終于確定飛船撞擊位置! 俄航天局更糾結了: 換艘飛船還是拼力一搏?

天空之城 2022/12/20 檢舉 我要評論

俄羅斯衛星通訊社莫斯科12月19日18點16分報道稱,消息人士透露,俄羅斯國家航天集團公司的專家已確定停靠在國際空間站的「聯盟MS-22」號飛船受損的確切位置:

‘聯盟MS-22’號飛船儀器設備艙受損的確切位置。損壞位于太陽能電池固定點附近的冷卻系統散熱器上。」

俄羅斯國家航天集團公司新聞處稱,專家們仍然在分析對MS-22飛船外殼檢查的視訊數據,已確定制定詳細的應對策略!

究竟是什麼東西撞擊了飛船?是美國人干的還是流星雨干的?

看到俄羅斯飛船制冷劑泄漏的那個新聞時大家伙的第一反應是美國人又干啥了啊,咋鉆錯位置了,力道用過頭不小心鉆到了制冷劑罐子里?

大家有這個想法也很正常,因為2018年時在國際空間站發生過一起喪心病狂的漏氣事件,8月29日,國際空間站上發生了不明原因的漏氣,所有宇航員都被動員起來尋找泄漏點,最后找到漏氣點位于6月6日停靠到國際空間站的聯盟MS-09飛船:一個約2毫米直徑的孔。

堵漏倒是非常簡單,一坨環氧樹脂就被解決了,但大家面對這個漏洞的成因卻陷入了沉思,因為微隕石撞擊不可能形成這樣的痕跡,如果是地面破壞在上天之前就會被檢查出來,唯一的可能是在空間站內被人為鉆出來的,后續的碎屑「飄落」的位置模擬也證明了是在失重條件下形成的。

俄羅斯航天局2名宇航員加入了調查,經過將近2年的調查,終于確認這個事件可能是美國宇航員塞麗娜·奧農-錢賽勒 (Serena Auñón-Chancellor)所為,她當時患上了腦部深靜脈血栓,這個癥狀可以簡單理解為輕微腦血栓,行動能力不太受影響,不過可能會讓人情緒不穩、急躁與沒有耐心,從而導致作出不理智的行為。

這個操作后果不是很嚴重,但性質卻非常惡劣!國際空間站有了這樣一個「定時炸彈」,誰知道下次會不會把空間站捅出一個大窟窿來!因此盡管NASA死不承認是美國宇航員所為,但大家都是一副我懂的表情。

這次估計冤枉美國人了:可能是流星雨干的

這次破壞的情況比較詭異,外部某種物體撞到了散熱器導致冷卻劑泄漏,內部沒有破損,這表示破壞點來自外部,而宇航員外出是一件大事,俄羅斯宇航員不會不知道,人為破壞的可能性就極低了。

比較湊巧的是破壞發生的時刻12月15日5點左右剛好是雙子座流星雨期間,熟悉流星雨的朋友都知道這是地球穿越一路飄灑「碎屑物質」的彗星或者小行星的軌道時,這些微流星體進入大氣層產生高溫被大家看到而形成流星雨。

因此在此時國際空間站遭遇這些微流星體撞擊的可能性是很大的,這次撞擊到散熱片的很有可能是一片比面包碎屑稍大的物質,而它產生的能量卻足以擊穿沒有加固的散熱器,如果下次是一顆比較大的流星體呢?比如直徑10毫米?估計直接就穿透飛船揚長而去了。

2021年俄羅斯反衛星測試后的碎片分布高度

當然也不能排除空間站附近的大量太空垃圾,因為俄羅斯在2021年時確實測試過反衛星武器,而碎片分布還真的在國際空間站軌道上下,這些可能性都是存在的!但假如要確定的話,必須得去撞擊坑上采個樣,然后分析下形成的「合金」,就能知道到底是天然的隕石撞擊還是太空垃圾了。

搞清楚位置后航天局更糾結了: 撐一撐還是拼力一搏?

現在撞擊點位置找到了,但這個位置卻讓俄羅斯航天局更糾結了,因為撞擊點恰巧位于聯盟號飛船的軌道艙太陽能電池根部附近的散熱片上,它不會危及聯盟號返回飛船的安全,卻需要它「領著」飛船走一段,這事兒得從聯盟號飛船的結構與返回過程開始說起!

聯盟號飛船的三艙結構:都是干啥用的?

