飞船上的小洞,到底是谁干的?

Space Exploration - - 太空探索 - 文/ 钱卫

关于联盟飞船上的洞到底是怎么来的,目前还没有一个权威的解释。俄罗斯方面先后提出了“俄罗斯工人误操作说”和“美国航天员故意破坏说”,但这两个说法都存在着疑点。

“俄罗斯工人误操作说”及其疑点

事件发生后的第一条解释来自于俄罗斯航天局。据说,一名俄罗斯工人在制造时犯了错误,在不该打洞的地方打了一个洞。然后他决定不上报这件事,而是自己用胶水把洞堵住。升空之后,胶水完全凝结并且从洞里脱落了,才引起了漏气。

我们已经知道,舱壁不是一整块铝,而是中空的。如果是在地面上打这个洞,是相当容易的。只要把转动中的合金钢麻花钻压在铝板上,稍微用力,就可以在上面轻易钻出一个孔,需要用的力气和扎透一块硬纸板差不了太多,操作者连发现失误、赶快停止的机会都没有。从这个角度说,“俄罗斯工人误操作说”似乎接近事实。如果这个说法成立,能源集团的质量控制确实很成问题。这样重要的工序,应当安排另外一到两人监督工人操作,发现隐患及时制止。但误操作的情况不但没有被当场发现,甚至闯过了后续质量检查的关口,

一直上了太空。

但是,“俄罗斯工人打洞说”也有着很大的疑点。第一轮报道中曾经指出,一位俄罗斯工人在错误地打了个洞以后,用胶水堵住了这个孔,然后质检没有发现,放行了。为了证明“俄罗斯工人打洞说”,美国宇航局还向新闻界公开了一张照片,上面可以清晰地看到舱壁上被打了个洞。按照这样的逻辑,此人在发现自己的疏漏之后,偷偷用补漏胶把这个洞堵上,然后躲过了所有质量检验程序。火箭点火之后,飞船居然安全升空了。两个月后补漏胶脱落,才造成了空气压力下降。

可是我们从航天员发回的图片看,钻孔部分的内表面很干净,完全看不出有修补的痕迹。如果这位工人是从外侧进行修补的,那么在此后的工序中不会那么容易就蒙混过关。如果他根本就没有修补,飞行过程中就会暴露出气压下降的问题。两位航天员也没有报告说,发现了脱落的补漏胶。

必须指出,空间站里的异物并不是找不到就算了。如果它掉进了什么敏感的位置,以至于影响空间站运行,是 不能接受的。如果它在空中漂浮,有可能打伤航天员。特别是这种两毫米尺寸的小胶粒可能被他们吸进肺里,造成严重伤害。所以,即使是怀疑曾经有堵漏胶存在,也必须把它找到。如此说来,似乎可以判断,“俄罗斯工人打洞说”是有很大疑点的。俄罗斯航天局也没有按照这个口径继续公布细节。

到了8 月 31日,连照片本身也发生了问题。美国宇航局宣布,“出于技术原因,一些未公开的照片被不恰当地加入了天对地的视频中,并且发布出来了。宇航局意识到了这个错误,重新编辑了视频并且重新发布。”

“美国航天员故意破坏说”及其疑点

几天以后,一名叫做马克西姆·苏拉耶夫的俄罗斯前航天员对新闻界说,这个洞可能是一名遭受精神创伤的美国航天员干的,此人因为太想家了才搞破坏。苏拉耶夫说:“我们都是人类,都会想家,不过这种做法太Low了。”

苏拉耶夫曾经两次前往国际空间 站,因此他的说法引起了人们的重视。而且按照罗戈津的说法,这个孔不是一次就打穿的,而是“努力了好几次”,钻孔人“手在发抖”,似乎是在佐证“美国航天员故意破坏说”。

如果是某个航天员因为压力太大,想用这种办法回家,那么他有可能做到吗?按照两位负责修补孔洞的航天员初期公布的照片,这个洞确实不是用利器凿的,而是用电钻打出来的。那么航天

员用什么工具可以在舱壁上打个洞呢?

从《太空救援》之类的影片中,我们就可以知道,为了维修和安装,空间站上都要准备一些工具。它们的体积不能太大,功能要求却很多。对电钻的要求也是这样。国际空间站所采用的,是美国宇航局当年为哈勃空间望远镜开发的“手持式工具”,其实就是一个充电式的螺丝起子。它的历史可以追溯到阿波罗时代的月面勘探。当年,美国著名电动工具制造商得伟公司为航天员们开发了一系列轻巧的充电式电动工具,包括电镐、电钻。相关技术转为民用后,极大地促进了民用工具的发展,我们日常生活中的装修、安装、修理,都离不开这些工具。有趣的是,无论在美国宇航局自己的网站上,还是通过搜索引擎,都很难发现它的细节。我们所能够知道的是,这是一种电脑控制的多动能工具,可以作为螺丝起子,也可以作 为电钻。“枪把式工具”的制造商是美国 Swales Aerospace Inc. 公司,然而这个公司早就消失得无影无踪。它先是被 ATK公司收购,然后随着ATK 与轨道科学公司合并,如今轨道科学·ATK又被诺斯罗普格鲁曼公司收购。在后者的网站上,已经找不到“枪把式工具”的介绍了。

