400千米高空的生死一線間

姜森

國際空間站這間在400千米高空運行了近23年的“太空別墅”，曾發生多起安全事故，宇航員每每懸于生死一線間，險情處置過程驚心動魄。

近日，圍繞2018年8月國際空間站漏氣事故的責任問題，美俄兩國航天機構隔空爭吵，互不相讓。究竟是美國宇航員人為造成太空艙破損，還是俄羅斯飛船艙體出現破損，尚無定論。不過有一點可以肯定——太空安全無小事。

主控計算機“三保險”失靈

手動控制機制保護宇航員

國際空間站上有約100臺計算機，用于維持空間站正常運轉、實驗數據采集及處理、保障和警報系統控制等。其中三臺主控計算機實現了指揮控制系統“三保險”：1號機作為多路轉接器和分配器，配合站上宇航員和地面控制人員將指令發送給不同的系統，并提供關鍵的遙測信號;2號機是1號機的備用機，在1號機出問題時可隨時“頂上”;3號機處于“多米諾骨牌”的末端，其系統軟件與1號機和2號機同步運行，是“備胎的備胎”。

計算機系統對于國際空間站各方面的運行都十分關鍵。如果計算機系統發生故障且無法及時修復，那么國際空間站就有可能偏離軌道，宇航員們只有約一周的時間緊急撤離，國際空間站將被迫報廢。為此，國際空間站的計算機系統采用“三保險”設置，力求萬無一失。

然而，“三保險”竟然也會失靈。2003年4月25日，國際空間站發生了建站以來最嚴重的計算機系統故障——三臺主控計算機均不能正常工作。

當時，美國“奮進”號航天飛機剛為國際空間站送去一只大型機械手，宇航員準備將它安裝到國際空間站上。負責飛行控制的1號機突然發生故障，美國休斯敦航天飛行控制中心不得不遠程啟動2號機。可沒過多久，2號機系統紊亂，航天飛行控制中心無法使它恢復正常。隨后，3號機尚未“上崗”就開始報錯。負責控制國際空間站飛行的專家們對于計算機系統的“集體罷工”都一臉茫然。

有專家推斷，可能是計算機程序出現了嚴重問題。國際空間站上的宇航員嘗試手動重啟計算機，沒能成功。航天飛行控制中心也采取了各種辦法，以期與計算機系統建立聯系，進行搶修。工程師向國際空間站飛行控制系統發送系統故障診斷指令，但空間站外部的Ku域天線無法與美國航空航天局（NASA）的通信衛星建立聯系;利用國際空間站超高頻天線進行信號傳輸的努力也宣告失敗。

國際空間站上的宇航員不得不放棄機械手的安裝與試驗工作。俄美兩國的計算機專家聯手，花了3天時間才找到了解決問題的辦法。

值得慶幸的是，國際空間站上與宇航員生命保障密切相關的“星辰”號艙體，有一套獨立的手動控制機制，氧氣供應系統等沒有發生問題。所以，主控計算機故障沒有直接威脅宇航員的生命安全。

強啟故障制氧機唯一一次有毒氣體泄漏事故

國際空間站中的氧氣主要來自于制氧機中的電解水，用高壓密閉罐儲存。2006年9月18日，國際空間站上的一部制氧機發生有毒氣體泄漏事故，盡管最終沒有造成嚴重后果，但把太空艙內的3名宇航員嚇得魂飛魄散。

事故發生在當日早晨7時左右。國際空間站太空艙內響起警報聲，一部制氧機冒出煙霧，并伴隨著陣陣刺鼻的氣味。地面控制中心立即要求3名宇航員戴上面罩、護目鏡以及防護手套。空間站同步啟動應急預案——關閉艙內的通風換氣系統，以防有毒氣體擴散。

事實上，這次事故在發生前已現端倪——地面控制中心無法遠程啟動這部制氧機。NASA的專家們沒有要求宇航員檢查制氧機是否發生故障，也沒有啟動備用制氧機，而是要求宇航員手動啟動這部出問題的制氧機。該制氧機被手動啟動后，又自動關機。宇航員再次嘗試手動啟動，它才運轉起來，不久便泄漏出有毒氣體。

宇航員經檢查發現，刺激性氣體是橡膠墊圈過熱熔化散發出來的，制氧機中的氫氧化鉀有少量泄漏。宇航員將泄漏的物質清理干凈，同時用活性炭空氣凈化裝置吸收有毒氣體。數小時后，監測系統顯示艙內的氣體不具有毒性。地面控制中心命令重新啟動通風系統，國際空間站內的氣體環境恢復正常。

