国际空间站有很多裂缝,这是报废的前兆吗?美国突然向中国示好
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国际空间站有很多裂缝,这是报废的前兆吗?美国突然向中国示好
09-28

国际空间站又出事了!

科技日报莫斯科8月31日称,宇航员在国际空间站发现了许多非穿透性裂缝。

这次的裂缝位置是在俄罗斯舱段,位于曙光号功能货舱壁上。非常让人担心的是,它们会不会继续变大,并且形成穿透性裂缝。如果真的这样,曙光号可能面临退役甚至报废的风险。不过国际空间站之前也出现过类似的开裂现象,而这一次又会怎么样?国际社会对此投入了极大的关注。

发现裂缝的曙光号

国际空间站之前也曾出现漏气现象

2018年8月29日,休斯顿和莫斯科的控制人员,检测到有轻微的气体泄漏。后来发现,漏气是联盟MS-09号飞船上的裂缝所致,位置是在轨道舱。

俄罗斯宇航员检查联盟号上的一个神秘洞

经过调查后,俄方给出的结论是美方宇航员塞丽娜·奥农·钱赛勒故意钻的孔,因为宇航员在太空的生活其实是很压抑的,活动范围小,每天吃着重复的东西,单调的生活要持续几个月甚至一年之久。而美国的这位女性宇航员,很是着急回到地面,便特意选在了美国和俄罗斯舱段的交界处,因为这里是监控死角。

美宇航员塞丽娜·奥农-钱赛勒

但是,这个结论并没有被所有人接受。虽然俄方动用了测谎仪,显示结果是俄罗斯宇航员没有问题,但是并没有确切的证据表明就是美国宇航员。

2019年9月,NASA再次发现空间站有空气泄漏,并且泄漏速度首次超过了安全值。

2020年10月,宇航员在星辰号服务舱找到两条裂缝,虽然都进行了封堵,但是还是有漏气现象,宇航员还在不停地寻查新的泄漏点。

星辰号

所以,空间站漏气并不是件稀罕事。因为空间站并不是完全封闭的状态。所以里面的空气随着时间的流逝出现泄漏,其实是很正常的情况。只要控制在一定的范围内就是安全的,货运补给任务带来的氮气和氧气可以重新增压。

这次之所以引起关注,是因为漏气漏得太多了。

国际空间站漏气原因

那么,空间站为什么会出现空气泄漏事件呢?

一、空间站一直都面临着被太空垃圾撞击受损的风险,包括其他各国的航天器残片。这些物体的速度相对于空间站的速度来说是非常快的,哪怕是微小的碎片,也会产生惊人的杀伤力。

太空垃圾曾在国际空间站Canadarm’2上撞出一个洞

二、因为空间站外壁是暴露在外太空环境下的。空间站的太阳照射面和背光面的温度差可以达到200度,而且空间站内外存在着很大的压力差。这些因素都能加速空间站舱段的损坏速度。

三、以上两个原因是自然原因。除此之外,还有结构、功能老化,更可能导致空间站出现漏气情况。而俄罗斯舱段的一些系统被磨损得就非常厉害,星辰号80%的系统都超过使用年限。曙光号功能货舱更是在1998年11月份便发射入轨。曙光号的设计寿命其实只有15年,而现在已经运行了23年了。所以,曙光号的泄漏原因也极有可能是老化带来的后果。

当然,这些都只是推测。而真正的原因其实并没那么容易查明,因为在真空的环境中,在地球上很简单的工作在这里也可能会变得非常难,甚至无从下手。即便是找到漏气的位置,也是极其不容易的。

因为国际空间站是眼下在轨运行最大的空间平台,共有十几个加压舱段。目前运行在高度约为400公里的轨道上,它的舱段长度为51米,桁架长度109米,宽80米,居住空间388立方米,差不多跟一个操场一样大小。空间站内部比一架大型客机的内部空间还要大,而发生泄漏的可能只是一个直径零点几毫米的小孔,所以要发现小孔的位置是非常难的。

国际空间站简略图

国际空间站漏气的影响

国际空间站出现的漏气现象,虽然到现在为止还没有带来什么危险,但是却也重重敲响了一记警钟。

一、如果曙光号出现故障,势必会影响到整个空间站的运行。

上文讲了曙光号是国际空间站发射的第一个舱段,它是由NASA出钱,俄罗斯制造。

作为第一个舱段,曙光号的功能相当强大。曙光号就像一辆汽车的发动机和转向盘,提供动力和控制系统。在空间站组建初期,它为空间站提供电力和计算机指令。它有16个火箭推进剂贮箱,可存贮6.1吨肼燃料和四氧化二氮氧化剂。它除了担任国际空间站的推进、导航、通信、发电等任务外,还有居住、储存燃料等功能。

