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载人航天是航天事业中最令人激动、最令人向往的部分,然而,太空飞行是带有风险的。火箭和飞船的结构十分复杂,零件多达几万个,一个零件不合格,就可能引起箭毁人亡。在人类航天史上发生过多起惨剧。
悲剧重放……
在苏联载人航天计划中,曾发生了许多事故,有的为人所熟知,有的被掩盖了很长时间。
1961年3月23日,苏联航天员邦达连科在为期10天的纯氧隔离舱试验快要结束时,把一个浸有酒精的药签扔到一个热球上引起火灾。他试图灭火,但没有控制住,舱外的科学家也来不及降低舱压,结果,邦达连科被活活烧死。
无独有偶,1967年1月,美国阿波罗4A号飞船在做发射演练时,因为一星电火花使纯氧座舱起火,舱门不能迅速打开,3名航天员被烧死。
1967年4月,苏联的联盟1号飞船返回时,因飞船旋转,降落伞主伞伞绳缠绕打不开,柯马洛夫被摔死。
1986年1月,由于航天飞机右侧固体助推火箭一个密封圈失效,挑战者号航天飞机凌空爆炸,7名航天员遇难,爆炸时的情景通过电视传遍全世界,成为人类征服太空途中最浓重的阴影。这一悲剧也使人类猛醒,保证航天员的安全是载人航天的基本问题。航天员从进入座舱到返回着陆,任何时候发生应急,都要有相应措施,将航天员救回。
发射台上的保障
在发射阶段有发射应急逃逸系统。如美国发射“水星”飞船的“大力神”火箭和发射“阿波罗”号登月飞船的“土星5”号火箭,苏联发射“联盟”号飞船的联盟号火箭上都有这种装置。在飞船脱离火箭前,如火箭发生事故,发射应急逃逸系统可迅速将载人的飞船拉离火箭,飞到安全地区降落。1983年9月28日,苏联在拜科努尔发射场发射“联盟T10”号飞船,当发动机正在点火时,火箭上的故障传感器突然发出火箭底部起火的警报信号。这意味着装满液氧和煤油的火箭顷刻间将发生爆炸。这时,发射应急逃逸系统立即工作,将载人飞船拉离火箭,火箭随即爆炸,约两分钟后,飞船安全降落在离发射台4000米的地方,航天员季托夫和斯特列卡洛夫安然无恙。
美国的航天飞机发射台上也设有紧急逃逸系统,那是7条滑索和7个吊篮,每个吊篮可乘3人。如竖立在发射台上的航天飞机发生意外事故,发射台上的21名人员可在两分钟内乘吊篮沿滑索逃离发射台进入地下掩体。
火箭上升段的救生
从运载火箭竖立在发射台上到载人航天器进入轨道前,这一阶段的故障主要发生在运载火箭上,如火箭推力不足、提前熄火、爆炸、控制失灵和级间未分离等。根据运载火箭的飞行高度和速度,主动阶段的救生分为低空段和高空段的救生。低空段的救生主要有两种方案:弹射座椅,救生方案和弹射塔救生方案。如双子星座飞船上装有2个弹射座椅,当决定弹射时,其中1人拉动弹射手柄,首先打开两个舱门,火箭点燃将座椅连同航天员沿飞行的斜上方推出一定的高度和水平距离,弹后1.1秒座椅和航天员分开,2.3秒射出稳定伞,抽出引导伞,拉出救生伞,航天员乘伞安全着陆。
弹射塔救生方案是一种整体救生方法。救生塔主要有塔架、逃逸发动机和分离发动机组成。塔架上端支撑发动机,下端直接和返回舱连接或通过整流罩与返回舱连接。联盟号和阿波罗号、水星号飞船都采用此系统救生。当发射初始阶段出现应急,不能按计划飞行时则应中断飞行,逃逸发动机点火,将飞船与运载火箭分离,而后分离发动机点火,使返回舱和轨道舱分离,返回舱按正常回收程序乘降落伞安全降落到地面或水面。
高空阶段运载火箭遇到的空气阻力已经很小,利用飞船的返回制动发动机的推力足以克服飞船的空气阻力,而把飞船从危险区推开,然后再按正常的程序降落。
轨道上的救援
轨道运行阶段的安全,主要靠各种设备的可靠性和重要系统设备备份来保障,即常言说的双保险。一旦出现应急情况,有以下几种营救方式:终止飞行应急返回,营救航天器和遇险航天器交会对接,进入个人救生系统等待救援,在空间站使用再入式航天器救生等。
如有人问过,如果航天飞机呆在轨道上回不来怎么办?这种可能性极小。航天飞机离轨主要靠两台主发动机。如果其中一台发生故障,另一台仍能完成离轨任务。万一两台都失灵了,还有机尾的反作用力控制系统(RCS),点燃喷流就可以使航天飞机减速,脱离轨道。即使这些手段全部失败,还可以点然机首的RCS完成脱轨。即使是货舱门关不上让航天飞机无法脱轨,也可以通过备用电力和电力发动机,或请航天员用手动的方式关上舱门。如果这一切都失败,如果航天飞机上的生保系统可维持一个星期,下一架航天飞机便可来太空救援。出事航天飞机上的人员可钻进一种救援球中等待救援。
在国际空间站计划中,担负救援任务的是联盟TM飞船。另外,美国和欧洲正在研制专门的应急返回飞行器,该飞行器与空间站对接,处于待命状态(即具有维持生命的消耗品和推进剂),到必要时立即脱开,返回地球。
航天器的再入
载人航天器再入阶段如发生事故,除装有弹射座椅的飞船可利用弹射座椅救生外,尚没有其他的熟的救生手段。所以重点放在提高正常返回控制系统的可靠性,增加备份装置。如联盟号飞船备有备份伞,若主伞未打开,利用备份伞仍可安全着陆。此外,为了减少着陆冲击,返回舱装有缓冲发动机,以实现飞船的软着陆。
近年来,为解决航天的全过程救生,提出了许多方案,如伞锥、救生艇、密闭弹射座椅等。但因技术困难、载荷加重、费用昂贵等原因尚未实际应用。可以肯定地说,随着载人航天事业的发展,救生装备会越来越完善。载人航天既有“一万”的可靠性保障,又有“万一”的安全救生措施。因此太空飞行是安全的。★