12分钟出汗6升,苏联航天员出舱后曾考虑自杀,神舟十二会遇到吗?

神舟12号飞船与天和核心舱对接成功,3名中国航天员进入了我国自己的空间站,他们会在太空中工作约三个月,期间将进行两次出舱活动,开展舱外工具箱的组装等舱外作业。

神舟12号与空间站成功对接

出舱活动通俗点儿说就是“太空行走”,与相对安全的飞船及空间站内部相比,太空行走的危险系数大大增加,在56年前苏联进行的首次太空行走过程中,就遇到了难以想象的险情,航天员甚至一度想到了自杀,差点儿就没能回来。苏联航天员到底在太空中经历了什么?神舟12号任务会不会遭遇这样的险情呢?且听人马君细细讲来。

1965年3月18日,将满31岁的阿列克谢·列昂诺夫钻进了上升2号宇宙飞船,他将与同伴别利亚耶夫一起挑战人类首次太空行走的壮举。其实列昂诺夫在1961年曾有希望取代加加林,成为载人航天第一人,但他的身高比加加林高5厘米,当时的第一代东方号载人飞船过于狭小,因此选择了身材更矮的加加林。但这次的太空行走同样意义重大,如果成功,苏联将在与美国的太空竞赛中再下一城,荣誉和掌声将伴随他们一生。

列昂诺夫和别利亚耶夫在上升2号飞船内

然而在这之前的一个插曲,却让这次任务变得有些微妙。航天员出舱行走是一项极具危险的活动。与密封的飞船内部相比,在舱外会进入几乎真空的环境,并且受到太阳风粒子和宇宙射线的轰击,虽然有航天服的保护,但这些因素会给人体造成何种影响,在当时并不完全掌握,于是苏联在1965年2月专门发射了一艘不载人的侦察飞船,收集太空环境信息。这艘无人飞船本已完成使命,却在返回途中突然自爆解体,采集的数据也随之灰飞烟灭。

如果再发射一艘无人飞船收集数据,需要等上7到8个月,但情报显示美国人也已经准备进行太空行走,很可能赶在苏联前面,因此不能再等了。有一种说法是苏联载人航天之父科罗廖夫为此征求了列昂诺夫和别利亚耶夫的意见,两名航天员很了解科罗廖夫的意图,当即表示愿意冒险上天,不能让美国人抢先。还有一种说法是列昂诺夫等人说服了科罗廖夫。人马君觉得,也许他们都不想失去这次机会。

苏联载人航天之父科罗廖夫(右)

3月18日上午10点(莫斯科时间),伴随运载火箭的巨大轰鸣,上升2号宇宙飞船带着两名航天员飞向太空。任务一开始就有点儿不顺,飞船原定应该进入高度为300公里的轨道,但火箭却把它打到了远地点497.7公里、近地点173.5公里的另一个轨道。对于本次任务来说,这倒并不碍事。飞船入轨后,两名航天员开始进行太空行走的准备工作。

正常情况下,航天员在飞船内呼吸的是由氧气和氮气组成的混合气体,与空气类似。但如果离开飞船进入太空,即使穿着加压航天服,压力仍将小于正常大气压,如果压力过小,人体血液中的氮气会形成气泡,危及生命。因此他们在出舱前,先要呼吸1个小时左右的纯氧,以便将体内的氮气排出。

除此之外,列昂诺夫还在同伴帮助下,背上了一个装有“生命支持系统“的背包,该系统可提供足够航天员呼吸一个小时的氧气,同时还能调节温度。一切准备就绪后,列昂诺夫打开飞船舱盖,进入了充气展开后成为圆筒状的过渡舱,为航天服增压并做了各项检查工作。随后,别利亚耶夫关上了飞船舱盖,过滤舱减压后,列昂诺夫打开了外盖,然后便“像酒瓶的木塞一样弹射了出去”,进入了无边无际的太空。

上升2号和列昂诺夫,注意飞船侧面圆筒状的过渡舱

此时飞船位于黑海上空,地球上的人们通过电视看到:航天员飘出舱外后向镜头挥手示意,然后连续做了几个翻转的“体操动作”。实际上这绝不是什么体操动作,而是列昂诺夫在失去支撑后完全无法控制自己,开始不停地翻跟头,“飞船在旋转,地球在旋转,我自己也在旋转,什么都抓不住,有劲也使不上”。

