


在人類高空跳傘新紀錄的背后,隱藏著一個高科技團隊、一個成功的故事和一個失意的人
10月14日,39044米的太空邊緣,身穿特制太空服的菲利克斯·鮑姆加特納(Felix Baumgartner)打開太空艙艙門說:“我知道,現在全世界都在看。”之后,他將右手放在太空服頭盔邊,做了一個敬禮動作,伴隨著“現在,我要回家了”,他躍出太空艙。這一切,地球上超過800萬的觀眾都在電腦屏幕前看到了。
就在他躍出艙門的剎那,鮑姆加特納身上攜帶的攝像頭傳給觀眾從太空中俯視地球的畫面—因距離太遠,地球是一個藍色星球,但在漆黑的太空中清晰可見。
9分3秒后,鮑姆加特納安全抵達美國新墨西哥州的地面。落地站穩后,他揮舞雙手,又雙膝跪地。接受采訪時,他說揮舞雙手不僅是慶祝自己成功返回地球,更是為了慶祝自己“終于卸掉了20噸的壓力”。
在卸掉壓力的那一瞬間,鮑姆加特納有三項世界紀錄加身—載人氣球最高飛行紀錄、自由落體最長距離、最快自由落體,并成為全球超音速第一人。在從39044米太空落地所用的9分3秒中,自由下落時間為4分19秒,最高速度達到每小時1137公里,突破音速。當他順利落地后,美國宇航局(NASA)當即通過微博祝賀鮑姆加特納,稱其為“太空邊緣的創紀錄一躍”。之后,YouTube的博客文章稱,鮑姆加特納太空跳傘是歷史上全球并發最大的一個現場直播視頻。
高科技到了牙齒
在鮑姆加特納之前,沒有一個人類能在自由下落中超越音速。這次他打破了塵封52年的超高空跳傘紀錄:前美國空軍上校喬·基廷在1960年8月16日的跳傘高度為31300米。但基廷在降落中最快速度是988.1公里/小時,并未破音速,約是音速的90%。
鮑姆加特納的起跳高度是39044米,是普通民航飛機飛行高度的3倍。那里接近平流層的邊緣位置,幾乎要沖出臭氧層,接近真空狀態。氣壓只有地球的1%,不僅缺少氧氣,且溫度只有零下57度。“這個高度,從環境角度而言,和站在月球上無異”,鮑姆加特納的技術總監亞特·托馬森說,因此鮑姆加特納稱這次跳傘為“太空任務”,一點不為過。平流層的空氣阻力很小,這得以讓鮑姆加特納能以自由落體直至超過音速的速度墜落,僅在距離地球幾千英尺時,他才打開降落傘。
今年43歲的奧地利人鮑姆加特納曾從客運飛機、直升機、摩天大樓及其他地標性建筑上成功跳傘2500多次,相關經驗極為豐富。但為這次太空跳傘,鮑姆加特納整整準備了7年。這絕不是簡單的膽量過人的下墜過程,而是一個龐大、復雜的科學工程。在鮑姆加特納身后,有一個多達300人的團隊,包括工程師、醫生、氣象學家、太空專家、維持生命系統工程師,乃至心理學家。他的整個降落過程,在一個布滿屏幕的控制室中可以全方位看到。如同一個小型航天工程,此番跳傘所采用的任務控制系統借鑒了NASA的系統。
今年3月16日,鮑姆加特納在美國新墨西哥州進行首次試跳,主要是要測試相關設備能否在超越阿姆斯壯線(Armstrong Line)的高度下正常運作。那天,他成功地自21818米的高空躍下并安全著陸在羅斯威爾的沙漠中,自由墜落過程中最高時速達580公里。這是他第一次在真實環境下進行測試,目標是越過所謂的阿姆斯壯線。阿姆斯壯線是個航天術語,代指高空的一個極度危險的區域—攝氏零下60度的低溫和超低氣壓,在這種環境下人體內所有液體甚至血液,都會沸騰,人類只有在太空衣內才能存活。
這次試跳,令鮑姆加特納對太空下墜有了一些不同的感覺,“當你開始給太空艙減壓時,你會想‘現在是關鍵時刻了’,會感覺整個身體要散架了,但是景色確實驚艷”。
不過,鮑姆加特納和團隊如此大費周章,目標并不僅僅是打破紀錄。前NASA航天員的外科醫生、本次任務醫務總監喬納森·克拉克醫生表示,團隊成員希望通過這個項目能夠“推進極限高度求生科學的發展”。鮑姆加特納也認為:“對我來說,最大的挑戰莫過于成為人類史上第一個通過自由落體達到超音速的人,但這不是我的主要動機。這個項目旨在收集未來有可能拯救宇航員、飛行員甚至太空游客生命的數據,對設計目前仍是空白的地球周邊區域的急救措施做出貢獻。”克拉克醫生進一步解釋說:“一些公司正在競爭商業化的太空觀光和穿梭項目,也有企業希望樹立在高層大氣科研的地位。這些都需要一個潛在的逃生系統,我們這次獲得的信息可以幫助他們。”
