它最初却是NASA研制用来在低温情况下保护航天器和宇航员的。此外,NASA在航天服关节部位所用的技术经过改进后,用于滑雪靴,提高了运动员对滑雪的控制能力。
舒适的记忆泡沫床垫能够充分地贴合人体,缓解压力,为不少家庭必备。可记忆泡沫原本并不是用来做床垫的,其最初由NASA研制,用来缓冲飞船着陆对航天员的冲击。相比普通玻璃,防刮镜片的寿命更长。事实上,防刮涂层是NASA下属喷气推进实验室(JPL)在研究航空航天用金刚石硬涂层时,无意中发现的“副产品”。
20世纪80年代,两位来自JPL的科学家研制出一种焊接眼镜,能够吸收、过滤和散射焊接过程中发出的强光。后来该技术被广泛用于防紫外线太阳镜。最初,百得(Black&Decker)公司受命为“阿波罗”和“双子座”任务研制一种便携装置,用于从月球表面以下提取样本。该技术经过改进后成为“无绳真空吸尘器”。
耐克气垫运动鞋使用的是NASA前工程师M弗兰克·鲁迪获得的“吹塑橡胶成型”技术专利,这一技术最初应用的目标是宇航服。太空毯绝缘、保温,是野外生存、马拉松运动必备用品。目前,美国超过90%的婴儿配方奶粉中都含有微藻物质。而其最初是NASA研究的产物,研究的目的是测试藻类作为太空旅行中氧气“回收剂”的潜在用途。
在太空的宇航员们,穿的宇航服是什么样子?
是这样?
或者,这样?
都不是,都不是……
2020年5月30日,NASA宇航员 道格·赫尔利 和 鲍勃·本肯 乘坐人类首个商业航班 SpaceX“载人龙飞船” ,启程前往国际空间站。此次任务中,两位宇航员所穿的宇航服,迥异于以往南瓜色笨重的航天飞机宇航服,由现代感十足的黑白两色拼接而成。
尽管现在的宇航服轻便、安全,还有酷酷的现代感,但它的进化 历史 可谓相当漫长。
世界上最早的宇航服原型之一产自澳大利亚,可以追溯到 1894年 。那件宇航服采用线框结构,覆盖防水材料。至于它在太空中的实用性如何,无人知晓。
1918年 ,美国人 弗雷德·桑坡 首次为 抗压服 申请专利,这套服装可为飞行员飞越高海拔地区或者登山者攀爬高山时提供氧气。早期的抗压服采用弹性材料制成,和现代宇航服有许多共同之处,比如都是 气密性服装 、 头盔可自由穿戴 、 拥有可提供压缩空气的管道 。
十多年后 ,美国飞行员 威利·波斯特 对 抗压服 进行改进,在面料中加入棉花,并改换成带有环形玻璃面罩的金属头盔,整个抗压服也由好几层组成,看起来和现代宇航员非常相似。他穿着自己设计的装备,成功飞越了4万英尺的高度。
第一个真正进入太空的航天服是前苏联的SK-1 航天服。 1961年4月12日,前苏联宇航员 尤里·加加林 乘坐 “东方1号”飞船 首次进入太空,他当时穿的宇航服是由NPP Zvezda公司制造的被命名为 “SK-1” 的 加压宇航服 。SK-1做为 第一款真正进入太空的宇航服 ,简陋到只配备了最简单的生命维持系统和加压设计,但这款宇航服的设计奠定了未来宇航服的基础。
同年5月5日,美国不甘落后,发射了 “自由7号” 载人水星飞船,首次进入环绕地球轨道。照片上这这七个穿的银光闪闪的蹦迪男孩,不对,是 “水星七杰” ,他们身穿的 “水星航天服” ,编号 “XN-1” ,是美国海军高空喷气式飞机抗压服的改进版。 该航天服是美国宇航局的首款航天服 ,最初设计的目的只是帮助宇航员抵御来自太空的紫外线和热辐射,因此 仅能在飞船舱内穿着(即舱内活动IVA),并不能出舱进行太空行走。
