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太空生活“危機四伏” 航天員怎樣才能化險為夷

[ 來源:科技日報 | 作者:代小佩 | 發布時間:2021-06-16 | 瀏覽:243次 ]

這是距離地面約600千米的高空,沒有水,沒有空氣,取而代之的是強烈的宇宙輻射、紫外線、失重環境以及空間站艙內儀器產生的噪音和長久的孤獨感。

在影片《地心引力》中,2名航天員在出艙維修飛行器時遭遇了太空碎片的高速沖擊,空間站被毀,2名航天員開始了太空版的“密室逃脫”。

在現實的空間站中,航天員通常會遇到哪些危險?如何才能順利逃脫呢?

進太空前,先通過嚴格的選拔和訓練

對于一名合格的航天員來講,通過嚴格的選拔和訓練是應對未知風險的第一步。

中國科學院國家空間科學中心研究員孫志斌告訴科技日報記者,在空間站生存,需要克服失重、超重、孤獨、宇宙射線、火箭發動機的噪聲和空間碎片撞擊航天器等一系列艱難險阻。因而,空間站生活和工作對航天員的生理和心理素質有著非常高的要求。

“所以,在進入太空之前,航天員要經過嚴格的選拔和訓練?!睂O志斌說,“地面上也會提前準備好上百種預案以應對太空上的種種風險,力求把空間站上可能出現的問題扼殺在搖籃里?!?

航天員怎么選拔?一般來說,航天員在選拔環節通常要經過基本資格審查、臨床醫學檢查、生理機能選拔、心理選拔、特殊環境因素耐力和適應性選拔等。具體操作階段,又細分為預選、門診檢查、住院檢查、特殊環境因素檢查等。其中,特殊環境因素耐力選拔要進行低氣壓與缺氧耐力檢查、最大體力負荷檢查、振動力檢查等。

在載人航天初期,航天員都是從空軍中挑選優秀的飛行員或試飛員。因為飛行員具有高空作業能力和經驗,在緊急情況下有快速反應和處理問題的應變能力。

據透露,中國第一代航天員全部選自空軍戰斗機飛行員。他們都有近千小時的飛行經歷,具有高超的飛行技術,大學本科及以上學歷,強健的身體、良好的心理素質和反應能力。

經歷過層層選拔淘汰后,航天員將開始進入密集的訓練階段。

這一階段的培訓主要是為了幫助航天員掌握各種太空生存技能,如適應太空環境獨特的吃喝拉撒睡技能,以及如何鍛煉身體、穿脫航天服、維修飛行器、升高或降低空間站運行軌道等。

航天員還要學習如何在與世隔絕的環境中長期默默工作,適應太空生活、工作的規律和節奏。飛行任務訓練也必不可少,如出艙活動訓練、交會對接訓練等?!昂教靻T還要學習基本的科學設備操作技能?!睂O志斌說。

遇到險情,及時與地面溝通

盡管已經接受了嚴格的訓練,進入太空之后,航天員不可避免地會遇到意料之外的危險。比如,空間站被太空中的碎片碰撞、太空艙發生火災、燃料和食物耗盡、航天員出現健康問題等。

在這種情況下,天地協同是防范和化解風險的重要舉措。

比如,建立針對航天員的天地一體醫療診治體系。具體來說,就是通過制定長期飛行疾病譜,建立在軌診治能力模型,配置醫學監測與診療設備及藥品。飛行前,實施醫學隔離與放飛檢查;飛行中,采取定期與按需相結合的醫監模式,建立在軌健康評價與維護技術,應用藥物與非藥物相結合、特色中醫藥等醫學技術,保障航天員健康。

“在地球上,人們可以每年做一次體檢。但是在空間站,航天員的身體狀況需要被24小時監測,一旦有異常變化,地面會及時提供干預方法?!睂O志斌說。

此外,天地協同的機制也在規避太空碎片風險上發揮著重要作用?!叭绻孛婀ぷ魅藛T提前監測到碎片正在飛向空間站,就會給航天員發送指令。航天員在收到指令后,會操作飛行器變軌,或地面直接發送變軌指令,通過升高或降低空間站的運行軌道來躲避碎片撞擊?!睂O志斌說。

孫志斌表示,空間站上通常會準備充足的物資?!霸谑澄锖腿剂舷拇M之前,地面會發射貨運飛船給空間站和航天員補充物資?!?

