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減壓全過程耗時(shí)兩天艙外航天服簡(jiǎn)單輕便史上首次商業(yè)太空行走看點(diǎn)多
【環(huán)球時(shí)報(bào)特約記者 晨陽(yáng)】北京時(shí)間9月12日，搭乘美國(guó)太空探索技術(shù)公司（SpaceX）載人“龍”飛船升空的“北極星黎明”任務(wù)團(tuán)隊(duì)在距離地面約700公里的高度進(jìn)行了史上首次商業(yè)太空行走。在這次非常關(guān)注的太空行動(dòng)背后，寄托著SpaceX和美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）走向深空的迫切希望。
美國(guó)“太空”網(wǎng)站稱，“北極星黎明”任務(wù)團(tuán)隊(duì)搭乘載人“龍”飛船于美國(guó)東部時(shí)間10日凌晨5時(shí)23分成功升空并進(jìn)入軌道，開始了為期5天的軌道飛行。該團(tuán)隊(duì)包括美國(guó)億萬(wàn)富翁賈里德·艾薩克曼率領(lǐng)的4名非職業(yè)宇航員，他們將在這次太空飛行中挑戰(zhàn)多個(gè)首次。
美國(guó)《》稱，“北極星黎明”任務(wù)團(tuán)隊(duì)搭乘的載人“龍”飛船11日已經(jīng)抵達(dá)距離地球約1400公里的軌道，超過1966年“雙子星”任務(wù)創(chuàng)下的約1370公里的軌道高度紀(jì)錄。同時(shí)“北極星黎明”任務(wù)也創(chuàng)下了“阿波羅”登月計(jì)劃結(jié)束以來(lái)人類太空旅行的最遠(yuǎn)距離。此外，該團(tuán)隊(duì)中的兩名女性宇航員也創(chuàng)造了“女性進(jìn)入太空的最遠(yuǎn)距離”。
美國(guó)有線電視新聞網(wǎng)（CNN）稱，目前該任務(wù)團(tuán)隊(duì)已展開一系列科學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)，包括測(cè)試飛船與“星鏈”衛(wèi)星之間的通信，研究太空飛行及太空輻射對(duì)人體健康的影響等。尤其是在飛行過程中需要穿越距離地面約1000公里的范艾倫輻射帶，借助這里的高水平宇宙輻射環(huán)境，“北極星黎明”的宇航員們收集了醫(yī)療數(shù)據(jù)，以便更好地了解輻射環(huán)境如何對(duì)人體產(chǎn)生一定的影響。他們還進(jìn)行了一系列其他健康研究，包括測(cè)量血液中的氣泡以研究減壓病。CNN稱，載人“龍”飛船在1400公里的軌道高度完成6次繞地飛行后進(jìn)行了變軌，切換至近地點(diǎn)約190公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)約700公里的軌道，為12日的太空行走做準(zhǔn)備。
“太空”網(wǎng)站稱，美國(guó)東部時(shí)間12日6時(shí)左右，飛船打開了艙門，人類首次商業(yè)太空行走真正開始。經(jīng)過約38分鐘的準(zhǔn)備后，艾薩克曼率先從飛船出來(lái)，他表示：“從這里看，地球確實(shí)是一個(gè)完美的世界。”報(bào)道稱，整個(gè)出艙活動(dòng)持續(xù)了約兩小時(shí)。
據(jù)“太空”網(wǎng)站介紹，史上首次商業(yè)太空行走與以往國(guó)際空間站宇航員的太空行走存在諸多不同。
首先是運(yùn)行高度不同，宇航員面臨的風(fēng)險(xiǎn)也不一樣。國(guó)際空間站的運(yùn)行高度相比來(lái)說較低，因此仍處于地球磁場(chǎng)的影響區(qū)域內(nèi)，宇航員受到的太空輻射強(qiáng)度比較小。而這次“北極星黎明”團(tuán)隊(duì)出艙行走的運(yùn)行高度在700公里，不但面臨更強(qiáng)的太空輻射風(fēng)險(xiǎn)，而且還將接受太空微隕石的撞擊考驗(yàn)。
其次，執(zhí)行太空行走任務(wù)的宇航員盡管穿著艙外航天服，但當(dāng)他們暴露在太空真空時(shí)，僅能在艙外航天服內(nèi)部保持約1/3個(gè)大氣壓。如果從正常環(huán)境很快進(jìn)入低壓狀態(tài)，宇航員血液中的氮將形成氣泡，出現(xiàn)危險(xiǎn)的減壓病。國(guó)際空間站配備了獨(dú)立的減壓設(shè)施——?dú)忾l艙，宇航員在出艙前需要在此持續(xù)吸氧，以便在進(jìn)行太空行走之前將氮從血液中清除。