20世纪60年代中期,在实施 “双子座计划” 时,美国又开发了第二代航天服。这种航天服在封入空气压的压力囊外,蒙上了一层用特氟纶混纺材料织成的网。由于“双子座计划”要求宇航员进行舱外太空活动, 因此与“柔软”的水星航天服相比,双子座航天服加压时周身充满弹性,并且具有极佳的运动性。
而美国所开发的第三代宇航服,即 最知名的宇航服 ,则是阿波罗登月用的 A7L 了。 1969年7月20日 ,当阿姆斯特朗在月球上踏出“自己的一小步,人类的一大步”的时候,穿着的正是型号A7L的宇航服。当时这套装备报价 10万美元(换算成今天相当于67万美元) 。它是由氯丁人造橡胶和金属化聚酯膜等21层复合材料制成,以抵御月球表面极热极寒的温度差和致命的太阳辐射,以及高速飞行的陨石碎片的威胁。阿波罗航天服与过去的航天服相比, 根本的差别是采用了便携式生命保障系统,即将生命保障系统固定在背上,以进行供氧、二氧化碳的净化和排除体热。
NASA从 1981年 开始使用新一代舱外机动套装 EMU(Extravehicular Mobility Units) ,颜值提升了一个数量级,在**《Gravity》开篇男主角穿着它潇洒的绕着航天飞机盘旋。该套装是二件一套的航天服, 不同于之前登月航天服得给每一位宇航员量身定做,EMU采用模具化设计,许多部件可以单独更换 ,全身金属刚性结构,只有关节是折皱的软性结构。目前,最大型号的EMU总重约 180公斤 ,包括了液体冷却通风外衣、尿液采集装置、头盔、通信设施、饮水袋和生理指数监测系统,可让宇航员在太空停留8小时。
俄罗斯也有一套大名鼎鼎的宇航服—— Orlan/Орлан/海鹰航天服 ,由NPP Zvezda设计和制造。 俄罗斯,美国,欧洲,加拿大和中国的宇航员都使用过Orlan太空服。
2019年 ,NASA推出了新一代宇航服 “ 探索 舱外机动单元”xEMU ,为再登月做准备。这一代更安全,甚至更换个模块就能上火星,虽然NASA的大升级提升了宇航服的性能,但却遭到了推特网友的无情吐槽: 宇航服的性能很赞,但是真的丑。
但是至少不用兔子跳了,不是么?
(文章整合自网络)
神舟十二号火箭飞船组合体的顶端有一个很明显的 “尖尖” 。但细心的朋友会发现,之前咱们发射的“天和”核心舱和“天舟”二号货运飞船, 都没有这个“尖尖” 。
这个“尖顶”究竟有什么玄机?如果你看一看几年前的神舟十一号载人飞船,你会发现它也有这个“尖顶”。
这个“尖顶”一般只用在载人航天上,它的名字叫做 “逃逸塔” ,是航天员保命的“护身符”。
逃逸塔曾经救下了在苏联和俄罗斯飞船上的4名宇航员。而美国之前放弃了逃逸塔,但却搭上了7条宇航员的人命 。
现在的人类航天仍然完全依赖火箭,而火箭从来都是最危险工程项目之一。有的时候,它是人类强有力的工具,但有的时候,它就是一个装满燃料的大炮仗。一旦在发射过程中发生倾倒等事故,火箭本身和它所要运载的所有东西,将全部付之一炬。
随着人类 科技 水平的提高,火箭的安全性也逐渐升高。现在世界主流火箭平均的失败率在2%到4%左右。对于一般的太空运输而言,这个数字已经很低了。但是如果载人,这个2%的失败率则完全无法接受,这相当于100次载人航天,平均就要有两次要死人。
现在全世界拥有载人航天能力的国家,全部都会把保障“航天员”的生命安全放在首位。这首先当然是出于人道主义。而另一方面, 宇航员几乎就是各国航天事业最贵重的“资产” 。
火箭炸了,卫星毁了,都没有太大关系,只要技术在,重新生产并没有太大问题。但航天员则是万里挑一的, 国家选拔培养一个航天员所需要的花费是百亿级别的 。而更重要的,是培养航天员所需要的花费的时间。所以任何国家都不会拿航天员去冒火箭2%的风险。
