人类进入航天时代已经有几十年时间了,现在越来越多国家都加入航天国家俱乐部,不过,到目前为止,也只有中国、美国、俄罗斯能够实现载人航天,也就是只有这3个国家有能力发射载人飞船将航天员送上太空。
因为和发射卫星、探测器相比,发射载人飞船难度更大,风险系数更高,如果技术不过关的话,是没法实施载人航天飞行任务的。毕竟航天员的安全是第一位,回顾历史,我们就会发现飞船、火箭存在任何小问题都可能会酿成悲剧。美国、前苏联的飞船在发射或者返航的过程中曾经出现过事故,联盟11号飞船就是其中一个。
最惨烈的航天灾难
1971年4月19日,前苏联的礼炮1号空间站成功发射升空,这是世界上第一个空间站。和之前的卫星、探测器、飞船不同,空间站的尺寸更大,内部空间更大,可以支持多名宇航员同时在轨生活、工作比较长时间。不过,空间站在发射的时候是没有宇航员在里面的,随后前苏联发射了联盟-10号载人飞船,打算将第一批宇航员送上礼炮1号空间站。但是由于联盟-10号载人飞船和礼炮1号空间站交会对接失败,所以这次任务没有成功。
紧接着在1971年6月6日,前苏联发射了联盟-11号飞船,将多布罗沃利斯基、沃尔科夫和帕察耶夫三名宇航员送上太空,这艘飞船顺利和礼炮1号空间站完成交会对接,礼炮1号空间站迎来了第一批宇航员。这3名宇航员在礼炮1号空间站内停留了23天,在1971年6月30日乘坐飞船返回地球。
由于在轨期间,这3名宇航员顺利完成了各项工作,飞船发射升空的过程也很顺利,所以大家都觉得这次任务基本上圆满成功,等待宇航员们安全返航。然而,当时这3名宇航员准备返回地球的时候,发现了一个问题。
那就是联盟-11号飞船返回舱的空间有限,当3名宇航员穿上臃肿的宇航服后,他们发现进不去返回舱内了。这意味着他们要脱掉宇航服才能在返回舱内坐下,结果就是这3名宇航员在返回地球的时候都没有穿宇航服。
如果飞船返航时没有出现问题的话,不穿宇航服问题也不会很大。因为飞船返回舱在返航的过程中会经历一系列的减速,最后再以很慢的速度进入着陆,对宇航员的冲击不是很大。而且,返回舱外部虽然会经受1000多℃高温灼烧,但是返回舱内部还是恒温恒压的环境,还是比较舒适的,宇航员也不会感到什么不舒服。
很遗憾,这艘飞船不仅返回舱内部设计有问题,飞船还有其他的问题。因为飞船由轨道舱、返回舱、服务舱3个舱段组成,当宇航员乘坐飞船返回地球时,飞船需要经过一系列的姿态调整,还要进行舱段的分离。当联盟-11号飞船的轨道舱和返回舱进行分离时就出现了问题,返回舱的减压阀被震开。
飞船在进行这一次分离时,还在外太空,所以飞船返回舱外部压强很小,飞船返回舱内压强很大,这样一来的话,飞船内部的空气在很短的时间内就泄漏完了。在面临失压、缺氧的情况是,这3名宇航员没法呼吸,身体体液也迅速沸腾起来。他们的生命体征在40秒钟内就已经消失了。
可想而知,当时他们发现飞船的减压阀被震开后,飞船内部空气迅速泄漏,那时候是多么的无助。最后的这几十秒时间内,他们估计是非常痛苦的,也是充满了恐惧。
虽然飞船在进行舱段分离时导致返回舱泄压,但是飞船后来没有出现什么问题,再入大气层后降落伞顺利打开,最终稳稳地降落到着陆场那里。只不过,这3名宇航员早已遇难。从那时候开始,世界各国的飞船在发射升空以及返回地球的时候,宇航员都需要穿上舱内宇航服,无一例外。
这也就是为什么现在中国、美国、俄罗斯的飞船着陆后,宇航员出舱时都穿着舱内宇航服的原因。如果当时联盟-11号飞船的返回舱设计没有问题,3名宇航员都穿着舱内宇航服返回地球的话,说不定他们可能就不会出现这样的悲剧了。因为舱内宇航服会给他们提供一定的保护。
飞船返航过程有多惊险
航天器在发射升空以及返航的过程是最危险的阶段,在轨飞行期间相对来说还会安全一些。因为在发射升空的时候火箭需要完成一系列的操作,火箭发动机如果出现异常,或者火箭整流罩没法打开,又或者火箭没法进行分离,又或者是航天器入轨后没法打开太阳能电池板,都可能会导致发射任务失败。
而飞船返回地球的过程也是相当复杂,需要进行一系列的姿态调整、舱段的分离,再入大气层的时候,由于速度还是相当快,所以进入大气层后气动加热效应很强烈,外部温度急剧上升到1000多℃。
在这么高温的灼烧下,一般的材料是难以承受的,所以那些火箭残骸、卫星残骸、货运飞船残骸再入大气层的时候,都会直接在大气中剧烈燃烧起来,燃烧过程中还会解体,最后燃烧殆尽,只有少量残骸没法完全燃烧殆尽掉下来。
载人飞船返回舱重返地球时也会面临这样的问题。不过考虑到需要将宇航员安全带回来,所以返回舱不能像那些航天器残骸那样在大气层中燃烧殆尽,而是需要安然无恙实现软着陆。这就要求飞船返回舱能够承受1000多℃高温灼烧不被烧毁,内部温度还要很舒适,而且在接下来的操作中还要顺利打开降落伞进行减速。
以神舟载人飞船为例,当返回舱下降到距离地面差不多还有10公里时,就需要打开降落伞进行伞降了。在伞降的过程中,飞船下降速度越来越慢,最后在着陆的瞬间还要启动底部的反推发动机进行最后的减速。完成这一系列的操作后,飞船返回舱就会平稳着陆了。
前苏联发射的联盟-11号飞船从发射升空到和礼炮1号空间站交会对接,再到撤离返回地球,整个过程还是比较顺利的,飞船经受高温的灼烧后也能够顺利打开降落伞稳稳地着陆。只是在进行舱段分离时返回舱的减压阀被震开,导致飞船返回舱失压,前苏联这3名宇航员才遇难。如果没有出现这一个问题,又或者他们穿上宇航服的话,可能这3名宇航员就会安全返航了。