我在太空修空间站

来源：互联网 2024-11-12 23:30:16 版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们

作者：李会超（中国科学院国家空间科学中心）

文章来源于科学大院公众号（ID：kexuedayuan）

电影《太空救援》中修理失联空间站的情节惊心动魄，让不少人大呼“战斗民族果然彪悍”！

其实，这部电影是改编自真实事件，只是由于艺术表现的需要，不少情节都做了变动。

那么，真实的情况是什么样的呢？宇航员们，究竟是如何在太空修空间站的呢？

让我们听下两位当事人的讲述。

修空间站的要义1：请勿暴力开机

提起空间站，可能你首先想到的是现在正在太空中的国际空间站（ISS）。

ISS是多国合作的产物，但大部分工作是美国和我们俄罗斯完成的。在建设空间站这件事上，我们可比美国人熟练得多。

毕竟，在ISS之前，美国人只搞过一个名叫“天空实验室”的小玩意，还因为错误得估计了太阳活动水平而玩脱了。（参见《美国天空实验室陨落“内幕”》）

而我们俄罗斯，哦，就是当时的苏联，从1971年的“礼炮一号”起，总共成功发射入轨了七艘礼炮号空间站，他们的功能越来越强大，生活条件越来越舒适，能让航天员在太空驻留的时间也越来越长。

礼炮号空间站（图片来源于网络）

礼炮七号是礼炮家族中的最后一艘，等它的任务完成后，我们就要发射第一艘多舱室空间站“和平号”了。从1982年升空开始，礼炮七号的表现一直不错，在出事之前，一共接待了7艘联盟号飞船。

不过，礼炮七号在1983年闹过一次小脾气，燃料罐出现了泄漏现象。燃料泄漏在短时间内不会把空间站搞垮，当时在空间站上工作的宇航员也没有为故障准备合适的工具。于是，地面控制人员决定让他们先撤，随后派上来另一批带了家伙的宇航员，不费什么力气就修好了礼炮七号。

然而事情到了我们这，就变得难办多了。

突发故障

1985年2月11日，在两组地面控制人员快要交接班的时候，礼炮七号向地面发射信号的主发射机因为过流保护而停止工作。

这个故障与日常生活中因为漏电或者负荷太高而引起的电路跳闸相似。在故障发生的同时，空间站上的备用发射机按照程序自动启动，让空间站仍能与地面通信。此时，交班时间到了，前一组控制人员在通知了飞船设计专家研究解决方案后，就将控制权交给了下一组控制人员。

彻底断联

而后一组控制人员，完美地诠释了“不作死就不会死”的内涵。

这些人认为，飞船主发射机的过流保护没准是被错误触发的，如果重新打开主发射机，说不定就会“大力出奇迹”，在恢复飞船正常工作的同时，也给航天工程师们减少了麻烦。如果过流问题的确存在，那么主发射机应该会再次“跳闸”，不会有更大的问题出现。

当这组控制人员将指令传送给空间站后，非但没有使通信系统恢复正常，还诱发了更严重的短路。这次短路不但摧毁了还能工作的备用无线电发射机，还一并摧毁了无线电接收机。礼炮七号和地面的无线电联系彻底中断，成为漂浮在太空中不受控制的飞行器。

轨道难定

此时，距离和平号“上线”还有一年，我们当然可以放弃礼炮七号。但是，这意味着之后安排在空间站上进行的所有科学实验都不得不延期进行。更严重的是，这会严重影响苏联航天事业的国际形象。

但派人维修飞船，存在一个巨大的挑战：以往的对接中，空间站像是等待爱人到来的姑娘，在“男朋友”联盟号飞船靠近她时就会不停暗送秋波，使用无线电信号引导飞船与其对接。

但在故障之后，空间站便和恋人进入了冷战状态，要确定空间站的轨道，地面得像雷达搜索空中的飞机一样主动发射无线电进行探测。当联盟飞船靠近时，空间站也不会像平时那样热情得迎接飞船，而是把脸扭向了一边。联盟号飞船必须在接近空间站的同时瞅准机会，调整自己的位置和姿态，才能再次捕获得空间站的“芳心”。