CNN稱，執(zhí)行“北極星黎明”任務(wù)的載人“龍”飛船沒有配備氣閘艙，在太空行走期間，所有4名宇航員都會(huì)暴露在真空環(huán)境中，這也代表著他們都需要穿上艙外航天服，并接受長(zhǎng)時(shí)間的減壓過程。據(jù)介紹，這次太空減壓的準(zhǔn)備程序從飛船起飛后不久就開始了?！氨睒O星黎明”任務(wù)采用了“一種非常新穎和不同的方法”來(lái)進(jìn)行減壓過程，包括“緩慢降低艙內(nèi)壓力和提高氧氣濃度”。美國(guó)哥倫比亞廣播公司網(wǎng)站12日稱，與國(guó)際空間站上的減壓程序不同，載人“龍”飛船的這樣的一個(gè)過程需要約45個(gè)小時(shí)。
由于載人“龍”飛船在這次任務(wù)中需要整體暴露在真空環(huán)境中，飛船內(nèi)部材料可能會(huì)因?yàn)檎婵蘸陀钪孑椛溽尫懦龃罅坑卸境煞帧榇孙w船和其中許多設(shè)備在地面安裝前就經(jīng)過了特殊的烘烤，以盡可能地預(yù)先釋放這些有毒成分。SpaceX還為飛船配備了自動(dòng)重啟軟件，確保在沒有人為干預(yù)的情況下對(duì)可能因輻射而發(fā)生故障的計(jì)算機(jī)進(jìn)行故障排除。
此外，國(guó)際空間站的宇航員在太空行走期間，通常會(huì)有兩人同時(shí)在艙外活動(dòng)，他們能夠利用艙外航天服自帶的噴氣裝置控制自己的姿態(tài)、前進(jìn)方向，理論上不需要系繩和臍帶電纜就能自由在太空漂浮活動(dòng)。但在“北極星黎明”任務(wù)中，兩名宇航員是先后出艙而不是一起進(jìn)行，每人在艙外停留10多分鐘，同時(shí)他們必始終與SpaceX為艙外活動(dòng)專門設(shè)計(jì)的“天行者”移動(dòng)輔助設(shè)備保持至少一個(gè)接觸點(diǎn)，避免自己在太空中任意漂浮。在此期間，兩名宇航員還對(duì)艙外航天服進(jìn)行了一系列測(cè)試。艾薩克曼表示，“如果我們看上去像跳舞，其實(shí)是在對(duì)艙外航天服來(lái)測(cè)試?！?
出于對(duì)非職業(yè)宇航員艙外行走的擔(dān)心以及“北極星黎明”任務(wù)的特殊性，這次太空活動(dòng)也被部分媒體形容為“高度危險(xiǎn)”，艾薩克曼對(duì)此表示，“艙外航天服就是我們的宇宙飛船”。
“太空”網(wǎng)站介紹稱，“北極星黎明”使用的新型艙外航天服由SpaceX專門研制，它是在SpaceX艙內(nèi)航天服基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，但在關(guān)鍵領(lǐng)域進(jìn)行了增強(qiáng)，遠(yuǎn)比臃腫的國(guó)際空間站現(xiàn)役艙外航天服簡(jiǎn)潔。它的主體部分借用了“獵鷹”火箭和“龍”飛船使用的新型熱管理織物和阻燃材料，手指、肩膀和肘部的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)更為平滑順暢，活動(dòng)限制范圍更小。頭盔的遮陽(yáng)罩帶有銅和氧化銦涂層，能反射強(qiáng)烈的太陽(yáng)光。航天服內(nèi)部還增加了導(dǎo)電層，可以構(gòu)成“法拉第籠”以保護(hù)宇航員免受外部電場(chǎng)影響。
兩名宇航員在出艙時(shí)，通過一組精心設(shè)計(jì)的動(dòng)作來(lái)感受航天服的各個(gè)關(guān)節(jié)在加壓時(shí)如何運(yùn)動(dòng)，測(cè)試頭盔的抬頭顯示器的性能，更好地了解航天服怎么樣應(yīng)對(duì)太空極端溫度和其他威脅。艾薩克曼描述稱，“在艙外活動(dòng)期間，我們將（通過抬頭顯示器）了解航天服內(nèi)部壓力、溫度、相對(duì)濕度，整個(gè)艙外活動(dòng)期間我們消耗了多少氧氣。這里有一些關(guān)鍵的遙測(cè)數(shù)據(jù)。而且很酷的是，無(wú)論在什么光線下你都能夠正常的看到它。”
不過SpaceX的這套艙外航天服不包括類似背包的“初級(jí)生命支持系統(tǒng)”，而是從連接在飛船上的長(zhǎng)軟管獲得電力和氧氣供應(yīng)，這在某些特定的程度上限制了宇航員艙外活動(dòng)的范圍。
哥倫比亞廣播公司稱，除了歷史性商業(yè)太空行走外，SpaceX對(duì)這次任務(wù)中首次接受實(shí)際測(cè)試的艙外航天服也有很大的雄心，其目標(biāo)是通過測(cè)試進(jìn)行反復(fù)迭代，最終完善低成本、易于制造的艙外航天服，供未來(lái)乘坐“星艦”飛往月球或火星的商業(yè)宇航員使用。
當(dāng)前NASA的新一代艙外航天服計(jì)劃正面臨障礙。NASA在2022年挑選“公理太空”公司和柯林斯宇航公司研制新一代航天服，但柯林斯宇航公司已宣布退出，“公理太空”公司的研制進(jìn)度也出現(xiàn)明顯滯后，因此SpaceX艙外航天服未來(lái)會(huì)不會(huì)被NASA選中非常關(guān)注。