幸运的是这样的窘况并没有持续多久:列昂诺夫与飞船之间的联系是一条5.35米的绳索,这条绳索缠在了航天服上,多次翻转后,绳索缠了很多圈,直到将他又拉回了舱门口,才得以停止旋转。

这时列昂诺夫感到周围一片寂静,以至于能听到自己的呼吸和心跳,“天是黑的,星星是圆的,自己好像在星群中,没有支撑”。这是人类首次实现在太空中漫步,有着极为重要的意义,而对苏联来说,赶在美国前面实现太空行走,具有很高的宣传价值。

列昂诺夫太空行走照片

莫斯科广播电台当即向全世界发出了消息:“请注意,请注意,有一名航天员走出太空,正在自由活动。”巧合的是,列昂诺夫也收到了这条广播,但却很疑惑:这个人是谁?后来才知道说的就是他自己。

出舱活动大约10分钟后,别利亚耶夫通知列昂诺夫结束太空行走并返回飞船。他尝试了几次才把相机扔进过渡舱,并用脚踩住,然后试图让整个身子也进入过渡舱。就在这时,险情出现了:航天服突然鼓了起来,变得越来越大,使得他无法完全进入过渡舱。

“我突然觉得我的脚正从笨重的航天服里脱出来,手也从手套中往回缩。我觉得自己在缩小,整个航天服显得特别臃肿庞大,我无法控制它,好像我从来没有穿过这套衣服一样。”

航天服为什么会膨胀?有资料说是因为地面模拟的真空环境相当于90公里高空,而在500公里高度的轨道上,空气密度更加接近真空,航天服因内外压差变大而膨胀。其实这种说法站不住脚:航天服的膨胀是在出舱10多分钟后才发生的,在列昂诺夫钻出过渡舱开始太空行走之间,航天服就已经处于真空环境,但它那时却并未膨胀。因此该故障应该是另有原因。

膨胀的航天服使列昂诺夫无法进入过渡舱

但此时列昂诺夫已经顾不上分析航天服为什么会出毛病,他只知道如果回不了飞船,留在太空中是死路一条。这时候氧气还能用30分钟,如果30分钟内解决不了问题,他将变成一具尸体,并在长久地漂浮后化作流星坠入大气层。这显然不是他所期望的,于是列昂诺夫改变了预定方式,改为先让头部进舱,但航天服膨胀的过大,他的肩膀处仍然卡在了舱门口。

极度紧张之下,列昂诺夫的体温上升到了38℃,心率达到每分钟190次,汗水形成的雾气甚至让航天服的面罩都变得模糊不清,他几近绝望的大叫“我回不去了!不行,我来不及了,我回不去了!”

此时的列昂诺夫进退维谷。有一种传言称,在发射前,考虑到太空行走的危险性,科罗廖夫曾秘密告诉别利亚耶夫:必要时可以扔下列昂诺夫,独自返回地球。如果这是真的,想必此刻别利亚耶夫心里会闪过这个建议。但列昂诺夫事后表示:“即便牺牲自己的生命,我的战友也不会让我孤独地留在太空”。他还透露,在这个绝望时刻曾经想过:与其这样痛苦,还不如吃下一片毒药,就死在太空。

生死悬于一线

千钧一发之际,他突然想到了航天服的腰部有几个按钮,按下后可以卸掉内部的气体,减少压力,从而使膨胀的航天服缩小。说干就干,列昂诺夫先把航天服的压力由0.4个大气压降低到了0.35,结果毫无作用,他再次按下按钮,将压力降低到0.3个大气压,还是没用,一直到第三次排气,压力降到了0.25个大气压,这已经低于人体允许的极限。谢天谢地,此时航天服终于缩小了。

幸好列昂诺夫之前呼吸了很长时间的纯氧,所以奇迹般的在极低的压力下活了下来。他奋力钻进了狭小的过渡舱内部,却遇上了新的麻烦:按照计划,他应该是双脚先于上半身进去,这样才能关闭过渡舱的外舱门。现在上半身在里面,又有臃肿的航天服阻碍,如何才能关门?

