驚險(xiǎn)！聯(lián)盟飛船上演緊急逃生

文/

莫斯科時(shí)間2018年10月11日11時(shí)40分（北京時(shí)間16時(shí)40分），載有兩名航天員的聯(lián)盟MS-10飛船由聯(lián)盟FG型運(yùn)載火箭從哈薩克斯坦境內(nèi)的拜科努爾發(fā)射升空。起飛約119秒后，火箭第一級(jí)分離，位于火箭頂端的整流罩被拋下，但火箭第二級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)突然關(guān)閉，此后逃逸塔與火箭緊急分離，飛船拋出降落傘著陸。著陸的地點(diǎn)距哈薩克斯坦中部城市杰茲卡茲甘約20公里。飛船上的俄羅斯航天員阿列克謝·奧夫奇寧和美國(guó)航天員尼克·黑格安全出艙，狀況良好。目前，事故的原因還在調(diào)查當(dāng)中。

▲ 當(dāng)?shù)貢r(shí)間2018年10月11日，哈薩克斯坦拜科努爾，俄羅斯聯(lián)盟MS-10飛船發(fā)射升空

事故的初步調(diào)查

應(yīng)該說，聯(lián)盟FG火箭的安全性設(shè)計(jì)還是相當(dāng)出色的，在火箭已經(jīng)飛行到50千米高空的時(shí)候，還能有效啟動(dòng)救生機(jī)制，把兩名航天員安全送回地面?？梢运阕魇恰白畛晒Φ氖　?。

發(fā)生了這樣的事故，俄羅斯航天局當(dāng)然要立刻展開調(diào)查。目前，有關(guān)人員正在哈薩克斯坦的荒原上搜尋火箭的殘片，來找到一級(jí)火箭分離不正常的原因。

雖然調(diào)查還在進(jìn)行，已經(jīng)有消息來源向媒體透露說，事故原因是助推器分離機(jī)構(gòu)失效。也有人認(rèn)為，可能是計(jì)算機(jī)本身出了問題，不過看起來可能性不大。

俄羅斯航天局載人航天工程負(fù)責(zé)人、著名的前航天英雄謝爾蓋·克里卡列夫在事故當(dāng)天就舉行記者招待會(huì)，承認(rèn)問題發(fā)生在一級(jí)和二級(jí)分離過程中，他說：“確實(shí)發(fā)生了偏離正常軌道的情況，二級(jí)火箭的下部受損?！比缓?，計(jì)算機(jī)按照程序關(guān)閉了二級(jí)火箭，啟動(dòng)了逃逸程序，把返回艙從火箭上彈射了出去。這一切都發(fā)生在起飛后119秒?？死锟蟹蛩?，和美國(guó)宇航局（NASA）播放的視頻基本一致。

問題會(huì)不會(huì)發(fā)生在飛船本身呢？此次使用的飛船以及8月底軌道艙出現(xiàn)漏氣問題的都是聯(lián)盟飛船的最新改性MS型，與此前使用的TMA-M型相比，在天線、敏感器和推力器上略有改動(dòng)。

具體來說，聯(lián)盟MS的改進(jìn)包括以下幾個(gè)內(nèi)容：

▲ 聯(lián)盟火箭助推器分離失敗的場(chǎng)景

▲ 兩名航天員已經(jīng)順利出倉(cāng)，而且均沒有受傷，感覺良好

1.太陽翼改用更高效的型號(hào)，發(fā)電效率從12%提高到14%，受光面積增加了1.1平方米。

2.增加了一塊155安時(shí)的第五電池組，提高了供電能力。

3.軌道艙的微流星防護(hù)能力得到提高。

4.采用了新型TsVM-101計(jì)算機(jī)，質(zhì)量從70千克減少到8.3千克。

5.新的推進(jìn)系統(tǒng)，有28個(gè)推力器，分成14對(duì)，提高了冗余度。

6.推進(jìn)劑存量傳感器經(jīng)過了重新設(shè)計(jì)，降低了誤報(bào)的可能性。

7.電子系統(tǒng)進(jìn)行了全面的重新設(shè)計(jì)。

8.引入了衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，可以利用GPS和GLONASS信號(hào)定位。

9.改用了新型一體化通信和遙測(cè)系統(tǒng)，增加了S頻段天線，未來還能與美國(guó)TDRS系統(tǒng)和歐洲EDRS系統(tǒng)這類數(shù)據(jù)通信衛(wèi)星通信。