這是國際空間站上發生的唯一一次有毒氣體泄漏事故。宇航員們之所以恐慌，是因為空間站內的氣體環境安全是重中之重，一旦有毒氣體彌漫且氣體環境污染不可逆轉，那么宇航員在數小時內就會面臨生命危險。他們無法出艙等待救援，因為生還的希望微乎其微。

國際空間站宇航員出艙作業

緊急修補太陽能電池板危險的太空帶電作業

國際空間站需要足夠的能量維持運轉，所需能量的97%由太陽能電池板提供。太陽能電池板展開后總長超過70米，寬12米。它展開過程中的機械運動可能造成零部件破損，在被小型太空垃圾或隕石碎片擊中后也可能損壞。

2007年10月30日，國際空間站上的美國宇航員進行了一次太空行走，主要任務是為國際空間站安裝一套新的太陽能電池板。第一塊板條緩慢打開后，狀況良好。在第二塊板條快要完全打開時，宇航員發現上面有兩條裂縫：一條約75厘米長，另一條約25厘米長。宇航員立即中止展開太陽能電池板的操作，將裂縫照片傳回地面控制中心，讓專家們提供合適的修補方法。

NASA原計劃當年12月在國際空間站上建成歐洲實驗艙，2008年建成日本實驗艙。如果新太陽能電池板上的裂縫不能及時修復，導致能源供應不足，那么新建實驗艙的計劃將受阻。

為了盡快修復太陽能電池板，兩名美國宇航員不得不在國際空間站外進行一次高難度的作業。這次時長7小時19分鐘的太空維修作業由帕拉金斯基和惠洛克實施。帕拉金斯基被固定在空間站機械臂前端的延長吊桿上，站內同伴操縱機械臂，把他送到電池板破損處，他利用5個扣鏈修補破損。然后，站內宇航員將他拉回來，最后將太陽能電池板完全展開。

這次事故發生一年后，即2008年11月，美國媒體披露了內幕——這是美國宇航史上最危險的一次艙外太空作業，因為需要修補的太陽能電池板當時竟然是帶電的！破損點到艙體的距離相當于半個足球場的長度，一旦帕拉金斯基遇險，同伴根本來不及救援。

這項工作并不復雜，只要在太陽能電池板的破損處打孔，再將扣鏈兩端鋁片固定即可。但其危險性相當大，因為當時的太陽能電池板帶有110伏電壓。雖然這樣的電壓不會致命，但一旦觸電，宇航員將身處險境。他使用的工具可能因電壓作用而熔化;他遭電擊后動作可能失控，造成手套和宇航服破損;由于返艙距離較遠，其攜帶的氧氣可能不夠用。

帕拉金斯基顯然知道這次行動的危險性。他使用的所有金屬工具都包了3層絕緣膠帶。他還在手套外套了一副更大的手套，這無疑給修補工作增加了難度。NASA太空行走訓練中心主管戴維·沃爾夫事后表示：“我觀看了他安裝扣鏈的全過程，簡直就像戴著拳擊手套縫衣服！”

媒體還披露了另一個內幕——按照規定，宇航員在太空中出艙實施任何維修作業，都必須切斷故障設備的電源。但是，由于太陽能電池板屬于能源聚集和儲存設備，所以無論地面控制中心還是國際空間站，都沒有為它設置斷電裝置。所以，帕拉金斯基只能冒險帶電作業。

艙體漏氣事故俄羅斯宇航員淡定處置

處于真空中的國際空間站，艙內外的壓力相差1個大氣壓。艙內環境控制系統以及生命保障系統，不定時地按照地球大氣的成分比例向艙內注入氮氣和氧氣，并通過過濾循環及排氣，將艙內的有害氣體排出。

2018年8月30日，國際空間站突然發生漏氣事故，也就是前文提到的引發美俄航天機構爭吵的事故。當時經過緊急排查，宇航員們發現，漏氣點位于俄羅斯艙段。

事發正值晚上休息時間，宇航員們剛剛結束一天的工作。突發的事故讓大家措手不及，要找齊修補的工具，再完成修補工作，可能要花費幾個小時，大家難免體力不支。這時，一名俄羅斯宇航員淡定地從自己的儲物柜中拿出一卷特制膠帶，把漏氣處粘合，然后讓大家先休息，“睡醒后再修補也不遲”。

美國宇航員頗為擔心：這種簡單的處理方式能奏效嗎？一旦漏氣造成艙內失壓，宇航員們就可能在睡夢中死去！不久，儀表數據顯示，空間站內的氣壓穩定了下來。俄羅斯宇航員已經進入夢鄉。心懷忐忑的美國宇航員也只能休息。第二天一大早，美國宇航員就趕緊找到專業的修補工具和材料，將漏洞完全修復。

編輯：姚志剛? winter-yao@163.com