在这样的环境下,“逃逸塔”诞生了。
逃逸塔安装在载人飞船火箭的顶部,并装有固体火箭发动机。从航天员进入飞船开始,一旦检测到火箭倾斜过大等可能造成火箭毁灭的紧急情况, 逃逸塔便会触发,启动发动机,带着飞船迅速脱离火箭本体 ,避免火箭爆炸时将载人飞船吞没。
脱离危险区后,飞船启动着陆程序,把宇航员安全送回地面。
由于火箭发射事故大部分都发生在点火起飞和低空飞行阶段,当火箭已正常飞出大气层后,事故风险大幅降低,逃逸塔便失去了作用。此时逃逸塔会与火箭飞船分离,以降低负载。
大部分时候,逃逸塔仅仅是作为保命的后备手段。到现在为止,人类进行的载人航天已经有好几百次了,而逃逸塔真正发挥作用只有3次。
1983年9月27日,苏联的联盟T10a飞船正准备发射,宇航员已进入飞船。在发射前倒数第90秒时,火箭助推器增压氮气管路的一个阀门失效,造成一台火箭发动机突然点火,结果引发整个火箭在发射台上爆炸!好在逃逸塔工作正常,检测到事故后立即带着飞船飞离发射台,两名宇航员得以幸存。
还有一次就发生在三年前。2018年10月11日,俄罗斯联盟MS-10飞船发射升空,其上载有一名美国宇航员和一名俄罗斯宇航员。在火箭升空后的第119秒,距离地面50km左右,四个助推器在分离过程中,有一个助推器分离不正常,并撞上了火箭芯级,造成火箭倾斜并关机。逃逸塔紧急逃生程序启动,两名宇航员在经历了6个G的过载后最终生还。
还有一次是美国人搞得,1961年4月25日美国 水星计划 飞船升空(注:水星计划是当时美国给首批载人航天计划起的名字,并不是要探测水星)。火箭在发射20秒之后失控,在第42秒开始自毁,它的逃逸塔运行正常,带着飞船分离,虽然飞船里只有一个假人,并没有真的宇航员。
“逃逸塔”作为保命措施还是比较可靠的,但是很遗憾,美国在航天技术革新的过程中,一度放弃了“逃逸塔”, 而这个决定让美国人付出了血的代价。
美国人在水星计划取得成功之后,又开始了 双子星计划 (注,这个计划当然也不是为了 探索 双子座,而是美国的双人航天计划)。这个时候,美国人不如苏联人踏实稳重的特点就显现出来了。
双子星计划的载人航天飞船都没有逃逸塔,取而代之的是宇航员的弹射座椅,宇航员在事故时可以弹射出舱,跳伞逃生。当然了,这东西只能在低空使用。如果在几十公里的高空弹射出舱,就只有死路一条了。
这么设计的一个原因是,逃逸塔太重,取消逃逸塔就可以减少额外的发射负载。
但是很幸运,双子星计划的所有载人飞船都成功了,没有出现火箭事故。而自此,美国人对逃逸装备逐渐开始忽视,这种忽视延续到了美国后来研发的 航天飞机 上。
最初航天飞机的设计是包含用于逃逸的固体火箭发动机的,但还是为了减重,航天飞机的逃逸装备被无情取消了。美国人认为,他们的航天飞机安全性已经非常高了,所以没必要搞什么逃逸塔之类的逃逸装备。
然而,广袤的宇宙没有像眷顾双子星计划那样,再一次眷顾航天飞机。
1986年,美国挑战者号航天飞机在发射后第73秒时,助推器发射故障,火箭爆炸。没有任何逃逸装备的挑战者号只能跟着火箭一起解体爆炸。7名宇航员殉职。
血的代价并没有促使NASA给剩余航天飞机加装逃逸装备。美国剩下的那几架航天飞机就这样一直对付了17年。在2003年,哥伦比亚号事故又有7名宇航员殉职之后。美国人再也受不了这种安全风险极大的航天方式了。2011年,美国全部航天飞机退役,美国再次回到了飞船 逃逸装备的路子上来。