在几乎绝望之际,列昂诺夫努力坐起,使身体对折,伸长手臂去摸舱门,竟然奇迹般地将舱门关闭了!事后回想起来,连他自己都难以置信。因为航天服膨胀,列昂诺夫总共花了12分钟才返回飞船,在这期间出汗量达到了6升之多,每个靴子都积了约3升的汗水,后来发现他的体重减轻了5.4公斤!

拼命关闭舱门

虽然幸运地回到了飞船内部,磨难却还没有结束。此时过渡舱已被抛弃,飞船自身的舱门也关上了,但由于受到阳光照射产生的温度影响,舱门竟无法关严,使得舱内空气开始泄漏。生命保障系统探测到漏气后,开始向舱内加入氧气,致使内部氧气含量持续升高,这将有可能导致爆炸。

两名航天员花了7个小时也没能处理好,由于过度疲劳并且氧气含量高,他们后来竟然睡着了。直到一声“爆炸”惊醒了二人,原来不知是谁在睡梦中触到了补充空气的开关,舱内压力升高,舱门随之被彻底关闭,氧气含量也慢慢恢复了正常。

然而一波未平一波又起,飞船的自动导航系统又坏了,这意味着在绕地球飞行了17圈后,航天员必须手动操纵飞船返航。开始返航后返回舱与服务舱没能脱离,飞船姿态失控,经过多次尝试才甩掉了服务舱,但返回舱已经偏离航线并开始翻滚,两名航天员被离心力压在座椅上,吃尽了苦头。再入大气层过程中舱内热得吓人,通信元件全部烧坏,甚至有熔化的金属掉到舱窗上。最终飞船偏航1300公里,在乌拉尔山一处积雪达2米的山坡着陆了。

飞船在原始森林着陆

也有资料说由于两名航天员穿着沉重的舱外航天服,无法回到座椅上,导致飞船重心偏离,才导致了偏航。不管怎么说,列昂诺夫和别利亚耶夫终于活着回到了地球,但却落到了荒郊野外的原始森林中。

他们发出的无线电求救信号未获回音,却被一名无线电爱好者收到。到了第二天,救援直升机飞来,却无法降落,只空投了一些食品和衣服。又过了一昼夜,救援人员终于开辟出一块着陆场,又滑雪20公里才到达飞船降落点,救出了快要冻僵的两人。经历了九死一生的列昂诺夫和别利亚耶夫,毫无悬念地获得了“苏联英雄”称号。

列昂诺夫和别利亚耶夫凯旋归来

56年后的今天,我国航天员又要进行太空行走了,还会不会遭遇列昂诺夫那样的险情呢?其实早在2008年9月27日,我国航天员在神舟7号任务中就已经完成了首次太空行走,而本次神舟12号任务的出舱活动,条件相比以往已经有了巨大的改善,和56年相比可以说是一个天上,一个地下,列昂诺夫那样的传奇经历已经几乎不可能发生了。

首先,狭小又不可靠的充气式过渡舱早已被气闸舱取代。在神舟七号任务中,直接将轨道舱作为气闸舱。而神舟12号任务中,将使用节点舱作为气闸舱,出舱口在天顶方向。与上升号飞船的过渡舱相比,充作气闸舱的节点舱结构坚固可靠,直径达2.8米,不存在无法转身的问题。

节点舱直径2.8米

第二,我国航天员使用的舱外航天服与56年前已经不可同日而语。在神七任务中使用的“飞天”航天服,外壳由1.5毫米厚的铝合金构成,抗压120千帕,还采用了气密轴承,各个关节可以在不漏气的情况下灵活转动。整套航天服重120公斤,当时的造价就高达3000万人民币。列昂诺夫遇到的航天服膨胀问题已经不可能发生。

神舟七号太空行走

第三,这次我国航天员将在机械臂的辅助下进行舱外作业。天和核心舱上配备了长度超10米的七自由度机械臂,与各舱体的目标适配器相结合,可实现在空间站表面爬行。由性能强大的机械臂托举着航天员进行舱外作业,已经不像列昂诺夫那样飘在太空无依无靠了,机械臂可将航天员送到任何想去的位置。

航天员在机械臂辅助下出舱作业

由此可见,神舟12的出舱条件远远好于列昂诺夫的时代。不过太空行走毕竟还是有着相当的风险,希望我国航天员做到万无一失,圆满完成空间站建设任务,期待他们的凯旋归来。

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