為了讓這項驚天一跳不會成為“自殺表演”,除了投入努力、勇氣和經驗外,還必備一系列科技武器,如超級氦氣球、加壓太空艙、加壓太空服及一系列電子設備都投身其中,可謂被高科技設備武裝到了牙齒。
英雄相惜
“我小時候喜歡爬樹,我希望能從上往下看這個世界。”
這個愿望驅動16歲的鮑姆加特納完成了人生中第一次跳傘。為磨煉自己,他加入奧地利國防軍。但在入伍后很長一段時間里,他是一名汽車機械師。他并未放棄夢想。直到1999年,鮑姆加特納才引起世界矚目。那年4月,他從當時世界最高建筑、吉隆坡標志性建筑雙子塔上一躍而下。同年12月,鮑姆加特納證明了低空極限跳傘的刺激性和危險性絲毫不亞于高空極限跳傘,他從里約熱內盧救世基督像一只張開的手臂上跳下,而里約基督像距離地面只有29米。
10月14日,在前往太空邊緣的過程中,鮑姆加特納忙碌不停,以避免自己胡思亂想。此外,他還一直保持著和前輩喬·基廷的對話,與基廷一同進行此前演練過多遍的40多道任務。這次,鮑姆加特納正是要打破基廷保持了52年之久的極限高空跳傘紀錄,而基廷也是本次項目的顧問。
在39044米的高空,鮑姆加特納發現太空服有些紕漏后,仍決定繼續任務,他做了一些調整,基廷在地面上也幫助他進行各項檢查任務。鮑姆加特納起跳前,基廷對他說:“現在一切都不是玩兒了,菲利克斯!”
美國前海軍上校基廷于1960年8月從31300米的高空自由下落,時速最高達988.1公里,沒能在這過程中超越音速。基廷跳落前對地面控制人員說,他眼前的太空邊緣景象“美麗卻充滿敵意”。基廷當年乘坐的氦氣球有20層樓高。那次太空跳傘很懸,基廷在下落過程中一只手套破裂,他的手腫脹至原來大小的兩倍,像個氣球,但最終他打開了降落傘并安全返回地面,整個過程持續了13分鐘。此前1年,在試跳中,基廷幾乎遭受災難性后果,一個設備故障導致他在高空失去知覺。
自此以后,還沒有人打破這一紀錄。50年來,“充滿敵意”的太空讓不少嘗試打破基廷紀錄的人喪命。1962年,一名前蘇聯軍官在一次高空跳傘中,因面具破裂不幸身亡;1966年,一名美國高空跳傘者因減壓問題不幸遇難。
2010年,是基廷創造超高空跳傘紀錄的50周年。鮑姆加特納本來希望在這年打破基廷的紀錄,以向前輩致敬。那一年,準備與鮑姆加特納競爭成為不借助飛行器而達到超音速第一人的,還有法國人米歇爾·富尼耶。這位法國退役陸軍上校,曾先后擔任傘兵隊軍官、預備役團長。1988年,他被歐洲航天局挑中參加一項太空跳傘項目,后因預算削減,該項目被取消。此后,富尼耶開始獨自籌劃太空跳傘。
2002年,富尼耶在加拿大北貝特爾福德首次嘗試利用氦氣球進行太空跳傘時,由于氣球上一個充氣管道破裂,他還沒來得及進入氣球下的吊籃就不得不宣布挑戰失敗。2003年,同樣的地點,氣球破裂再次讓他鎩羽而歸。
盡管富尼耶屢戰屢敗,但在2010年前,誰都不知道他和鮑姆加特納哪個能打破基廷的紀錄,直到2010年,鮑姆加特納得到能量飲料品牌紅牛的資助。2010年,紅牛決定出資贊助昂貴的裝備、高科技基地、航空小組以及醫療專家,并為鮑姆加特納提供全額資金支持。到目前為止,鮑姆加特納的太空跳傘項目耗資數百萬英磅。在紅牛介入之前,鮑姆加特納已經為太空跳傘準備了4年。
而現年68歲的富尼耶由于沒有大財團資助,只得從20多年來的廢棄軍用項目中搜集高空跳傘所需裝備。法國政府禁止他從事這一危險活動,他不得不離開家鄉。10多年了,他一直在加拿大北貝特爾福德一條小飛機跑道上籌備自己的太空跳傘計劃。
世界偶爾會顯示下公平。盡管失敗20多年來始終跟隨富尼耶,但也成績斐然:他是法國高空跳傘高度第一人。超過8500次的跳傘經歷和嚴格的訓練計劃,鑄就了他的體魄和意志力。
他多次站在零下22℃的風洞中,經受161公里/小時的風力,從而制造出零下238℃的低溫效果。以至于在面對“年紀太大,不適合太空跳傘”的質疑時,他回應說:“我覺得自己身體很棒而且訓練得很刻苦”。
