闭。


2011 年,美国宇航局的航天飞机退役并且没有替代飞船补位。在这种情况下,宇航局只能借助俄罗斯的“联盟”号飞船让本国宇航员往返于地球和国际空间站。 SpaceX 和波音正为宇航局研制载人商业飞船,用于将宇航员送上空间站。不过,他们的飞船尚未竣工。最早的一次载人飞行可能在 2019 年中期登场, 2019 年底才能获得批准,首次执行标准的载人任务。


过去的 7 年时间里,美国、俄罗斯、欧洲、日本和其它国家只能依赖“联盟”号执行空间站任务。现在,“联盟”号的发射被迫搁浅,何时重启发射之门仍是一个未知数。前宇航局航天飞机任务主管、火箭事故调查员韦恩·哈勒在接受“商业内幕”网站采访时表示:“‘联盟’号飞船一直是一匹可靠的驮马,一次又一次将宇航员安全送上国际空间站。我们的太空立足点处在危险之中,除非尽快查明事故原因并加以修正。”

航天飞机早已成为历史

哈勒所说的“太空立足点”就是指国际空间站。迄今为止,空间站的连续有人居住史已接近 18 年。哈勒和其他航天专家指出虽然“联盟”号的发射遭遇故障,但两名宇航员有惊无险,最后安全着陆。

已退役的宇航员克里斯·哈德菲尔德 11 日早上表示:“对于这场事故,宇航员并不感到非常意外。所有的机器最终都会出故障。真正的问题是,你是否为可能的机器故障做好准备?” 2013 年,哈德菲尔德最后一次乘坐“联盟”号飞船奔赴空间站。他说:“最美好的东西莫过于一切运转正常,宇航员状况良好,没受半点伤,所有应急系统在火箭出现故障时正常使用。谁也不希望出问题,但问题总是在所难免。”

10 9 日,哈萨克斯坦的拜科努尔发射场,火车将“联盟 MS-10 ”火箭运往发射架

10 11 日凌晨,黑格和奥夫奇宁钻进 150 英尺(约合 45.7 米)高“联盟”火箭顶部的狭小太空舱。东部夏令时间 4 40 分左右,“联盟 MS-10 ”航天系统——包括火箭和飞船——从哈萨克斯坦的拜科努尔发射场发射升空。升空后大约 2 分钟——当时从地面几乎已看不到火箭的身影—— 4 个大型侧置助推器抛离,但第二级火箭发生故障。


11 日举行的新闻发布会上,空间站任务集成及运营负责人肯尼迪·托德表示大约一秒钟后,舱内的“中止”灯亮起,系统自动弹射“联盟”号飞船。托德并未透露第二级火箭究竟是发生爆炸还是失去推力。据他估计,两名宇航员乘坐的太空舱在距地面大约 30 英里(约合 48 公里)的高度弹出,此时距太空边缘还有一半。


哈德菲尔德说:“出现故障后,自动系统启动。系统知道火箭没有按预定流程提供推力,因此将‘联盟’号飞船弹出。这个小太空舱翻着跟头极速下落,在降落到一定高度后打开降落伞,让宇航员安全着陆。”

57 远征队宇航员,俄罗斯联邦航天局的阿列克谢•奥夫奇宁(左)和美国宇航局的尼克•黑格

整个重返地球过程历时 34 分钟。在返航的第一段,“联盟”号飞船进入所谓的弹道式再入模式,基本上就像抛到空中的石头的下落过程。这种下落带有一定危险性,因为“联盟”号并没有处在最佳路线,无法最大限度地利用地球大气层来逐渐减缓速度。哈德菲尔德说:“一旦进入弹道式再入模式,你将经历极速下落。当空气变得浓密,就像撞击水面一样,你会承受 8G 或者更高的重力。虽然仍在安全范围内,但整个降落过程却非常惊心动魄。”


两名宇航员一度经历失重,但他们曾接受过严格训练,对这样的严重故障早有心理准备。为了获得飞天机会,他们付出了太多汗水,这也就是为什么哈德菲尔德认为他们可能更多地感到失望,而不是恐惧。他说:“他们的第一反应应该是挫败感,也可能是愤怒。为了此次发射,他们接受了很长时间的训练,发射失败让他们丧失了一次宝贵的飞天机会。好消息是,他们安全返航。”

10 11 日,“联盟 MS-10 ”飞船在发射过程中遭遇变故,被迫返航

宇航局宇航员、曾登上空间站的雷德·维瑟曼在 11 日的新闻发布会上表示,得知发射失败的消息,“我的心都要跳出来了”。“‘希望他们安全返航’,这是我当时唯一的想法。”现在,俄联邦航天局正对事故原因进行调查。一些俄罗斯媒体甚至报道称一项刑事调查已经启动,以找到最近在对接空间站的“联盟”号飞船上发现的孔洞的背后元凶。