中国的载人航天一直是走飞船的发展路径,经过二十多年的发展,中国神舟飞船的可靠性和成功率已经走在了世界前列。 从神舟五号,到现在的神舟十二号,已经把17人次的航天员送上了太空。
而每一次,中国航天的“逃逸塔”都在默默地保护着我们的航天斗士们。祝愿我们的神舟十二号三位航天员能够圆满完成任务,并安全回家。
请你在评论区写下你对中国航天的祝愿和期待,也请你帮我点个赞支持一下,我是@四角切圆 ,关注我了解更多世界大事,咱们下期再见。#全能创作家#
1961年5月5日,美国第一位进行亚轨道飞行的航天员艾伦·B·谢泼德驾驶美国“水星”MR3飞船进行首次载人亚轨道飞行,美国因此成为继苏联之后世界上第二个具有载人航天能力的国家。
1962年2月20日,美国发射载人飞船“水星”6号,航天员欧约翰·H·格伦中校驾驶“水星”6号飞船绕地球飞行3圈,历时4小时55分23秒,在大西洋海面安全返回。格伦因此成为美国第一个进入地球轨道的人。
1965年3月23日,美国成功发射第二代载人飞船“双子星座”3号。飞船乘载着美国航天员格里索姆中校和约翰·杨少校,绕地球飞行5圈,历时4小时53分钟。这是美国首次载2人飞行。
1965年6月3日,美国发射载有航天员麦克迪维特上尉和怀特上尉的“双子星座”4号飞船,绕地球飞行62圈。怀特到舱外行走21分钟,用喷气装置使自己在太空中机动飞行。这是美国第一次太空行走。
1965年12月15日,美国发射“双子星座”6号飞船,飞船载有希拉中校和斯坦福尔德上尉。飞船绕地球飞行16圈,历时25小时51分钟。此次飞行是与12月4日发射的“双子星座”7号交会,并保持近距离编队飞行,最近时约03米。这是美国载人飞船第一次空间交会飞行。
1966年3月16日,美国发射载有航天员阿姆斯特朗和斯科特的“双子星座”8号,绕地球飞行65圈,历时10小时41分。飞行中首次实现载人飞船与一个名叫“阿金纳”的对接舱体对接。这是世界航天史上第一次空间对接。
1968年10月11日,美国发射“阿波罗”7号飞船。航天员希拉、艾西尔和坎宁哈姆绕地球飞行163圈,历时260小时9分钟,22日返回。这是“阿波罗”飞船的第一次载人地球轨道飞行。
1968年12月21日,美国发射载有波尔曼、洛弗尔和安德斯的“阿波罗”8号飞船。飞船进入距月面112公里的月球轨道上飞行了10圈,时间20小时6分钟,并向地球发回电视。27日返回。这是世界上第一艘绕月飞行的载人飞船。
1969年7月16日,美国发射“阿波罗”11号载人飞船,第一次把人送上月球。飞船上载有航天员阿姆斯特朗、科林斯、奥尔德林3名航天员,经过75小时50分钟的飞行后,进入环月轨道。7月21日格林尼治时间2时56分,航天员阿姆斯特朗将左脚踏到月球上,成为世界上第一个踏上月球的人,并说出了一句广为流传的名言:“这对一个人来说,只不过是小小的一步,可是对人类来讲,却是巨大的一步。”19分钟后,奥尔德林跟着也踏上了月球。他们在月面插上美国国旗,放置科学仪器,搜集22公斤月球岩石和土壤样品,共活动了2小时31分40秒。
1970年4月11日,美国发射载有航天员洛弗尔、海斯和斯威加特的“阿波罗”13号飞船进行第3次登月飞行。飞行56小时后,飞船离地球33万公里,差不多接近月球时,因两个钮扣大的恒温器开关故障,使服务舱燃烧电波贮氧箱爆炸,舱内许多设备遭损坏,氧气和水也损失过半,航天员洛弗尔、海斯和斯威加特面临葬身太空之灾。但他们临危不惧,按地面科学家们精确计算的轨道和地面指挥员的命令,手动操纵飞船,使用登月舱的氧气和动力,于4月17日成功地返回地球,创造了航天史上死里逃生的奇迹。
