美国在航天技术领域一直处于全球领先地位,其星际探测器的最远航行记录和人类首次登月的壮举均出自美国之手。
在火星探索方面,美国更是活跃,有多艘航天器和火星车在火星表面持续运作。然而,重返月球的道路上,美国面临诸多挑战,阿尔忒弥斯计划的实施屡遭延期。
近期,美国的航天事业遭遇了一次挫折。波音公司的新型载人飞船——“星际客机”,本应在6月14日将两位宇航员安全送回地球,但事与愿违,6月5日发射升空后,飞船在6月6日顺利抵达国际空间站。
然而,飞行过程中却出现了意外:飞船遭遇了频繁的氦气泄漏和推进器故障,这使得原本的返回日期一再推迟。
波音公司商业载人计划的副总监和项目经理马克·纳皮表示,目前尚不清楚这些问题的确切来源。故障出在飞船的服务舱,这是在返回地球大气层前必须舍弃的部分。
当服务舱在大气层中燃烧殆尽,工程师们无法直接检查,这就增加了问题诊断的难度。
因此,工程师团队正全力以赴,计划在飞船停靠在国际空间站期间,寻找并解决潜在的根源问题。这个过程无疑充满了挑战,但工程师们的决心和专业精神令人钦佩。
由于一系列意想不到的困境,两位宇航员被迫滞留在国际空间站,与美国这个享有盛誉的"航天巨擘"和"航空技术强国"的身份显得格格不入。
毕竟,美国在载人航天领域积累了数十年的经验,其航天技术堪称顶尖。
然而,新近推出的"星际客机"飞船在执行任务的过程中却连连遭遇挫折,无论是早期的无人飞行还是首次载人尝试,都未能如愿顺利。
尽管NASA和波音公司对"星际客机"飞船的一些潜在问题心知肚明,比如氦气泄漏,但他们还是决定冒险推进首次载人飞行。
尽管工作人员意识到这些问题的存在,但他们并未取消任务,也未彻底修复,而是让宇航员踏上了这段充满不确定性的旅程。
如今,飞船已经在轨道上持续飞行了一个月有余,远超原定计划。据NASA透露,"星际客机"理论上最多只能在空间站停留45天,但如果启用备份系统,这一期限可延长至72天。
令人好奇的是,为何氧气供应始终充沛?原本的设想是,宇航员只需短暂访问空间站,但如今已延长至一个月。
在地面,稍长的停留尚能应对,但在浩渺太空中,滞留时间过长带来的挑战则远非寻常。
首先,航天员身处外太空的失重环境,他们的身体经历着显著的生理变化。这种独特的环境会导致肌肉逐渐萎缩,骨骼面临流失,体液分布也随之改变。
这些变化使得他们返回地球时,需要得到工作人员的精心照料,通常会被轻轻抬起并安置在椅子上进行恢复性休息。
另一方面,空间站内的资源是极其有限的。航天员在这里的生活和工作需求繁重,特别是对食物、水和氧气的需求。
氧气尤为关键,它是生存的必需品。即使在食物供应紧张的情况下,人可以暂时忍受,但一旦氧气耗尽,后果将是灾难性的,因为缺氧会导致快速窒息。
空间站内部空间狭小,目前国际空间站上有九名宇航员同时执行任务,他们每天要消耗大约升的氧气。
令人惊奇的是,尽管国际空间站已运行超过两十年,却从未传出过氧气告急的新闻。
实际上,持续为国际空间站输送纯氧并非易事。考虑到纯氧环境的潜在危险,直接从地球运输大量氧气罐到空间站是极具风险的。
因为任何微小的火花都可能引发严重的火灾,甚至可能导致空间站瞬间变成熊熊燃烧的火球,这是绝对不能掉以轻心的。因此,空间站的氧气管理必须极其谨慎和高效。
历史上,我们见证过飞船遭遇的危急时刻,比如著名的阿波罗13号任务,它在奔赴月球的途中,不幸遭遇氧气罐的爆炸。
这场意外迫使原本的登月计划被迫中止,三位宇航员的生命安全面临着严峻挑战。对于国际空间站来说,氧气供应至关重要,如果全然依赖纯氧,风险将会倍增。
因此,空间站内部的氧气供应系统相当复杂且安全,它并非直接取自易燃的氧气罐,而是通过一个更为稳健的过程——电解水来获取。
无论是国际空间站还是中国的空间站,都确保了充足的氧气供应,它们采用的是先进的电解水技术,利用太阳能电池板产生的电能,将水分解成氧气和氢气,这是一个持续且环保的过程。
理论上,每升水经过电解,能够产出大约升的氧气,足以满足一名宇航员一天的需求。
考虑到空间站内的水资源循环利用,如宇航员的尿液经过净化再利用,仅需少量的新水用于电解,就能为众多宇航员提供充足氧气。
通常情况下,每三个月左右,俄罗斯会发射进步号货运飞船,美国则会发射龙货运飞船,向国际空间站输送必要的物资,包括食物和水。
这些定期的补给确保了空间站内部的资源丰富,特别是氧气供应充足,使得宇航员们的生存环境得以保障。
目前,国际空间站上滞留着两位美国宇航员,他们的存在使得物资需求量显著增加,然而,这并未对空间站的日常运营构成任何阻碍。
事实上,面对这种情况,美国和俄罗斯展现出了高度的灵活性和协作精神。
他们会适时地调整原本的货运飞船发射计划,具体策略是基于空间站实时的补给需求。
他们倾向于提前安排飞船的发射,确保及时且精确地为这个在太空中运行的生命支持系统提供必要的补给。这样的应对方式充分体现了人类对太空探索的坚韧与智慧。
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