最大的爭議在于這種為實現夢想傾盡所有的方式是否值得。他變賣了汽車、家具、戰爭獎章、收集多年的古董,甚至房子。在得知鮑姆加特納獲巨資支持后,富尼耶并不打算停下自己的腳步。
當然,毋庸置疑,鮑姆加特納率先打破紀錄,最好的祝福,也來自富尼耶。
太空服
鮑姆加特納執行任務時穿的太空服有28磅重,他一旦跳出太空艙,這套生命維持系統是他惟一的保護。這套太空服價值20.2萬美元,外表絕緣,密封的內層填充加壓氧氣,胸包配備了監控、追蹤以及地面通信設備,手腕上的裝置可讓他實時監測速度和海拔,護目鏡中裝有溫度調節器,防止霧霜影響視線。太空服任何地方出現問題,低氣壓都會導致鮑姆加特納的血液以蒸汽泡沫的形式“沸騰”。
太空服的頭盔重8磅,可為鮑姆加特納提供多種來源的純氧,包括太空艙搭載的液氧系統,以及下落過程中的一對氧氣瓶。
10月14日,鮑姆加特納在跳出太空艙門的最后一分鐘檢查時,發現太空服的遮陽板、加熱器不能正常工作,這意味著呼出的氣體會在頭盔里變成霧氣模糊視線,這個紕漏差點兒讓他決定取消此次任務。剛跳出太空艙俯沖時的確遇到麻煩,他本應保持三角形的姿態——頭部朝下、手臂向后掠,盡快離開太空艙,但太空服的紕漏卻讓他在空中一遍遍翻滾。好在,他憑借豐富經驗糾正了姿勢,最終使身體進入平穩狀態。
團隊還為鮑姆加特納準備了兩個降落傘,一個主降落傘,一個備用降落傘,以做到萬無一失。在自由落體狀態結束后,鮑姆加特納會進入密度更大的大氣層,當速度降至每小時277公里,他會打開主降落傘。如果下落速度超過每秒35米或高度較低,自動防故障裝置會自主打開主降落傘,15分鐘后,鮑姆加特納將安全降落地面。好在當天基本順利,鮑姆加特納躍出太空艙后約4分16秒,他順利打開了主降落傘。
氦氣球
普通飛機無法抵達太空邊緣,即使間諜飛機所能到達的最高點也僅有24400米。于是,乘坐氣球到達39044米,成為唯一選擇。由于進入平流層的氦氣球在大氣壓力變化時會不斷增大,氣球需用一種特殊的伸展性強的材料制成,這種材料必須像包裝食品的聚乙烯膜一樣薄,氣球還得足夠大。
10月14日,鮑姆加特納乘坐著世界上最大的超級氦氣球向太空邊緣出發。這個氦氣球重達兩噸,它在地面充氣后約167米高,相當于55層樓房高度,直徑130米,體積約為85萬立方米。為減輕重量,氦氣球是由聚乙烯材料制成,厚度僅為0.02毫米,是家用保鮮膜的1/10。因為材料很薄,任何細小的損害都可能導致中途墜毀的悲劇。這個超級氣球需要兩大罐氦氣才能撐開,光是吹氣過程就長達一個小時。
就這樣,鮑姆加特納乘坐著它,到達39044米高的跳傘處,共花費了約2個半小時。
太空艙
鮑姆加特納乘坐的氦氣球下搭載的太空艙,體積與一艘小型太空飛船相當,重約1315公斤。這個太空艙也是一個加壓球,直徑約2.4米,采用玻璃纖維和環氧樹脂制造,在上升過程中,艙內壓力增至8個大氣壓。這個太空艙被鉻鉬鋼管制造的一個籠形結構環繞,有些像賽車的駕駛室,它外層使用隔熱玻璃纖維殼,能夠經受住攝氏零下56.7度的低溫;底部采用了鋁材料蜂窩結構,蜂窩結構裝有一次性緩沖墊,使其能夠經受住8G沖擊力。
電子設備
鮑姆加特納穿著的太空服胸包內裝有一個儀器包,用于記錄他自由下落時的速度,以確定他是否突破音障。這個過程中,鮑姆加特納借助隨身攜帶的攝影機將畫面實時傳給控制中心。除了翻滾那段時間,鮑姆加特納在下落的大部分時間內都可以與控制中心對話。
鮑姆加特納的太空艙里,還有9臺高清攝影機和3臺4K攝影機,并裝備了3臺高分辨率數碼相機。重要的電子元件都被裝在一個加壓桶里,電線長度達到2英里(約3200米)。太空艙上的12臺攝影機中,有8臺裝在外面充滿氮的防護罩內。這些攝影機均由地面人員進行遠程遙控,共使用3個微波信道。地面工作人員使用聯合遠程宇航成像和轉播系統跟蹤了太空艙和鮑姆加特納飛行的全程。
而鮑姆加特納的太空服裝內,也裝置有3臺高清攝影機,臀部2個,胸部1 個,任何一臺都足以完成直播。正是借助這些電子設備,地球上的觀眾才得以同步觀看全過程。