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叹为观止的空中作业

时间:2019-06-20    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

叹为观止的空中作业

 

航天飞机在频繁的太空活动中扮演着重要的角色,这里着重谈谈太空行

走、空间维修、施放卫星。

太空行走分两种,一种是身着宇宙服的舱外活动,为了保险,这种宇宙

服的一端系有一根保险绳,此绳的另一端接在航天飞机上。世界上第一位从

航天飞机步入太空的是美国宇航员马斯格雷夫。他于 1983 年 4 月 7 日当地时

间下午 4 点 23 分,从打开的货舱舱门走了出去,此时他的宇宙服拴有一根长

约 15 米的保险丝,以免他飞离航天飞机而去。马斯格雷夫在太空中时而伸腿

舒脚,时而自由飘飞,时而凝神定气,好不自在。据报道,到目前为止,已

有三位华人在太空中行走过。最近一次是  1996 年美籍华人柴立中搭乘“奋

进”号航天飞机,在舱外进行了活动。

另一种太空行走说起来有些离谱。因为宇航员已经离开了航天飞机,停

留在茫茫无际的太空中;按一些人的话说,他成了完完全全的一个“卫星人”。

这个奇迹是 1984 年 1 月美国布鲁斯・麦坎德利斯创造的。他之所以能在航天

飞机周围 100 米的地方“游而不离”,完全归功于那个价值 750 万美元的“背

包”。

这种“背包”叫“载人机动装置”,是美国马丁・玛丽埃塔公司制造的。

它里面全部是铝合金结构,装有供电系统和推动系统。供电系统由两个锌银

电池组成,每小时可提供 752 瓦特的能量。推进系统包括两个贮气瓶,每个

贮气瓶高约 76 厘米,容积约 39 升,可以装液氮。液氮汽化后通过一个套管

道和阀门到达推进器的 24 个喷口。这 24 个喷口分布在上下、左右、前后方

向,每个喷管可以产生 7.6 牛顿的推力。这个“背包”重约  150 公斤,加

上宇航员及生命维持系统,总重量可达三百多公斤。如果同一方向的四个推


进器一起工作,宇航员可以获得每小时 75 公里的速度,这个速度比走快得

多,而在失重的状态下,真是别有一番滋味。

这个“背包”的操作有两种方式:要么宇航员直接用手操作,操作手柄

部在背包边沿上;要么自动操作,控制钮随时等待着宇航员去按。

这种“背包”并非只有一个。1995 年 2 月 7 日,身着新式“背包”的美

国宇航员伯纳德・哈里斯和麦克尔・福勒在太空中进行了太空自由表演,这

被当时的人们称为“太空芭蕾”。这个新装置价值为 700 万美元,质量只有

以前背包的 1/3,速度为 3 米/秒。

再看空间维修。空间维修是载人航天飞机的一种特殊勤务活动。它的应

用范围很广,包括对各种航天器和航天设备的回收、修复、更换等。空间维

修必须有两个条件,一是航天器能够拆卸;一是要有长时间空间停留的载人

航天器。对此能够做到的只有航天飞机和空间站。现在我们来回顾一下目前

世界上规模最大、任务最艰巨的空间维修——对“哈勃”空间望远镜的修复。

“哈勃”空间望远镜于 1990 年由“发现号”航天飞机送入到近地 600

公里的近地轨道。两个月后,“哈勃”空间望远镜病症一个个出现。先是镜

头出了问题,成了“近视眼”,可以看到 140 亿光年的观测距离缩短为只有

40 亿光年;再就是“颤抖症”,望远镜由于太阳能电池帆板经不起热胀冷缩,

出现了颤抖,大约一天要颤抖 16 次;再就是“大脑”出了问题,DF—224 主

计算机部分失效。解铃还需系铃人,修复“哈勃”望远镜的任务落在了航天

飞机的肩上。

1995 年 12 月 2 日,美国东部标准时间 4 时 27 分,美国“奋进号”航天

飞机发射成功。六个小时后,航天飞机的指令长和副驾驶员操纵机上 11 台轨

道机动发动机,完成了两次机动飞行,靠近了“哈勃”望远镜。12 月 4 日,

航天飞机上伸出加拿大制造的 15 米长的遥控机械臂,将这个庞然大物抓住,

并放在货舱内的可转动专用支架上,修复工作拉开了序幕。

12 月 5 日,宇航员霍夫曼中校、博士马斯格雷夫身着宇宙服进入敞开的

货舱。霍夫曼用脚上的一个装置将自己的一只脚套在机械臂端的平台上,并

打开了望远镜壳体上的一组后舱盖。马斯格雷夫顺着货舱壁的扶手到达维修

位置,他把一只脚捆在望远镜内,两人更换了三台陀螺速率传感器,并装上

了新的安培保险丝。此次活动花了近八个小时的时间。

第二天,女航天员桑顿、空军中校艾克斯“重蹈覆辙”,进行了第二次

舱外活动。先是舱内机械臂操纵手——瑞士航天员尼科利耶空军上尉操纵机

械臂将太阳能电池帆板扔掉;再就是两个舱外人员装上了美国制造的新太阳

能电池帆板,采用新伸缩软管式隔热结构,治愈了“颤抖病”,此活动用了

近七个小时。

12 月 7 日,霍夫曼和马斯格雷夫进行了另三次舱外活动。两人密切配合,

先将 272 千克的相机沿镜内导轨推出,再换上美国研制的 WF/PC—2 新型相

机。这一次也用了近七个

12 月 8 日,艾克斯和桑顿为“哈勃”望远镜主镜装上了新光学系统和计

算机。这样,“哈勃”望远镜眼睛得到复苏,头脑也清醒多了。这次活动花

了六个多小时。

12 月 9 日,霍夫曼和马斯格雷夫进行了最后一次舱外活动,他们用七个

小时更换了一个太阳能电池帆板驱动装置。到这里,整个“哈勃”望远镜修

复工作告一段落。12 月 13 日,“奋进号”航天飞机到肯尼迪航天中心安全


着陆,举世瞩目的空间维修计划全部完成。

最后说施放卫星。到 1991 年为止,美国航天飞机在七次任务外的 37 次

飞行中,共发射了 30 个高轨道卫星,释放了 19 个低轨道航天器,捕获了七

个航天器。美国航天飞机施放的卫星占发射卫星总数相当的比例。不过,美

国航天飞机在这方面也并不是一帆风顺,特别是在采用新技术时,这里有两

个例子:

1994 年 2 月,美国“发现号”航天飞机在轨道上预定施放一颗卫星,并

准备 48 小时后回收。可是由于卫星的导航系统出了故障,机组人员一连错过

了几次施放机会,最后因时间关系而不得不取消了这次施放计划。

1996 年 2 月 25 日,美国“哥伦比亚号”航天飞机进行绳系卫星试验时,

飞离卫星数公里,直径仅 2.5 毫米的白色缆绳因电压过高而断裂。卫星拖着

缆绳消失在茫茫太空中。

当然,吃一堑,长一智。航天飞机在失败的经验教训中会不断地完善卫

星施放技术,这是有目共睹的事。

 

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