“航天員在天上飛,地面上也沒有閑著,時時刻刻監測著空間站和航天員的狀況?!睂O志斌說。

當然,歷史上也有比較“慘”的航天員。1991年5月,蘇聯航天員克里卡列夫飛向太空。讓克里卡列夫萬萬沒想到的是,就當他和另一個同伴在太空兢兢業業工作時,他的祖國蘇聯解體了。各國亂成一團,竟然忘了太空中還飄蕩著蘇聯的航天員。無家可歸的2名航天員被迫滯留太空。直到美國向他們運送了一批基本物資,他們才沒有餓死。1992年3月17日,滯留天空近一年的克里卡列夫終于被接回了地球。

“總之,遇到危險時,航天員可及時與地面溝通,得到地面上的幫助和支持?!睂O志斌說。

面對太空危機,他們臨危不懼

當危險真的來臨時,臨危不懼是航天員應對危機的必備素質。

當年,“阿波羅13號”飛船執行登月飛行任務時,服務艙發生爆炸,但由于航天員臨危不亂、堅毅果敢的處理,最終轉危為安。

孫志斌也表示,面對棘手的情況,航天員不能緊張,應該冷靜處理,“如果情況非常危急,航天員可以進入返回艙待命,做好返回地球的準備”。

但返回地球的旅程也可能發生意外。1971年6月,蘇聯的“聯盟11號”飛船搭載著3位航天員升空。3位蘇聯航天員在“禮炮一號”空間站停留了23天18小時22分。他們順利完成科學實驗,獲得很多珍貴資料和數據,還成功實施了2次在軌對接任務。

3名航天員準備返回,但不幸的是,當返回艙與軌道艙分離時,返回艙的壓力閥被震開,密封性被破壞,導致航天員所在的返回艙內空氣快速泄漏,艙內迅速減壓。

事后,蘇聯政府對事故進行了調查,結論是“聯盟號”飛船的設計存在缺陷。由于飛船座艙空間過于狹小,為了容納3位航天員,他們必須脫掉航天服才能坐得下,這讓航天員在升空和返回時暴露于風險之中。后來,“聯盟號”升級,安全性增強,蘇聯政府也要求航天員在升空和返回地球時必須穿著航天服。

中國航天員科研訓練中心劉偉波等人表示,隨著技術進步及對人在空間生理、心理和行為特性研究的逐步深化,特別是隨著空間站規模的不斷擴大和飛行經驗的積累,航天員在空間站長期駐留的保障技術水平越來越高。

“航天員是一個高風險的職業,他們都有強烈的事業心和了不起的犧牲精神?!睂O志斌說。

太空密室逃脫秘籍

資格選拔:在進入太空之前,航天員要經過嚴格的選拔,包括基本資格審查、臨床醫學檢查、生理機能選拔、心理選拔、特殊環境因素耐力和適應性選拔等,所以航天員一般都是從空軍中挑選優秀的飛行員或試飛員。

技能訓練:主要是為了幫助航天員掌握各種太空生存技能,如適應太空環境獨特的吃喝拉撒睡技能,以及如何鍛煉身體、穿脫航天服、維修飛行器、升高或降低空間站運行軌道等。

天地協同:天地協同是防范和化解風險的重要舉措,比如建立針對航天員的天地一體醫療診治體系,通過制定長期飛行疾病譜,建立在軌診治能力模型,配置醫學監測與診療設備及藥品,24小時監測航天員的身體狀況。

臨危不懼:當危險真的來臨時,臨危不懼是航天員應對危機的必備素質。隨著技術進步及對人在空間生理、心理和行為特性研究的逐步深化,航天員在空間站長期駐留的保障技術水平正逐漸提升。