10.信息和遙測(cè)系統(tǒng)改為新型的EKTS。舊的Rassvet-M型VHF頻段電臺(tái)改成Rassvet-3BM型。

11.舊的天線換成了4副全向天線，還增加了一副S頻段相控陣天線。

12.返回艙的通信和遙測(cè)系統(tǒng)改進(jìn)，增加了一個(gè)語音通道。

13.如果傘降和返回失敗，EKTS系統(tǒng)會(huì)通過國(guó)際搜救衛(wèi)星發(fā)送位置信息。

14.采用了新的自動(dòng)對(duì)接系統(tǒng)。

15.模擬電視系統(tǒng)改為采用MPEG-2的數(shù)字電視系統(tǒng)。

16.采用了全新的數(shù)字化備份環(huán)路控制系統(tǒng)。

除此之外，照明、數(shù)據(jù)記錄儀等也得到了改進(jìn)。

如此看來，飛船的改動(dòng)非常微小，初步判斷，應(yīng)該不是導(dǎo)致事故的原因。

▲ 助推器分離失敗的視頻截圖

▲ 著陸在草原上的返回艙

對(duì)國(guó)際空間站的影響

在查明問題之前，聯(lián)盟MS飛船顯然是不能再飛了，這就給國(guó)際空間站帶來了很大的麻煩。按照原計(jì)劃，會(huì)有5名航天員同時(shí)居住在國(guó)際空間站里，執(zhí)行一段時(shí)間的任務(wù)，但現(xiàn)在只能靠3個(gè)人來執(zhí)行更多任務(wù)。國(guó)際空間站的成員國(guó)已經(jīng)為此重新調(diào)整了研究計(jì)劃。有些需要航天員照料的試驗(yàn)，現(xiàn)在改成地面遙測(cè)控制。而一般來說，自動(dòng)遙測(cè)控制或者自動(dòng)控制的試驗(yàn)，科學(xué)效能只有航天員照料的一半左右。

NANORACK公司的手拋衛(wèi)星計(jì)劃也受到了很大影響。哪怕可以靠貨運(yùn)飛船把納衛(wèi)星送進(jìn)國(guó)際空間站，僅剩三人的航天員團(tuán)隊(duì)也沒有時(shí)間幫他們?nèi)有l(wèi)星。首先是艙外活動(dòng)的次數(shù)和時(shí)長(zhǎng)肯定會(huì)減少，而每次艙外活動(dòng)的工作壓力也會(huì)更大。

還有一個(gè)麻煩就是，國(guó)際空間站上只剩下一艘聯(lián)盟MS-09作為救生艇。然而這正是被莫名鉆了一個(gè)孔的那艘。因?yàn)橛刑仗剿骷夹g(shù)公司的龍飛船和諾·格創(chuàng)新系統(tǒng)公司的天鵝座飛船，國(guó)際空間站的物資補(bǔ)給倒是不成問題，無論食物、水還是氧氣，都可以用這兩種飛船送去。但如果國(guó)際空間站也出了什么問題，三位航天員只能坐著聯(lián)盟MS-09返回地球。雖說這小孔已經(jīng)被補(bǔ)好，而且軌道艙不需要返回地球，不用擔(dān)心它是不是在再入過程中又漏氣，但誰知道聯(lián)盟MS-09上還有沒有其他缺陷呢？而且，聯(lián)盟飛船在軌的“保質(zhì)期”只有200天，到2018年12月，就算這艘飛船沒有其他的質(zhì)量問題，也不能再保證安全飛行了。

所以，克里卡列夫給出了一個(gè)更加讓人難受的前景，如果聯(lián)盟MS飛船長(zhǎng)時(shí)間停飛，那么就要考慮暫時(shí)放棄國(guó)際空間站的有人值守?？紤]到聯(lián)盟MS是當(dāng)前唯一能往返國(guó)際空間站的載人飛船，他這么說也不算是嚇唬人。NASA也同意他的看法，如果12月前聯(lián)盟FG火箭不能恢復(fù)飛行，就只能讓國(guó)際空間站空轉(zhuǎn)一陣子了。

對(duì)NASA載人航天計(jì)劃的影響

這就讓NASA處在了一個(gè)尷尬的境地。這個(gè)世界上最有錢的航天局雖然同時(shí)支持了三種載人飛船的研制，但眼下全都沒有達(dá)到業(yè)務(wù)運(yùn)行的狀態(tài)。獵戶座飛船的首次載人飛行要在2023年才能實(shí)施。這種飛船的設(shè)計(jì)目標(biāo)是前往月球和火星的星際飛行，研制周期比較長(zhǎng)情有可原，但兩種瞄準(zhǔn)低軌道的商業(yè)飛船“載人龍”和“星際線”（CST-100）一再推遲，就有點(diǎn)讓人著急了。

