近日,国际空间站发生了一系列的太空奇遇记。先是两名美国宇航员被迫滞留超过150天,瘦成了“太空闪电侠”。随后,人们发现国际空间站居然是有裂缝、漏气!而解决这个问题的方案,听上去就更神奇了:漏气就使用密封胶,漏气严重的地方先别去,人员撤离则是给飞船加装临时座椅。这一系列的操作听上去,多少有点“荒野求生”的意思。国际空间站竟然如此随意吗?网友的描述是否夸大了事实呢?
(一)美宇航员被困空间站后暴瘦?
59岁的苏尼·威廉姆斯是退役海军直升机飞行员,曾两次进入国际太空站;61岁的巴里·威尔默尔是前战斗机飞行员,也曾进入太空。
2024年6月5日,两名宇航员搭载“星际客机”飞船,从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地升空,前往国际空间站。这是“星际客机”飞船首次执行载人试飞任务。飞船在发射后,出现了氦气泄漏和发动机失灵等故障。虽然到达了国际空间站,但自动对接时,5台发动机已经全部失效。不得已,地面技术人员通过远程指导,宇航员手动操作,重启了其中的4台发动机,这才得以成功与空间站对接。
6月6日,两名宇航员终于进入国际空间站。按原定的计划,他们会在6月14日乘坐“星际客机”飞船返回地球。但NASA在对飞船已经出现的故障和返回场景的预期性能,进行深入技术评估后,认为宇航员再乘坐原定飞船返航的风险极大。于是在8月30日宣布,“星际客机”在9月6日从国际空间站脱离,按照原定航线返回,而两名宇航员则需要留在太空站。
这是一张威廉姆斯拍摄于9月24日的照片,照片当中她脸颊凹陷,与刚刚进入太空时相比,明显是消瘦了。很多网友纷纷猜测原因,有人说是因为临时增加了人员,供给不足导致营养不良。甚至有人说,物资短缺已经到了宇航员需要回收尿液做汤的地步。
《时代》杂志的太空语科学编辑杰弗瑞·克鲁格也表示,两位宇航员在空间站的生活十分艰苦。因为国际空间站只有6个私人睡眠区,每个睡眠区配备一个睡袋,而两位宇航员原本打算只是临时借宿在空间站,所以就给他们配备了简易休眠舱。
首先,我们来核实物资短缺这一猜测。
国际空间站是有史以来规模最大、耗时最长且涉及国家最多的空间国际合作项目,由16个国家共同建造、运行和使用。从2010年开始全面启用以来,已经有超过270人访问过空间站,为人类太空探索和利用提供了宝贵的平台和经验。
有关国际空间站中液体回收的问题,很多普及的文章都曾经提到过,不仅仅是尿液,包括呼出的气体和汗液,不加以利用的话,不仅会越积越多,为运营和物资输送增加难度,长时间还会释放出有毒性的物质。
国际空间站把尿液转换成水的方式,使用的是我们所说的尿液处理系统。NASA目前的液体回收系统,转化率能够高达98%。
莱恩·卡特(美国宇航局回收系统工程师):“经过系统处理后提供给宇航员的水,比我们在地球上饮用的任何水都要干净的,包括我们平时所饮用的瓶装水,这个水比瓶装水也要干净。这就是系统过滤后的结果。”
所以,威廉姆斯他们被困以后,到了用尿液做汤的程度,这个就有蹭流量之嫌了。
那空间站物资供应会不会出现短缺问题呢?按NASA的资料显示,威廉姆斯他们被困空间站内原本有7名工作人员,加上他们两个就变成了9个人。临时增加两个人,会不会出现资源短缺的问题呢?
白孟宸(鉴证组评论员):“国际空间站的空间设计,基本上是以每一个标准的小模块为单位。这个模块可以是搭载一些实验柜的标准模块,也可以是一个人员的标准,所以这个模块很小,基本上就是一个人睡的,一个近乎于封闭的空间,有一定的隔音设计,有空气交换的部分。按照俄罗斯方面的说法,7个人是标准设计,其内部设计的最大极限情况下可以短时间容纳13个人。如果在交换阶段,12个人也是可以的,但是不能时间太长。宇航员在太空中的食物供给比过去当然强得多,所以这不是他们最大的问题。”
既然不至于吃不饱,那是不是健康出现了问题呢?就在大家关注着威廉姆斯的身体状况的时候,10月底回来的4位宇航员健康情况也为这件事情笼罩上一层迷雾。
10月25日,NASA发表声明称,NASA宇航员迈克尔·巴拉特、马修·多米尼克和珍妮特·埃普斯,以及俄罗斯航天局宇航员亚历山大·格雷本金,返回地球后,进行了常规医疗评估。其中一名美国宇航员需留在医院,出于谨慎考虑进行额外评估。由于保护宇航员的医疗隐私,不能透露该名宇航员的身份以及导致其住院的具体原因。
11月8日,三名美国宇航员在新闻发布会上,同样以医疗隐私为由,拒绝讨论此次事件的细节。同时,英国《每日邮报》在11月10日的报道中称,有内部人士透露,NASA正在全力以赴帮威廉姆斯稳定体重。
面对这么多的关注和猜测,NASA和威廉姆斯本人陆续出面进行了澄清。11月6日,NASA发言人吉米·拉塞尔在接受《每日邮报》采访时,针对大家关注的威廉姆斯和返回的4名宇航员的健康问题表示,国际空间站上的所有美国宇航员都接受常规医疗评估,并由专门的飞行外科医生进行监测。
11月12日,威廉姆斯在与地面连线的访谈活动中,正式回应有关她体重的问题:“我们有一个弹簧质量阻尼器,可以用来称体重。我的体重和到达这里时是一样的。我认为看起来有变化是因为,你可能听说过体液转移现象。在太空中,人们的头看上去有点大,因为液体沿着全身流动均匀分布。现在布奇和我在这里几个月了,我们一起在健身。我们有自行车、跑步机,我们也有举重设备。我可以肯定地说,虽然举重不是我常练的内容,但是绝对改变了我,我的大腿变壮了,我的屁股也变大了。我们做了很多深蹲,为了能回到跑步机上。你知道跑步机的宽度,我们正在研究臀部和脚部的骨密度。所以可能身体有些变化,但是体重没有变化。”
太空环境会对人体产生影响是一个共识。在微重力的环境下,人体会发生很多变化,最明显的就是肌肉、骨骼和体液的变化,这些变化可能导致肌肉萎缩、骨质疏松、心血管问题和免疫系统失调等等。所以宇航员需要采取一系列的健康管理措施,包括个性化的营养饮食,也包括我们看到的在太空中进行的锻炼。
与此同时,NASA还发现这些变化是男女有别的。2014年,美国女性健康杂志发表了一篇来自NASA的研究报告。研究显示,女性在太空飞行期间的血浆体积损失比男性更大。女性的压力反应特征包括心率加快,而男性的反应是血管阻力的增加。血浆的流失导致新陈代谢率暂时增加,而身体则调动资源来适应血浆的流失。这种反应会提高卡路里燃烧量,导致体重减轻。
每一轮宇航员的轮换周期是6个月,这两名滞留在太空站的宇航员,现在已经是大大的超期。不过,宇航员存在健康问题目前还都只是猜测,NASA并没有更多的具体回应。
(二)国际空间站“健康”出问题?
