楠木軒

如果宇航員太空出艙時沒有抓緊脱離了宇宙飛船怎麼辦?會怎樣?

由 寸建宇 發佈於 科技

如果宇航員飄離航天器還有幾種補救方法,第一,順着那根安全繩爬回來;第二,利用身上揹負的噴氣揹包進行太空機動,返回飛船;第三,另一個綁縛牽引繩和裝備噴氣裝置的宇航員出艙進行營救。如果以上方法都無濟於事,我們只有向那位為人類航天事業做出巨大貢獻的航天英雄默默致敬。飄進太空的宇航員要麼成為圍繞地球運動的“人造衞星”,最終在太空塵埃的作用下逐漸減速變成闖入地球的大火球;要麼成為太空漂浮物,在宇宙高能射線作用下,慢慢成為宇宙塵埃的一部分。


宇航員在太空中出艙作業通常會有兩種保護措施,第一種牽一根保護繩,每到一處,就在航天器表面固定卡扣,確定穩固後再進行下一個動作;另一種是直接背上噴氣揹包,利用噴氣動力進行太空行走。

如果出現《地心引力》中的極端情況,安全繩被太空垃圾割斷,宇航員被迫脱離飛船,此時,他們還能通過噴氣揹包產生的反作用力靠近飛船,在同伴配合下,返回艙內。普通大眾可能會認為這個噴氣揹包上面會有什麼黑科技引擎,實際上其動力核心部分只是高壓氮氣。當宇航員漂離太空船的時候,可選擇噴氣揹包上的不同噴射孔來調整飛行姿態。由於太空中的阻力可以忽略不計,高壓氮氣所產生的運動速度並不是特別強勁,誰能相信這麼高端的推進裝置能產生的推進極速僅為13m/s呢?不過它長達7小時的續航時間也足夠用了。


若是遇上太空飆車黨,那就沒什麼辦法了,人家選擇個微型火箭發動機揹包你也無話可説,只是有點費人。


宇航員進行太空行走,最離不開的是宇航服上面的生命維持系統,在不大的揹包裏面集成了身體機能檢測、系統通風、二氧化碳清除、熱量交換、水分分離、通信、壓力調節器等數十種技術設備,正因為其系統複雜性和精密性,世界上能獨立生產宇航服的也就只是那麼幾個航天大國。


在某種程度上,決定宇航員艙外漫步命運的是航天服的生命維持系統所支持的最長太空行走時間。以蘇聯1977年使用的Orlan宇航服為例,該系統最多隻支持3小時的艙外活動,也就是説,往返超過這個極限,宇航員基本就交待在太空中了。NASA發佈的新一代登月宇航服倒是性能逆天,居然可以實現長達6天的生命供給,實在令人垂涎三尺。

他們將要面臨的第一威脅是缺氧,大多數人在屏息狀態下堅持不過1分鐘,當生命維持系統失效後,宇航服就成了一個密閉的缺氧殼子,帶着宇航員在太空飄蕩,其體內的細菌可能還來不及繁殖便會被宇宙的低温凍結,再花上個數月或者數年,遇難宇航員體內的水分蒸發殆盡,變成低温木乃伊。


即使宇航服具備宇宙射線防護功能,也架不住長達數年的射線摧殘啊。或許在某一刻宇航服就會被鋒利的宇宙垃圾劃破,又在高能射線的作用下,低温木乃伊慢慢失去外殼,宇航員遺體就此在太空中分解,或變成細碎的太空塵埃,或變成零散的骨頭殘渣。就此漫無目的地遊蕩,不知歲月長。


如果是在近地軌道附近失了手,宇航員起初會成為一顆真正的人造衞星,圍繞地球旋轉,當其碰到的太空塵埃越來越多,慢慢減速,經過足夠長的時間,他就會像一顆已經失去動力的衞星,墜入到大氣層,在極快的速度下,瞬間氣化於大氣中。地球上的同胞,可能會在不經意間看到天空劃過一顆流星,甚至還有人默默許下一個君子佳人終成眷屬的佳願。


目前人類還處於載人、載物航天發射的高成本階段,很少有國家考慮過如何處理在太空中遇難宇航員遺體的問題。但不排除在不遠的未來,會出現相應的處置機制,其中可行性最高的一種是直接把不幸罹難的宇航員遺體存儲在空間站中,由專門的運輸飛船接回來,地球袍澤以極度崇高的禮儀迎接他們回故鄉安眠。


如果他們是在遠離地球的征途中犧牲,可施行另一種可行性較高的安葬方式,以液氮將宇航員遺體急速冷凍,再利用聲波震盪將其變成顆粒,存儲在專用格子中,待旅程結束,再安葬到人類航天英雄紀念館。這一葬禮形式需要飛船上配備相應的技術裝備,對火箭載重能力是一個不小的考驗;還有一種可能,讓已故宇航員以小型火箭為棺,太空為墓,永不停歇地流浪,直到成為某顆行星的衞星,在某種程度上來説,這恐怕是最浪漫獨特的葬禮了,它代表着航天英雄的至高榮耀。


太空服的初始靈感來源於高空飛行員的密閉服,在一戰期間,隨着渦輪增壓技術的更新升級,飛機飛行高度再創新高,高空缺氧和低氣壓以及低温對飛行員生命造成了嚴重威脅。一旦飛到12000多米的高度,飛機駕駛艙內温度立馬驟降至-50°,這樣的極限條件下,飛行員會因缺氧而喪失意識,從而造成機毀人亡的慘劇。


1936年,英國皇家空軍少校在一位美國人潛水服理念的基礎上進行改進,發明了低壓防護服,直接把飛機飛到了15000多米的高空,創造出新的世界級飛行高度記錄,一年後美國空軍研製出了全壓服,不過那時候的高空防護服主要以橡膠為製作材料,不止是味大,還不透氣,穿進去,那叫一個要命。



該款宇航服在揹包系統裏面集成了生命維持系統,增設了氣密層、真空環境熱防護系統,邁出了人類太空航天服設計革命的一大步。

隨着航天技術和新材料科技更新迭代,現在的艙外航天服已經朝模塊化、行動靈活化發展,生命維持系統以及噴氣推進系統已經獨立出來,為宇航員在太空中執行各類科考任務提供有力保障。

艙外宇航服按照功能劃分,可分為保暖層、液冷通風冷卻服、生命維持系統集成外殼。對了,還有紙尿褲。


保暖層主要是聚酯纖維材質,在執行太空行走任務時會換成液冷通風服,美國和前蘇聯的艙外航天服又有所不同,美國的可以模塊化拆卸,氣密頭盔、通訊組件、手臂、下肢組件以及生命維持系統等多個部分需要依次穿戴;而前蘇聯的則是宇航員穿着液冷通風冷卻服整個進入一體化的航天服外殼中(確實很戰鬥)。





美國的宇航服


戰鬥民族的宇航服

NASA在2019年發佈了一款開掛的宇航服,與蘇聯時期那種從宇航服後面穿戴的有點類似,只不過美國的是直接掛在航天器上面,出艙時,從衣服後面開出的孔洞鑽進去,進艙時後背接上艙門,從宇航服背後爬出。