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減壓全過程耗時兩天艙外航天服簡單輕便史上首次商業(yè)太空行走看點多
【環(huán)球時報特約記者 晨陽】北京時間9月12日，搭乘美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）載人“龍”飛船升空的“北極星黎明”任務(wù)團隊在距離地面約700公里的高度進行了史上首次商業(yè)太空行走。在這次非常關(guān)注的太空行動背后，寄托著SpaceX和美國國家航空航天局（NASA）走向深空的迫切希望。
美國“太空”網(wǎng)站稱，“北極星黎明”任務(wù)團隊搭乘載人“龍”飛船于美國東部時間10日凌晨5時23分成功升空并進入軌道，開始了為期5天的軌道飛行。該團隊包括美國億萬富翁賈里德·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)多個首次。
美國《》稱，“北極星黎明”任務(wù)團隊搭乘的載人“龍”飛船11日已經(jīng)抵達距離地球約1400公里的軌道，超過1966年“雙子星”任務(wù)創(chuàng)下的約1370公里的軌道高度紀錄。同時“北極星黎明”任務(wù)也創(chuàng)下了“阿波羅”登月計劃結(jié)束以來人類太空旅行的最遠距離。此外，該團隊中的兩名女性宇航員也創(chuàng)造了“女性進入太空的最遠距離”。
美國有線電視新聞網(wǎng)（CNN）稱，目前該任務(wù)團隊已展開一系列科學(xué)研究和實驗，包括測試飛船與“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)境如何對人體產(chǎn)生一定的影響。他們還進行了一系列其他健康研究，包括測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次繞地飛行后進行了變軌，切換至近地點約190公里、遠地點約700公里的軌道，為12日的太空行走做準備。
“太空”網(wǎng)站稱，美國東部時間12日6時左右，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分鐘的準備后，艾薩克曼率先從飛船出來，他表示：“從這里看，地球確實是一個完美的世界。”報道稱，整個出艙活動持續(xù)了約兩小時。
據(jù)“太空”網(wǎng)站介紹，史上首次商業(yè)太空行走與以往國際空間站宇航員的太空行走存在諸多不同。
首先是運行高度不同，宇航員面臨的風(fēng)險也不一樣。國際空間站的運行高度相比來說較低，因此仍處于地球磁場的影響區(qū)域內(nèi)，宇航員受到的太空輻射強度比較小。而這次“北極星黎明”團隊出艙行走的運行高度在700公里，不但面臨更強的太空輻射風(fēng)險，而且還將接受太空微隕石的撞擊考驗。
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，但當他們暴露在太空真空時，僅能在艙外航天服內(nèi)部保持約1/3個大氣壓。如果從正常環(huán)境很快進入低壓狀態(tài)，宇航員血液中的氮將形成氣泡，出現(xiàn)危險的減壓病。國際空間站配備了獨立的減壓設(shè)施——氣閘艙，宇航員在出艙前需要在此持續(xù)吸氧，以便在進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，并接受長時間的減壓過程。據(jù)介紹，這次太空減壓的準備程序從飛船起飛后不久就開始了。“北極星黎明”任務(wù)采用了“一種非常新穎和不同的方法”來進行減壓過程，包括“緩慢降低艙內(nèi)壓力和提高氧氣濃度”。美國哥倫比亞廣播公司網(wǎng)站12日稱，與國際空間站上的減壓程序不同，載人“龍”飛船的這樣的一個過程需要約45個小時。
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)部材料可能會因為真空和宇宙輻射釋放出大量有毒成分。為此飛船和其中許多設(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重啟軟件，確保在沒有人為干預(yù)的情況下對可能因輻射而發(fā)生故障的計算機進行故障排除。
此外，國際空間站的宇航員在太空行走期間，通常會有兩人同時在艙外活動，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。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行，每人在艙外停留10多分鐘，同時他們必始終與SpaceX為艙外活動專門設(shè)計的“天行者”移動輔助設(shè)備保持至少一個接觸點，避免自己在太空中任意漂浮。在此期間，兩名宇航員還對艙外航天服進行了一系列測試。艾薩克曼表示，“如果我們看上去像跳舞，其實是在對艙外航天服來測試?！?
出于對非職業(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，這次太空活動也被部分媒體形容為“高度危險”，艾薩克曼對此表示，“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)上改進而成，但在關(guān)鍵領(lǐng)域進行了增強，遠比臃腫的國際空間站現(xiàn)役艙外航天服簡潔。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)運動更為平滑順暢，活動限制范圍更小。頭盔的遮陽罩帶有銅和氧化銦涂層，能反射強烈的太陽光。航天服內(nèi)部還增加了導(dǎo)電層，可以構(gòu)成“法拉第籠”以保護宇航員免受外部電場影響。
兩名宇航員在出艙時，通過一組精心設(shè)計的動作來感受航天服的各個關(guān)節(jié)在加壓時如何運動，測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)對太空極端溫度和其他威脅。艾薩克曼描述稱，“在艙外活動期間，我們將（通過抬頭顯示器）了解航天服內(nèi)部壓力、溫度、相對濕度，整個艙外活動期間我們消耗了多少氧氣。這里有一些關(guān)鍵的遙測數(shù)據(jù)。而且很酷的是，無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“初級生命支持系統(tǒng)”，而是從連接在飛船上的長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對這次任務(wù)中首次接受實際測試的艙外航天服也有很大的雄心，其目標是通過測試進行反復(fù)迭代，最終完善低成本、易于制造的艙外航天服，供未來乘坐“星艦”飛往月球或火星的商業(yè)宇航員使用。
當前NASA的新一代艙外航天服計劃正面臨障礙。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”公司的研制進度也出現(xiàn)明顯滯后，因此SpaceX艙外航天服未來會不會被NASA選中非常關(guān)注。