国际太空站,目前被传出有“健康”问题。NASA在这方面确实发布了详细的报告,并且表示出担忧。美国有线电视新闻网11月16日发布文章称,NASA监察长办公室两天前的一份报告显示,国际空间站每天有超过正常标准2到2.5磅的空气泄漏,这是现在面临最紧迫的问题,这可能会威胁到宇航员的安全。
NASA官员甚至担心出现灾难性故障,要求停靠在国际空间站的SpaceX载人龙飞船增加临时座椅以备紧急撤离之需。同时,NASA的监察委员会将国际空间站目前的风险威胁等级提升至5级,也就是顶级安全风险。
NASA这一系列的行动,让我们明显感受到空间站现在的漏气问题是非常严重的。这个问题究竟是怎么出现的,什么时候开始出现的呢?
从NASA官网和9月份提交的报告当中可以看到,早在2018年8月29日,国际空间站上就发现了一个小洞,导致了压力泄漏。NASA当时在声明中表示,漏气的是停在空间站的俄罗斯“联盟号”宇宙飞船,机组人员已经识别并且修复了这个洞。
2021年,俄罗斯“星辰号”服务舱转移轨道中又出现了不明裂缝和漏气现象。该舱提供空间站生活区生命支持系统、电力分配和数据处理、飞行控制和推进系统,非常的重要。而此次泄漏也被视为是一个相当严重的问题,双方宇航员使用特殊胶带、纱布和密封剂进行修复。NASA当时认为不会对国际空间站的结构完整性构成直接风险。
但是到了2024年2月,漏气现象呈现了严重化趋势,4月泄漏速度达到有史以来最大,一度高达每天约3.7磅。随后,俄罗斯宇航员用密封剂和打补丁的方法覆盖了所有已知裂缝,如今每天的空气泄漏量减少至2.5磅以下,但是仍然没有停止。这一次,NASA认为问题如果得不到解决会造成严重后果,需要制定一系列的应对措施。
国际空间站最初设计的使用年限是到2015年,但是美俄不断地为其延寿。目前,俄罗斯计划是2028年退出国际空间站,而美国则承诺将其运行到2031年。到现在,国际空间站已经是超期服役了近10年,有500多个替换部件超过设计寿命。这样看来,出现裂缝真的就是在所难免的事。
问题出现了,那双方如何应对呢?美俄的意见目前还存在分歧。美国和俄罗斯的技术团队在不少问题上并没有达成共识,包括漏气的根本原因以及漏气会产生的严重后果。
鲍勃·卡巴纳(美国航天局国际空间站咨询委员会主席、前美国宇航员):“俄罗斯方面认为,裂缝最有可能是微振动产生的金属疲劳老化引起;美国宇航局相信,裂缝是多种原因导致的,包括残余应力、机械应力和环境暴露。俄罗斯认为持续目前状态是安全的,但他们无法令我们相信这一结论;我们也没有办法令他们相信我们有关后果严重的结论。所以,俄罗斯团队继续寻找原因和解决现有漏气问题,他们并不相信裂缝会导致灾难性解体,但是NASA对结构完整性表示担忧,并担心出现灾难性故障。”
好在在目前的应对措施方面,双方达成了协议:存在泄漏问题的转移通道必须始终保持关闭,只有运送补给的货运飞船与“星辰号”服务舱对接时,才会被临时打开。同时,NASA和俄罗斯航天局一致认为,如果泄漏率达到不可靠的水平,则可能需要永久关闭有问题的部分,但双方尚未就如何定义不可靠达成一致。
白孟宸(鉴证组评论员):“在航天领域,美俄在国际空间站领域上虽然也有一些争议,但是总体来讲到现在为止,已经算是还保留着合作的。至少是象征性的,包括联盟飞船的货运、运人,包括在国际空间站大家的一些交流,看起来还是相对可以。但在这背后,涉及到两套官僚体系之间的交流的时候,就不会那么简单。就是在这个领域上,政治的问题很多时候是压倒科学的,就是大家在讨论谁的责任,怎么解决成本的问题,谁来掏这个维修的成本。”