1971年12月7日,美国发射载有塞尔南、埃文斯和施密特的“阿波罗”17号飞船。11日到达月球,两名航天员在月面逗留75小时,在月球轨道上释放了一颗卫星。飞船19日返回。这是人类迄今最后一次载人登月飞行,也是“阿波罗”飞船第7次登月飞行。
1973年5月14日,美国用“土星”V火箭发射名为“天空实验室”的空间站。后与多艘“阿波罗”飞船对接,先后有3批9名航天员到其上工作。原预计“天空实验室”能运行到1982年,但终因空间站故障严重,无法正常使用,其运行轨道急剧下降,于1979年7月12日坠落于南印度洋澳大利亚西南水域。这是美国发射的第一个载人空间站。
1975年7月15日,苏、美发射飞船进行联合对接飞行。首先发射的是载有苏联航天员列昂诺夫和库巴索夫的“联盟”19号飞船。发射后75小时,美国“阿波罗”18号飞船载着美国航天员斯坦福尔德、斯莱顿和布兰德从肯尼迪航天中心发射成功。7月17日,“阿波罗”18号飞船和“联盟”19号飞船成功地对接。飞船对接状态保持了两天,美苏航天员实现了飞船间的互访。这是冷战期间美苏两个竞争对手难得的“太空握手”。
1981年4月12日,美国发射了世界上第一架航天飞机“哥伦比亚”号。此后又陆续建造了“挑战者”号、“亚特兰蒂斯”号、“发现”号和“奋进”号航天飞机。1986年1月28日,“挑战者”号航天飞机在发射升空仅73秒后即爆炸,机上7名航天员全部遇难;2003年2月1日,“哥伦比亚”号航天飞机在返航途中解体,机上7名航天员再次遇难。尽管如此,美国航天飞机投入运营22年来,已成功飞行111次,在太空部署过卫星、维修过“哈勃”、完成了无数科学试验,是目前正在建造中的国际空间站的主要运送工具。
1995年6月27日,美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机载着5名美国航天员和2名俄罗斯航天员升空,首次实现与俄罗斯“和平”号空间站对接飞行。此后一直到1998年,美国航天飞机与俄罗斯“和平”号空间站进行了8次对接飞行,所取得的成功经验降低了目前正在组装的国际空间站装配和运行中的技术风险。
2001年4月28日,世界上首位太空游客、美国富翁蒂托搭乘“联盟”TM32号飞船从哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场出发,到国际空间站上旅游观光8天,5月6日返回地面。蒂托此行耗资2000万美元,除了太空观光外,他还负责飞船的一部分无线电通信、导航和供电任务,并与俄宇航员一起执行了对地观测任务。蒂托的太空之旅开创了太空旅游的新时代。2002年4月25日~5月5日,世界上第二位太空游客、南非亿万富翁马克·沙特沃斯也在太空度过了10天的时光,其中8天生活和工作在国际空间站上。
上文书讲到了科马洛夫死和加加林的死,这都是前后脚地事儿。那时候苏联的航天事业正好走霉运,失败的概率很高。就在这几年,发射的月球探测器多半也是失败的。有的是根本飞不到月球,有的是撞到月球上坠毁。不过月球 10 号是人类第一个绕着其他天体旋转的探测器,这还算是成功的。
不管是美国还是苏联,要想发射载人飞船去月球,那么有个很大的问题要解决。那就是飞船再入的问题。就好像在地球上扔石头一样,你扔的越高,花的力气就越大,石头砸下来就越狠。这就是个动能和势能转换的问题。飞船打到月亮上,碰到的也是这个问题,从月亮返回的飞船速度会非常快。直接了当的冲进大气层,是根本无法消耗那么多动能的。这该怎么办呢?
