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國際空間站建設中,漏氣的問題是如何解決的?

美國國家航空航天局(NASA)和俄羅斯聯邦航天局近日發布聲明稱,國際空間站發生輕微漏氣,泄漏點可能在美國艙段,3名宇航員將集中在俄羅斯艙段三天,並於本周末查找漏氣原因。聲明表示,這次漏氣沒有對駐站成員或國際空間站構成威脅。

今年4月,俄羅斯“聯盟MS-16”飛船順利升空入軌,把2名俄羅斯宇航員、1名美國宇航員送抵國際空間站,執行駐站任務,開展科研活動並對空間站進行維護。作為國際空間站的第63批科考組的成員,三人將在國際空間站駐守196天。如今,這次駐守進入下半程,卻意外發生了漏氣事件。

宇航員關閉各艙艙門 查找漏氣源頭

目前,國際空間站由美國和俄羅斯等16個國家聯合建造,***有十幾個加壓艙段,宇航員可以通過加壓艙段從美國艙段到達俄羅斯艙段。按照計劃,空間站全體宇航員分別關閉各艙艙門,然後集中到俄羅斯艙段呆三天,直到24日晚間。

與此同時,宇航員將與飛行管理中心聯合進行閉艙壓力檢查,以查出漏氣源頭。初步結果預計在下周末前出爐。有消息人士透露,國際空間站24小時損失大約220克空氣,相當於美國某個艙段外殼上有壹個大小約0.1毫米的孔。

查找漏氣點難度較大

中國航天科工集團二院研究員、國際宇航聯空間運輸委員會副主席楊宇光說,查找漏氣點的主要難點在於國際空間站非常龐大,有400多噸、十幾個艙段,裏面的整個生活空間比壹家大型客機的內部空間還要大,而發生泄漏的可能是壹個小孔,因此是比較難發現的。

國際空間站的各個艙段之間都有具備氣密性的艙門,所以把這些艙門關閉以後,可能就更容易發現漏氣的艙段。

部分國家航天器允許壹定的空氣泄露率,超標則有危險

楊宇光說,載人航天器無論是飛船還是空間站,都需要進行加壓以保證航天員能夠維持正常的生命,負責這個功能的叫做環控生保系統。不同國家對於環控生保系統的設計不壹樣,比如美國過去在航天器的設計中,允許航天器有壹定的漏率。

環控生保系統中對於大氣的控制,除了要維持其中的氧氣以及二氧化碳的濃度控制等,還要排出壹些有害的氣體,而航天器的內部大氣環境有壹定漏率,則有利於有害氣體排出。

如果漏率在比較小的範圍內,就是安全的,比如這次國際空間站的漏率達到每天220克空氣,這樣的漏率其實不會對航天員產生威脅。但如果漏率再大的話,有可能加快氣體消耗速度,產生不利影響,所以應當進行檢查、排除。

載人航天歷史上發生過嚴重甚至致命的漏氣事故

這並不是國際空間站第壹次發生漏氣。2018年8月,對接在國際空間站上的“聯盟MS-09”飛船出現漏氣,宇航員在飛船軌道艙的艙壁上發現長度近2毫米的裂縫,當時進行了緊急修補,漏氣原因至今沒有查明。美國航空航天局官員說,這次漏氣不如2018年的漏氣事件嚴重。

楊宇光介紹,前蘇聯和俄羅斯的和平號空間站,有壹艘“進步M-34號”貨運飛船在與和平號空間站對接的過程發生碰撞,被撞出壹個大裂縫,造成艙段失壓。後來,這個艙段永久性失去了內部壓力,不再適合航天員居住。

除此之外,在載人航天史上發生過因失壓造成航天員死亡的事故。1971年,前蘇聯的“聯盟11號”飛船在返回大氣層過程中,壹個閥門錯誤打開,導致裏面三名不穿艙內航天服的宇航員在很短時間內因失壓而死亡。