在为这种“非合作目标对接”制定周密方案后，工程师们给出了70%-80%的成功率，但前提是，得有一个能熟练驾驶飞船的太空老司机。

礼炮七号空间站与联盟号飞船对接示意图，上方标记为1的组图为正常对接程序，下方标记为2的组图为维修飞船时的复杂对接方式。

临危受命

在当时的苏联宇航员中，实际执行过手控交会对接、同时又具备出舱活动能力的宇航员只有两位，其中一位是我，由于另一位宇航员刚刚执行完太空飞行任务，不能马上重返太空。因此，我成了飞船指令长和驾驶员的唯一人选。

其实，这种救场的事情我之前干过一次。

那是1982年，我乘坐的联盟T-6号飞船正在与礼炮七号空间站进行自动对接，计算机系统中的一个bug（缺陷）使得自动对接在飞船和空间站相距900米时突然中断。我及时接管了飞船，用手控方法成功完成了之后的对接。

为了完成本次对接任务，工程师们卸掉了联盟飞船上的自动对接装置，还给装上了激光测距设备来更好地帮助我们更好的完成任务。

1985年6月6日，我们乘坐的联盟T-13号飞船被发射升空。在目视捕获空间站后，我开始操纵着飞船，一点一点的接近空间站。

我成功了。

修空间站的要义2：请尽快更换电池

在维修空间站的二人团队中，我的同事贾尼别科夫是开飞船的能手，而我，是能上天的工程师。

前路未卜

说实话，在上天之前，我心里是很忐忑的。

空间站失联之后，里面到底发生了什么我们无从知晓。她的内部是否已经因为漏气而变成真空，或是因为起火而充满毒气，我们都不知道。

礼炮七号有两个对接口，尾部的一个一般用来对接货运飞船。头部的一个一般用来对接载人飞船。对接载人飞船的接口那里刚好是供宇航员出舱活动准备的气闸舱，具有调节气压的功能，给我们提供了一个合适的“缓冲带”。为了防备意外，在完成对接后，我和贾尼别科夫都戴上了氧气面罩，我留守在联盟号飞船中，而勇敢的贾尼别科夫同志则在气闸舱充气之后，慢慢的打开礼炮七号气闸舱与工作舱间的舱门。

停电缺水

幸运的是，除了气压轻微降低外，礼炮七号没有完全失压。当我们进入礼炮七号后，发现一切似乎井井有条，上一批宇航员留下来欢迎我们的饼干和盐片还静静的躺在桌子上。但是，即便对于我们战斗民族的成员来说，这也实在是太冷了。

空间站上已经完全停电，所有系统都已经因为没电而停止工作。由于没有热控系统调节温度，我吐出去的唾沫甚至能在半空中冻住。而且因为通风系统罢工，我们呼出的二氧化碳会在身旁聚集，一不小心就会引发中毒。因此，地面只允许我俩中的一人实际执行维修工作，另一个人则要监视二氧化碳浓度，以防意外。

寒冷我们还能忍受，缺水的问题却实实在在得威胁着我们。为了带足给养，本来能装三个人的联盟飞船只装了我们两个，富余出来的重量全部用来搭载食品、水和燃料。但即便这样，飞船上的水也只能供我们再使用5天。

最后，我们不得不将每天的饮水量降低到了维持生命的最低水平，也设法融化了空间站上一些水包中的水，这才让我们多获得了12天的维修时间。

事后我们才知道，空间站之所以停电，是因为一个负责探测电池电量是否已满的传感器出了毛病。在空间站上，总共有八组电池为空间站供电。当电池电能较低时，空间站上的计算机便会让太阳能帆板通过供电系统向电池充电。当传感器探测到电池已经充满时，计算机便会控制太阳能帆板结束充电。在空间站与地面失联后，这个传感器随机出现故障，在电池电量不足时持续向计算机发出虚假的“已充满”信号，导致电池无法正常充电，电量最终耗尽，空间站停电。

“手动”修复

维修时，我们首先绕过空间站复杂的供电系统，通过电缆将电池和太阳能帆板直接连接，来给电池充电。

由于停电时，太阳能电池帆板不能自行调整到接收光照的合适位置。老司机贾尼别科夫同志不得不再次出马，利用联盟飞船上的推进器调整飞船和空间站组合体的姿态，让阳光能以合适的角度照射太阳能帆板。空间站的短路损坏了八组电池中的两组，但好在剩下的六组电池也足以支持空间站正常运行。