▲ 俄羅斯航天局表示正在進(jìn)行事故調(diào)查

就在聯(lián)盟MS-10發(fā)射事故后幾個(gè)小時(shí)，NASA組織的“航宇安全咨詢委員會(huì)”就召開了會(huì)議。會(huì)議重點(diǎn)不是聯(lián)盟飛船如何如何，而是太空探索技術(shù)公司的“載人龍”和波音公司的CST-100。而會(huì)議的目的并不是催促這兩家公司加快進(jìn)度，而是要求他們千萬不要因?yàn)橼s進(jìn)度而忽視了安全問題。

實(shí)際上，這兩種飛船還真的有問題。在太空探索技術(shù)公司方面，2016年獵鷹9號(hào)火箭爆炸事故的原因還沒有徹底查清。這個(gè)問題不解決，是不能發(fā)射載人飛船的，更不能實(shí)施馬斯克所說的“加油就起飛”模式，也就是航天員登船后才加注燃料發(fā)射。而且載人龍飛船的降落傘在試驗(yàn)中也出了問題。

波音的CST-100飛船則發(fā)生了另外的情況，在推進(jìn)艙點(diǎn)火試驗(yàn)時(shí)，因?yàn)椤叭到y(tǒng)的諧波共振”帶來了“水錘”效應(yīng)，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)提前關(guān)機(jī)。目前共振的原因還沒找到。而且，波音公司的降落傘，以及返回艙、推進(jìn)艙分離用的火工品都出現(xiàn)了問題。為了解決這些問題，不但要分析原因，還要把試驗(yàn)重新做一遍。

波音公司和太空探索技術(shù)公司載人項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人則紛紛表示，自己肯定不會(huì)為了趕進(jìn)度而放棄安全性。其實(shí)這兩種飛船的進(jìn)度已經(jīng)一再推遲，載人龍的第一次載人飛行推遲到了明年6月，CST-100推遲到明年8月。

NASA局長(zhǎng)布里登斯汀這次也沒有像從前那樣放狠話，他表示，相信聯(lián)盟MS飛船很快就能恢復(fù)飛行?？磥硭贜ASA當(dāng)家之后，終于知道柴米貴了。

太空旅行中怎么救乘客？

這次事故帶給人們另一項(xiàng)思考：今后的商業(yè)載人航天和太空旅游活動(dòng)中，如果發(fā)生了類似的事故，該怎么把乘客或者游客們救回來呢？如果也采用逃逸火箭+降落傘返回的方式，可能會(huì)帶來太高的成本，使整個(gè)商業(yè)活動(dòng)無利可圖。在今天的民航活動(dòng)中，也同樣不給乘客提供跳傘的選擇。這一方面是因?yàn)槌杀荆硪环矫嬉彩且驗(yàn)槠胀ㄈ撕茈y掌握跳傘的技巧。民航采用的辦法，是大幅度提高飛機(jī)本身和飛行活動(dòng)的安全性，降低事故發(fā)生的可能。如今的民航飛機(jī)已經(jīng)非常可靠，只要地勤人員嚴(yán)格按照規(guī)程對(duì)飛機(jī)進(jìn)行維護(hù)和維修，航路規(guī)劃人員嚴(yán)格按照適航性要求進(jìn)行規(guī)劃，空中交通管制部門認(rèn)真負(fù)責(zé)，飛行員嚴(yán)格按規(guī)程操作，幾乎不可能發(fā)生事故。迄今為止發(fā)生的空難中，多數(shù)都?xì)w咎于人為因素，

然而，載人航天目前還不可能達(dá)到這樣的可靠性水平，這是因?yàn)楹教祜w行的嚴(yán)酷性和技術(shù)的復(fù)雜性要比民航高得多。美國(guó)航天飛機(jī)服役期間，也試圖通過提高系統(tǒng)可靠性來省去逃逸救生系統(tǒng)，結(jié)果是兩次機(jī)毀人亡，死了14名航天員。所以，短期內(nèi)，航天飛行恐怕還離不開逃逸救生系統(tǒng)。NASA在新一代載人航天系統(tǒng)研制中，同樣也面對(duì)現(xiàn)實(shí)，重新引入了逃逸塔和有關(guān)救生系統(tǒng)，但這在某些方面又落入了高成本的陷阱，使載人航天飛行與普通人無緣。

所以，聯(lián)盟MS-10這次發(fā)射事故，一方面需要讓俄羅斯航天局重新考慮一下自己的管理工作，另一方面也向世人證明，真正意義上的太空旅游和外星殖民，還遙遠(yuǎn)得很呢。