聯盟號飛船是俄羅斯載人航天的「當家花旦」,最早是科羅廖夫設計局為前蘇聯載人登月設計的,登月計劃取消后該飛船就成了繼上升號后蘇聯航天的載人飛船,其發展歷史上出過一次相當大的事件:

1、1967年4月24日,前蘇聯宇航員科馬洛夫乘坐聯盟1號在減速再入、重入大氣層、出黑障等一切都正常的情況下,降落傘無法打開,最終以40米/秒的速度撞向大地,反推火箭來不及工作,在落地后發生爆炸,燒化了飛船底部,船毀人亡,現場相當慘烈。

2、1971年6月30日,前蘇聯的聯盟11號宇宙飛船返回艙再入大氣層,軌道艙與返回艙分離時返回艙上的壓力閥門被震開導致密封性能被破壞,返回艙內的空氣從該處泄漏,艙內迅速減壓,三名宇航員逝去于失壓與窒息。

后來的聯盟號飛船經過多次改進設計,到現在已經有過140多次飛行,再也沒有發生宇航員死亡的事故,已經是安全記錄相當優秀的一款飛船,自2011年美國航天飛機退役后,所有來往國際空間站的「載人航班」都由聯盟號飛船擔任,相當出色的完成了任務,一直到2020年SpaceX的龍飛船出現被「搶了」部分生意。

聯盟號飛船的結構:三艙

聯盟號飛船是經典的三艙結構,「頭部」是軌道艙、中部是返回艙、最后則是推進與服務艙,其尺寸如下圖:

軌道艙的功能是給入軌后的宇航員活動用的,如果時間長的話宇航員還會在這個艙段休息,另外如實驗器材,攝像機和貨物以及廁所與空間站對接口、通信設備等也會安裝在此處。內部空間有6立方米,可居住空間為5立方米,看起來不小,但其實要住三個人很局促。

中間就是各位所說的飛船,其實就是返回艙,整個聯盟號飛船體系中只有返回艙才會回到地面,「頂部」是一個與軌道艙對接的艙口,旁邊還有一個降落傘倉,底部則是防熱大底與反推火箭,內部還有操作控制界面,宇航員在這里只能「坐著」,姿勢相當不舒服。

「最下方」則是服務推進艙,這里有太陽能電池,前部是餅狀的儀器艙,這個加壓模塊內包含溫度控制系統,供電系統,通訊設備,遙測設備,飛船的導航系統等等;后部是不加壓的發動機艙,包含用于飛船變軌和再入的液體火箭發動機和燃料。服務艙外部另外裝有姿態控制發動機,傳感器等。

三個艙室中,服務艙就算丟了也沒事,只是任務完成可能有點困難,但返回艙和服務推進艙就有點問題了,雖然它也要被拋棄,但它的「拋棄」過程卻非常關鍵。

聯盟號返回:推進艙拋棄的時機

聯盟號飛船返回和神舟飛船返回幾乎是一樣的,神舟飛船只是比聯盟號大一圈,結構沒有區別,下面說明下返回的幾個關鍵節點:

返回過程總共有24個節點,但分成非常關鍵的5個「階段」,已經淡藍色用數字標出,大致會有如下動作:

第一次調姿,軌道艙與返回艙分離,準備減速; 1、第二次調姿,發動機開啟,返回制動開始; 2、滑行,姿態調整,到145千米高度服務推進艙與返回艙分離,拋棄推進艙; 3、建立再入攻角,準備再入,大約在100~90千米進入大氣層; 黑障:從68千米處開始進入黑障,45千米處出黑障,通信中斷約5分鐘; 4、出黑障后自由墜落,到10千米高度時開引導傘、再開減速傘、最后開主傘; 主傘打開后開始排空推進劑,空中搖搖晃晃時候產生的煙霧就是姿控發動機燃料; 5.5千米高度時拋防熱大底,之后搜救隊伍出發開始前往預定著陸點; 5、距離地面1米時開啟反推發動機,將速度減少至2米/秒以下,飛船著陸;

兩個拋棄的艙段已經用紅字標出,軌道艙在準備減速時就已經拋了,而服務推進艙則在145千米高度時拋棄的,此次有遭遇撞擊的正是服務推進艙的太陽能電池根部的散熱器導致冷卻劑泄漏。

服務推進艙雖然與飛船在一起,但內部并不相通,只有數據與電纜與管道連接,而且在服務推進艙拋棄后根部不會影響返回艙的安全,但有一點我們必須要了解,從國際空間站分離到返回艙著陸,大概就3個多小時,而推進艙一直「陪伴」聯盟號飛船大約有2.5個小時。

在這2.5個小時內,聯盟號上的供電供氧數據通信支持等都是服務推進艙提供的,如果這里的設備過熱,估計大家都知道會有什麼問題,所以各位千萬別小看這個「小問題」。

也正因為如此,俄羅斯航天局才會更糾結,目前散熱器問題很有可能不是致命傷,而且對于真正返回過程的乘員艙環境沒有影響,不知道俄羅斯航天局是否會搏一搏,讓宇航員乘坐這個已經「半殘廢」的飛船回家,因為俄羅斯發射一次給美國人的船票報價可是高達2.4億美元(3張船票),這可是一大筆錢,要是發射一艘空飛船上去,那損失可就慘了。

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