在飞船上遇到紧急情况如何逃生?

用户: 李萍   创建于:2018年06月11日 15:37   来源:科普中国网 
在飞船上遇到紧急情况如何逃生?

  作者:迢柳娟
 
  2013年6月11日,“神舟十号”载人飞船发射升空。那么,你可知道,在飞船上遇到紧急情况如何逃生呢?
 
  只要是机器就有可能会坏,这是工程学的铁则,即使是经过严谨设计和精密加工生产出来的载人飞船和运载火箭也不例外。和一般的人造卫星不一样,载人飞船不能任其在意外中和火箭一起损毁,它必须设法保证航天员在危机中的生命安全。因此,在载人飞船的研制中,如何保证航天员在紧急情况下安全逃生是最重要的课题之一。
 
  苏联设计“东方号”飞船时,使用的是和战斗机上类似的弹射座椅。当逃逸系统感应到火箭或者飞船即将爆炸时,航天员座椅下方的小火箭会启动,将其和座椅一起抛出飞船外。之后,航天员用座椅上的降落伞安全落到地面。经过多次试验,弹射座椅技术变得更成熟,以至于“东方号”飞船每次飞回地面的路上,在半空中就将航天员弹射出来独自着陆,免得和笨重的飞船一起砸在地上磕着。
 
  不过弹射座椅有个很大的问题,就是不能确保航天员的绝对安全。它只适用于从发射台到30千米高空的这一小段飞行过程。航天员的压力服没有按抵御超声速狂风或者真空低温环境设计。因此,在这些情况下弹射逃生近乎自杀。
 
  同一时间,美国人觉得没有理由让航天员从安全的飞船里面弹射出来,因为最可能发生的意外是装满数百吨燃料的火箭爆炸,而不是飞船出问题。航天员躲在飞船里一起逃离火箭,飞船外壳和生命保障系统可以时刻保护他们,飞船硕大的降落伞可以确保安全着陆。就算掉到大海里,飞船还可以充当救生筏,一举数得。因此,美国人决定在飞船顶部安装一组小火箭,一旦发生意外,飞船和火箭之间的连接机构就会断开,同时小火箭点燃,将航天员连飞船一起拽到远离火箭的地方。
 
  最早使用这种逃逸火箭的载人飞船是美国的“水星号”。接着,“双子星座号”和“阿波罗号”飞船都使用了原理一样但结构更先进的逃逸火箭。苏联在设计“联盟号”飞船时也决定向美国人学习,使用逃逸火箭,它在一次发射失败中挽救了两名航天员的生命。由于逃逸火箭优良的性能和使用记录,中国在设计“神舟号”载人飞船时运用的也是这一方案——火箭顶部的那根细杆就是“神舟号”飞船的“逃逸火箭”。
 
  飞船和火箭脱离并进入轨道后,最危险的时刻已经过去。不过,飞船和其他载人航天器一样也可能出现故障。如果是绕地球轨道飞行,出问题的飞船可以考虑立即返回地面,但是空间站没有返回地面的能力,在里面的航天员如果要撤离,必须依赖其他航天器。从第一个空间站“礼炮1号”到现在的“国际空间站”,航天员逃离空间站的唯一选择是利用运送他们到空间站来的飞船,脱离空间站。美国和苏联曾经多次打算设计空间站使用的简易逃逸飞船,甚至设计一种让航天员独自从轨道上回到地面的充气防护壳,都因技术和成本原因作罢。苏联在“和平号”空间站的第一次飞行时曾展示利用飞船在“和平号”与荒废了的“礼炮7号”空间站之间穿梭运载物资和人员的能力。以后如果多个空间站都有合适的飞船对接舱口,一旦遇到紧急情况就可以由其他空间站派出的飞船营救航天员脱险。
 
  航天史上最惊险的事故莫过于“阿波罗13号”飞船的胜利大逃亡,美国人还将其拍成了电影。在飞船即将到达月球之前,服务舱的氧气罐爆炸并摧毁了电力系统。3名航天员只能逃到拥有独立生命保障和电力系统的登月舱里,登月舱成了“救生艇”。原定的登月任务自然被取消了,登月舱的降落火箭帮助航天员转入正确的返回轨道。3名航天员在登月舱里熬过了从月球到地球数十万千米的漫长旅程,终于安全返回了地球。其中1名航天员由于饮用水缺少和排尿困难,患上了尿道感染而住院治疗。但要知道,登月舱共为3名航天员提供了90小时的生命保障,而它原本仅仅为2位航天员使用45小时而设计。
 
  尽管事故本身非常不幸,但幸运的是爆炸发生在去月球的途中,而不是登上月球后返回的途中。否则,航天员可调动的资源、设备和电力都会大大减少,那3位航天员的生存概率就会变得很低。
 
  事后的研究分析表明,只要飞船设计恰当,结构坚固,拥有各式备用系统和足够多的资源,航天员就有希望依靠它逃出险境。
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