事故发生时,德国宇航员、空间站指令长亚历山大·格斯特正从空间站拍摄此次发射,最后捕捉到“联盟”号从火箭弹出的瞬间。他在推文中说:“希望我们的朋友一切安好。今天的事故再一次证明‘联盟’号是一个令人惊异的航天器,能够在遭遇这种事故时拯救宇航员的生命。太空飞行困难重重同时带有很高的危险性,但为了全人类的福祉,我们必须不断努力。”


现在,格斯特与美国宇航员塞丽娜·奥侬 - 钱塞勒和俄罗斯宇航员谢尔盖·普罗科皮耶夫仍坚守在空间站上。

国际空间站,连续有人居住史已接近 18

此次发射事故对格斯特、奥侬 - 钱塞勒和普罗科皮耶夫意味着什么?按照原定计划,他们将于 12 月重返地球。哈德菲尔德说:“他们可能要在空间站上逗留数月,陷于孤立无援的境地,直至我们能够进行下一次发射。究竟何时能够发射,谁也无法确定。”

不过,这种“被困”仅限于让空间站保持有人职守状态。空间站上还有一艘“联盟”号飞船,一旦发生紧急情况或者接到任务控制中心的撤离命令,他们可以乘坐这艘“救生船”返回地球。“联盟”号救生船的可用期限在 200 天左右。托德说:“留给他们的撤离时间已经不多。”


这艘“联盟”号飞船于 6 月抵达空间站。也就是说,空间站宇航员可能在 1 月被迫撤离。如果原定于 12 月进行的“联盟”号发射流产,他们便要提前撤离空间站。这种可能性更高。(按照原定计划, 2019 4 月还将进行一次“联盟”号发射。)

欧洲航天局宇航员亚历山大·格斯特

美国宇航局及其合作伙伴希望空间站尽可能在更长时间内保持有人职守状态。哈德菲尔德说:“为了确保空间站及宇航员的健康,我们需要考虑长期计划。如果放弃空间站,一旦空间站在此时发生故障,我们就只能眼睁睁看着空间站的状况走向恶化。我认为只要条件允许,他们会尽可能延长宇航员的逗留时间。”


11 日早上,维瑟曼与空间站宇航员对话,他们已做好迎接任何挑战的准备。他在新闻发布会上说:“他们将坚决服从空间站管理团队的命令。如果需要的话,他们将尽可能逗留更长时间。”维瑟曼和托德指出空间站上物资充足, SpaceX 的“龙”货船还将继续运送物资。


托德表示现在就担心空间站无人值守还为时尚早,因为“联盟”号发射事故的调查可能只持续几周,而不是数月。即使出现宇航员必须撤离的情况,我们仍可借助冗余系统在一段时间内对空间站进行远程操控。“我们能够容忍一些严重故障,继续运转空间站。不过,宇航员在空间站上进行的科学实验将受到影响。”

SpaceX 总部的无尘室,载人“龙”飞船组装工作正处在进行时

作为美国宇航局商业载人航天计划的一部分, SpaceX 的“龙”载人飞船和波音的 CST-100 “星际航线”飞船很快就要竣工,但目前还没有做好执行任务的准备。宇航局希望能够在 2019 年中期进行首次载人试射。


宇航局局长吉姆·布莱登斯汀在 11 日的一份声明中指出“将对此次事故进行全面调查”。“联盟”号事故调查委员会需要多少时间结束调查,俄联邦航天局并未给出答案。此外,“联盟”号火箭存在哪些需要解决的问题,修复这些问题需要多长时间,也充满不确定性。(俄罗斯的“进步”号货船采用同样的火箭发射系统。)


如果需要数月时间才能查明“联盟”火箭事故原因和修复故障, SpaceX 和波音的首次载人试射将进一步推迟。在“龙”飞船和“星际航线”飞船与空间站对接过程中,宇航局需要空间站宇航员密切监视,一旦出问题,及时干预。

艺术概念图,“星际航线”飞船正在靠近空间站

托德说:“耗资 1000 亿美元的国际空间站是全世界的一份重要资产。我们需要让空间站保持有人职守状态,对飞船与空间站的对接进行密切监视,这一点至关重要。”无论发生何种情况,俄罗斯或者美国的航天计划都不会因此终结。哈德菲尔德说:“就因为汽车发动机出故障,你就再也不开车了吗?”


太空政策专家兼作家、乔治·华盛顿大学空间政策研究所的航天历史学家约翰·罗格斯登表示,宇航局及其合作伙伴当前的窘境并不让他感到吃惊。他说:“在太空运输方面,我们执行了一项不够稳健的太空政策。回首过去,你可能认为我们让航天飞机过早退役,国会没有在商业航天计划实施初期提供足够经费,导致该计划延误了两三年之久。我们无法改变历史,注定会为不合理的决策付出代价。”

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