当时美苏两国都想到了一个办法,那就是让飞船打水漂。上次我们讲过,科马洛夫驾驶的联盟 1 号在再入大气层的时候,就打过一次水漂。但是从月球归来,打水漂的弹道和联盟号相差很大,这必须是经过试验才能决定的。苏联在这方面的 探索 早于美国人。
苏联发射了一个月球探测器,叫探测器 4 号,其实就是不载人的联盟飞船,这个计划是为宇航员绕月飞行做准备的,当初苏联不是把绕月和登月分给了两个设计局嘛。所以,这艘不载人的飞船是由切洛梅的质子号火箭发射的。这东西飞行轨道的远地点达到了 32 万公里,距离是足够了。但是方向并不是对着月球的,根据苏联的官方说法,是为了排除月球的干扰,毕竟这只是纯粹的弹道实验,不想有月球的引力掺杂在其中。
探测器逛了一大圈,从 32 万公里之外返回地球。但是再入大气层的时候控制得不太好,飞船一头扎向了西非外海,没有落到苏联境内,没办法,控制人员只能引爆了探测器。这次任务获得了部分成功,但是最后一步失败了。
1968 年,苏联还搞了两次探测任务,但是都发射失败了。原本计划下一次就让宇航员绕月飞行的,现在看来还不行。
当时美国走得还比较顺利,他们已经完成了阿波罗 4 号任务,这是土星 5 号火箭的第一次发射。哥伦比亚广播公司的播音员在控制中心进行现场解说,当土星 5 号的的发动机点燃的时候,把播音员吓得不轻,他感觉到房子都在颤抖,声音大得像火山爆发。别看控制中心离 39 号发射台距离很远,但是当时仍然震得天花板都掉下来了。 土星 5 号的第一次亮相就给大家强烈的震撼 。
阿波罗 4 号主要测试的就是第 1 级和第 2 级火箭。第 3 级火箭也测试了在太空重新点火。别忘了,土星 5 号火箭的第 3 级就是土星 1B 火箭的第 2 级。所以只有下面的两级是第一次使用。美国人为了赶进度,1 级和 2 级也就一次全上了。尽管如此,美国人还是非常强调地面测试的,哪怕在地面炸了,也好过在太空出事儿。因为地面上炸了总是好找线索,好分析故障原因的。在太空炸了,那你就全靠猜吧。
这一次比较顺利,阿波罗飞船达到了从月球返回的速度,对高速再入大气层做了测试,最后落在了太平洋中心,实验还算圆满。
下一次发射是阿波罗 5 号,主要是为了测试登月舱,用的是土星 1B 火箭。火箭把登月舱送进了 200 公里高的椭圆轨道。登月舱分为两部分,底下的底座和 4 条腿是下降级,上面的是上升级。这次为了省事,4 条腿就没装。下降级带有一个反推火箭,用的是偏二甲肼和四氧化二氮作为燃料,这种常温组合特别适合上面级和卫星等等要长期储存燃料的东西。这个发动机需要能够深度调节推力,需要能灵活控制油门大小。这个发动机可是很重要的,我们以后再说它。
地面控制下降级的火箭启动,但是自动控制系统出了故障,开了 4 秒就熄火了。后来地面遥控又开了两次,还算顺利。
上升级也带有发动机,登月顺利的话,下降级背着上升级,开着反推火箭,轻轻地降落到月球表面,等宇航员在月球表面干完了活儿,要回家了。那么坐进上升级,屁股上的发动机一点火,就把下降级给扔在月球表面了,回家不用带这累赘玩意儿。上升级的火箭发动机推力不大,只要能把上升级加速到 24 公里/秒,就能脱离月球表面,进入月球轨道,然后找阿波罗飞船汇合,踏上回家之路。
地面人员控制着上升级和下降级分离,看来这个火箭也是好用的。最后这两部分分别坠入大气层烧毁,实验是成功的。
这几次看上去美国人手气挺顺的,但是下一次发射阿波罗 6 号的时候就出事儿了。问题出在了第二级和第三级的 J-2 氢氧发动机上。2 号发动机在工作了 263 秒以后,燃烧室压力下降,后来干脆完全关机。旁边的 3 号发动机也跟着关了机。这时候火箭上的计算机开始协调发动机之间的补偿,第 2 级剩下的 3 台发动机尽量顶替灭掉的 2 台,延长一下燃烧时间,也能对付过去。
但是,祸不单行,第三级只有 1 台 J-2 发动机,本来燃烧了 170 秒以后关机了,等到需要再一次开机的时候,第 3 级的发动机居然没反应。NASA 的地面监控人员差点气得吐了血。怎么接二连三的掉链子啊?