“枪把式工具”在很多方面与地球上的电动工具有很大区别。它是在近地轨道舱外使用的。传统的润滑油在这样的低温环境下会凝结成固体,不能转动。因此“枪把式工具”采用了固体润滑方案。为了方便身穿舱外航天服的航天员操作,“枪把式工具”的尺寸相当大,比常见的手电钻更大一些,和重型冲击钻相当。由于要从地球上发射到宇宙中去,“枪把式工具”采用了超轻材料制造,包括玻璃纤维加强聚碳酸酯树脂Lexan和铝。因此“枪把式工具”的尺寸即使 偏大,单手也能拿得动。它只有一个握把,而不像重型冲击钻那样需要两个。

“枪把式工具”是美国宇航局太空工具的主力,在哈勃空间望远镜维修中发挥了重要作用。在国际空间站上, “枪把式工具”也发挥了不小作用。2016年年底,有关各航天局决定为国际空间站更换12个寿命到期的镍氢电池,换成6 个新型锂电池。2017年 1月6日,首次更换任务由航天员尚·金布罗和佩吉·惠特森执行,耗时六个半小时。在任务期间,航天员就带了一支“枪把式工具”。这是一支充电式的工具,不需要拖电线。

但这带来了另外一个问题,这么大的一件工具,是不可能塞进衣服里偷偷带进联盟M-09的,只能暴露在外。在没有出舱任务的时候,一名航天员把这么大的工具从专用收纳空间里取出来,再带着它飘到飞船哪里,不可能不

引起其他航天员和地面控制中心的注意。

航天服的手套又厚又大,为了配合这种情况下的手指运动。“枪把式工具”的握把很细,粗大的电池组连接在握把下方。握把上有一个巨大的压按式开关,戴着厚手套也能操作。握把上方是电机和变速机构,它的上表面是电脑控制面板。为了能够在尽量不移动肢体的情况下接触到需要修理的部件,“枪把式工具”的转轴杆很长。因此,在不用的时候,航天员需要把它像冲锋枪一样挎在腋下。这也从另一个角度对“美国航天员故意破坏说”提出了疑点。在联盟MS飞船的狭窄空间里,这么长的工具是很难操作的,更难稳定地打出一个只有两毫米的孔。俄罗斯有关专家表示,“要想打穿联盟飞船的仓壁,需要用很大的力量,穿透玻璃纤维覆层和铝墙,这是相当困难的事情。需要用一只手把自己固定住,然后用另外一只手拿着电钻。在失重环境下这几乎是不可能做到的。”在空间修理活动中,一般由两名航天员出舱,其中一个人负责操作,另外一个人负责抓住他保持平衡。如果独自使用电钻,风险是非常大的。

作为一种宇航用品,“枪把式工具”在控制理念上远比民用设备高大上得多。航天员通过电脑面板,不但可以控制电机转速,选择范围在每分钟5转~60转之间。它还能控制输出扭矩,选择范围在1.37牛·米~52.07牛·米之间。之所以要设计这么小的最低扭矩最低转速,是为了精确操作,不会用力过度弄坏了精密的航天器。这个数字和一般手电钻的扭矩差不多,想在宇航铝材上打出一个窟窿来还是做得到的。但“枪把 式工具”的主要功能并不是钻孔,而是作为螺丝起子。它是为“哈勃”维修任务而发明的。当时航天员需要实施舱外行走,拆开“哈勃”的舱盖,换掉里面的电路板。为了能正确使用它,执行任务的乘组在零重力水池里进行了长时间的训练。换言之,如果一个航天员临时起意,是很难用好“枪把式工具”的。

另外,航天员能偷偷在舱壁上钻孔而不被人听见吗?国际空间站虽然不宽敞,但舱室之间还是有些距离的,加上换气扇的噪音,完全可能遮盖手电钻发出的声响。然而这并不是主要问题,失重环境下如何把钻头抵住舱壁用力才是麻烦。还有一个问题是如何收纳切下来的金属碎屑,不让它飞散到空气里而伤及人员、设备。

空间打洞说也存在另外的问题,两毫米直径钻头的强度是很小的,手一抖,就会把钻头折断。在失重条件下,独自拿着电钻打这么小的孔,确实是不可能的。而且,考虑到联盟飞船是现在国际空间站唯一的天地往返载人工具, 因此各国航天员——包括美国——都对飞船的结构有充分了解。即使某个美国航天员打算破坏飞船以求早日回家,也不会动用“枪把式工具”,用什么利器凿一下就能得逞。

所以“美国航天员打洞说”也很难成立。俄罗斯方面很快澄清,表示没有进行过这样的指控,美国宇航局也没有再深究这件事。但美国人似乎还是在暗示,问题要由俄国人负责,称“美国宇航局将会继续支持俄罗斯调查委员会的工作”。

在载人航天时代之初,人们就非常重视航天员的心理健康问题。当长期在轨运行的空间站建立起来之后,这个问题就更加重要了。人非草木,长期生活在一个封闭的狭小空间里,昼夜迅速交替,工作强度很高,而且随时面临着生命安全问题,即使这一次不是航天员故意破坏,下一次会不会发生这种事,也值得人们警惕。

▲航天员在零重力水池里练习试用枪把式工具

▲枪把式工具多数时候是当做电起子,而不是电钻

▲枪把式工具上方的电脑控制面板

▲枪把式工具是个大家伙,很难偷偷带着行动

▲测试中的联盟 MS-09飞船,前面的圆球是轨道舱

▲科研人员在试用枪把式工具

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