之后,更多舱段入轨后,曙光号的主要功能变成了内部加压货物和外部燃料的储存。

从功能上说,它是国际空间站的核心部分,在没有其它组件的情况下,能独立的在太空运行,也因此它被第一个发射上天。

二、如果星辰号出现故障,宇航员便不能够实现在太空的长期驻留。

已经出现穿透性裂缝的星辰号服务舱,是国际空间站非常关键的组件,它设置的三个密封舱是宇航员生活和工作的场所。

星辰号装备齐全,能够满足生活和研究的多种需要。有完整的生命支撑系统,还负责电力供应,数据加工、通讯联络、飞行控制装备都有,还有动力装置。此外,它更是担任着控制整个综合体和矫正轨道的工作。

星辰号是与俄罗斯、美国的地面飞行控制中心直接联系的,因为它有定位系统、电视联系系统。它还有有控制空间站运行的中心电脑,欧洲给它配备了最新型的电脑系统。

作为关键组件的星辰号如果出现故障,将可能导致整个空间站的瘫痪。

曙光号和星辰号

三、国际空间站会影响各成员国的科研计划。

既然说到了曙光号、星辰号的漏气会影响到国际空间站的正常运行,那么我们就还需要了解下,国际空间站有什么作用和功能。

国际空间站是由美国、俄罗斯等15个国家(加上巴西是16国,只是后来巴西退出)联合建造和运营。作为科学研究和开发太空资源的手段,为在微重力环境下开展科学实验研究提供了大量实验荷载和资源,支持人类在地球轨道长期驻留。

各成员国合作模式进化图

正是凭借着国际空间站,人类才得以开展了更多的对地观测、天文观测、生命科学研究等大量研究。

截止到2018年,仅俄罗斯所进行的科研项目

上文提到,国际空间站的设计寿命只有10-15年,后来寿命得以延长,预计可以服役到2024年。

如果漏气现象持续并加剧,那么国际空间站便很难坚持到2024年。

空间站提前终结,会扰乱各成员国的科研计划。而空间站的技术要求极其严格,成本也非常高,国际空间站总投资超过1000亿美元。

建造和发射新的空间站,不仅需要时间,更需要大量的资金支持。而欧美等国家现在的经济并不景气,在政治上各国的关系也不太友好。所以如果不合作,便没有能力在短时间内再建造出一个空间站。

四、会造成人员伤亡,因为漏气导致的缺氧,可以在很短的时间内要了宇航员的命。

1971年,苏联的联盟11号飞船在返回大气层的过程中,因为一个阀门被提前打开,导致飞船失去了密封性,舱内的三个宇航员因为失去氧气而身亡。

空间站的漏气问题可能解决吗

最可能的方案便是继续修补,让各成员国再坚持用几年。因为,就像刚刚说的,建造空间站的成本昂贵,能多用一段时间就用一段时间。

宇航员用胶带修补漏气

另外,曙光号舱段也是有备份的。2021年7月21日,科学舱被送入太空,准备替代曙光号舱段。

2004年时俄罗斯将本来只是地面备份段的科学号改造成了真正意义上的国际空间站模块,未来的目标是扩充俄罗斯舱段以及代替曙光号舱段。

科学号

中国的空间站

目前,除了国际空间站,运行着的就只有中国的天宫空间站了。

2021年6月17日,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后顺利进驻核天和核心舱,标志着中国人首次进入自己的空间站。

天宫空间站

天和核心舱是中国空间站发射入轨的首个舱段,也是我国目前自主研发的规模最大、系统最复杂的航天器。它主要用于空间站的统一控制和管理,具备长期自主飞行能力。

中华民族的飞天征程,站在了一个新的起点。

其实,中国的空间站的规模,比国际空间站小得多。从成本角度考虑,中国也并不是一开始便决定建造的。中国也曾提出加入国际空间站计划,但是以美国为主导的一些国家担心我们借机发展军事,拒绝了我们的加入。

所以,我们便自主建造自己的空间站。

天宫空间站黑科技-10米长大力神臂

但是,在与其他国家合作的问题上,中国依然保持开放的态度。早在2018年,中国便已经公开向全世界发出邀请,欢迎其他国家加入我们的空间站。

现在,已经有包括日本、德国、法国、意大利等20多个国家向我国发出申请,希望能够入驻天宫空间站进行科学研究。目前,中方选出了17个国家9个科研项目。

美国也向中方发出了申请,想要加入中国空间站。但是,中国却直接拒绝了。

NASA局长尼尔森表示希望中国成为NASA的合作伙伴

当然,中国肯定不会是为了报复美国而拒绝。其实只是因为,美国提供的科研价值和技术,没有达到中国所设定的目标。

文化自信

另外非常值得一提的是,天宫空间站操作界面都是中文,所以,这就要求所有加入我们空间站的国家航天员,必须学习中文。

这既是我们的文化自信,也很好地传播了中国传统文化!

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