但是马歇尔太空中心是负责火箭研发的,他们难辞其咎。6 台 J-2 发动机居然坏了 3 台,这个问题很严重,你不能依靠这样的发动机带着宇航员去月球。冯·布劳恩要发火,当然是找洛克达因公司算账嘛。负责 J-2 发动机的项目经理是卡斯滕霍尔茨,他顿时就成了“千夫所指”,在卡纳维拉尔角的一个大会议室里,阿波罗计划上上下下那么多项目经理,把他骂了个狗血喷头。
卡斯滕霍尔茨回到洛克达因公司,他弄了个行军床,就住在办公室里,是不是有点华为工程师的架势?带着一帮工程师 24 小时不眠不休地做实验。土星 5 号的第 2 级已经坠入大气层烧掉了,第 3 级在太空里飞呢。他们上哪儿去找故障原因啊?遥测数据也不完整,J-2 火箭的数据通道被其他数据给挤占了,这么多次都没出故障,大家都没拿 J-2 发动机当回事儿。
怎么办呢?去看**,当时现场安装了摄像机,拍摄了大量的影片。在试车台上也拍了大量的影片做记录,大家分头去看,看看有没有端倪。卡斯滕霍尔茨注意到一个细节,一段波纹管上结了冰。这根管道是给发动机输送辅助燃料的,J-2 发动机是低温氢氧发动机,液氢是零下 250 度,液氧是零下 180 度。空气中的水蒸气在管子上凝结成冰了。
卡斯滕霍尔茨知道,在地面是会结冰的,因为地面有水汽,但是在太空,那是完全真空的环境,根本不可能有水汽,也就不可能结冰。难道问题出在太空环境和地面不一致上?
这是完全有可能的,在地面实验的时候,因为波纹管结了冰,振动特性就改变了,因此不容易引起共振,在太空,没有结冰,结果刚好发动机的振动和波纹管共振了,导致管道被震断了,于是发动机就熄火了。
洛克达因公司有模拟太空环境的实验室。卡斯滕霍尔茨拿了 8 根波纹管到真空实验室里去做实验。复现 J-2 发动机在太空工作的状况,结果这 8 根管子全都断了。原来问题就出在这里。只要换用另外材料的不锈钢波纹管,问题就解决了,大家算是长出了一口气。
所以,航天系统的测试是非常严格的,稍有疏忽就会惹出麻烦。这也凸显出地面测试的重要性。
苏联人这时候扳回了一局,在 1968 年的 9 月份,质子号火箭把探测器 5 号发射到了太空。前三级火箭把探测器送到了 160 公里高的轨道上。最后从地球轨道去月亮的路程,要靠上面级的推力了,上面级把探测器送进了地月轨道。
但是,探测器 5 的轨道稍有偏差,最终绕月而过,最近的时候距离月亮不到 2000 公里,探测器转了个大圈开始返回地球。苏联倒是先于美国找到了 在大气层里打水漂的正确方式 ,而且他们在飞回地球的时候还拍下了最清晰的地球照片,算是一个重要的成果吧。
不过呢,飞船返回的轨迹还是比较陡峭,飞船的导航系统出了毛病。苏联人这次算是学乖了。早就做了防备,万一飞船掉进印度洋的话,必须要安排船只,所以他们就在印度洋布置了 8 艘船待命。最后,飞船果然掉到了印度洋里,最近的苏联船只在 105 公里以外。而且飞船还是夜里掉下来的,黑灯瞎火的不太好找。
飞船进入大气层的轨迹是非常陡峭的,如果载人的话,人很可能是吃不消的,好在飞船是无人的。但是飞船还是携带了一些生物参与绕月飞行。飞船上装了果蝇的卵,还有大麦小麦的种子以及胡萝卜之类的。反正这些东西都是不会动的,不在乎飞船是不是下降太快,冲击力太大。
但是,飞船上也有会动的,这二位是满不在乎,头尾四肢往壳子里一缩,人家硬是撑过来了。闹了半天,苏联人弄了两只“忍者神龟”上太空。好处是这二位特别的老实,不吃饭也死不了。苏联人就是要看看,去月亮溜达一圈,体重减轻多少,飞船总共用了不到七天的时间就转了一圈,由此可以计算出乌龟的计算新陈代谢数据。
等飞船被捞起来,运回苏联,足足花了 4 天时间。等到把返回舱打开一看,这两只忍者神龟还真能忍,这寿星老真的不是吹牛吹出来的。还活得好好的呢。这两只乌龟回到地面以后,食欲还不错,真是吃嘛嘛香。这次太空之旅体重减轻了 10%,对照组的乌龟没上太空,就在地上饿着,人家体重减轻了 5%。苏联人给乌龟做了体检,发现这纯粹是饿的,问题不大。反正这次实验表明, 从月球返回以后在大气层内减速是完全行得通的 。这项技术能够确保宇航员在完成登上月球的任务以后是可以安全的返回的。
苏联人的一系列无人实验显然给了美国人压力。美国下一步就要完成阿波罗飞船的载人飞行了,也就是阿波罗7号任务。发射飞船的火箭还是土星 1B,这也是美国第一次把 3 个人送入太空轨道。美国人不敢马虎,生怕阿波罗 1 号的悲剧重演。因此,所有的火箭发动机都在地面做了 8 次点火试车。
阿波罗 7 号的宇航员采用了 1 老带 2 新的模式,也就是参加活动水星计划和双子座计划的瓦尔特·施艾拉,他是指令长,带着两个同伴唐·艾斯利和瓦尔特·康尼翰。这两个人是新手,第一次上太空。指令长施艾拉本来是个非常爱开玩笑的人,这人儿还是挺幽默的,但是在任务巨大的压力之下,他的笑容不见了。在临近发射的时候,他得了感冒,这让他的脾气变得更差。
感冒在地上不是什么大病,最多是打喷嚏咳嗽,但是万一严重了,自己这一组人被换掉怎么办?这是施艾拉不想看到的结果。所以他能不心烦意乱吗?还好他们这一组人并没有被换掉。
1968 年的 10 月 11 日,他们三个人坐进了阿波罗 7 号飞船的座舱里。这一次的航程漫长,要足足在太空里生活 11 天,尽管新的阿波罗飞船比双子座宽敞得多,也舒适得多,但是在太空里的确是很憋屈,你不能起身找个宽敞地方四仰八叉的躺下,你只能缩着。
土星 1B 火箭起飞非常的平稳,宇航员们比乘坐双子座飞船要舒服多了。当天的天气也不是很好,风速有点偏快。很快,他们就被送进了地球轨道。他们的第一项任务就是联系和登月舱对接。这一次并没有携带登月舱。他们操纵飞船小心翼翼地掉过头来,和火箭的第二级练习对接,第二级火箭其实和土星 5 号的第 3 级是一样的,火箭外壳像花瓣一样张开。阿波罗 7 号飞船,慢慢对准花瓣,慢慢地接近。其实这就是一次模拟练习,并不是真的对接。
在完成这次模拟任务之后,还要测试服务舱的发动机。这个发动机很关键。飞船飞到月球附近以后,靠这个发动机反推,飞船才能减速,然后被月球的引力捕获,变成绕月飞行,最后回家的时候,也是靠这个发动机加速,离开月球轨道。所以这个发动机要开关好多次,必须进行测试,当这个发动机开机的时候,宇航员们感觉屁股被狠狠踢了一脚。
剩下的事儿就不太多了,主要是完成漫长的太空生存。三个宇航员都抱怨太空食品不好吃,其实他们吃的已经比双子座任务要好了不少,但是他们仍然不满意。主要是指令长的感冒变得很严重,鼻子堵了,而且还不断打喷嚏,把其他人也传染了。
飞船里安装了多台摄像机,地面人员是看得一清二楚。在失重环境下,施艾拉的鼻窦充血了无法消退,人的脸也浮肿了 ,也无法消退。脑袋跟猪头一样。他吃了点阿司匹林,但是一点用都没有,所以他的脾气变得越来越坏。
地面发来了指令,要求他们把电视直播设备的电源接通,这次是美国首次从太空对地面进行电视转播。但是施艾拉心烦意乱,就是不配合,还和地面的指挥人员吵了一架,最后这事儿还惊动了 NASA 的高层。地面上的人怎么劝施艾拉都没用,大家顿时一个头两个大,这可怎么办啊?下回再说。
“哥伦比亚”号上七名宇航员的个人资料:
机长里克·哈兹班德,男,45岁,昔日空军中校,得克萨斯人。1994成为宇航员。
威廉姆·麦库,男,41岁,昔日海军司令员,三个孩子的父亲。1996年成为宇航员。
麦克尔·安德森,男,43岁,出生于军事家庭,1994年成为少数黑人宇航员之一。
卡尔帕纳·楚拉,女,41岁,上世纪80年代从印度移民到美国,于1994年成为宇航员。
大卫·布朗,男,46岁,1996年成为宇航员。
劳瑞尔·克拉克,女,41岁,昔日海军军医,1996成为宇航员。
伊兰·拉蒙,男,48岁,以色列空军中校。1997年成为以色列首位宇航员。
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