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空间站|国际空间站这次漏气 后果不严重，想修却不易

_原题：国际空间站这次漏气 ， 后果不严重 ， 想修却不易
空间站|国际空间站这次漏气 后果不严重，想修却不易
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本报采访人员付毅飞
近日 ， 国际空间站上的3名宇航员结束了在俄罗斯舱段的隔离生活 。 由于此前发现的美国舱段漏气现象 ， 他们于8月21日集中进入俄罗斯舱段 ， 以配合飞行管理中心开展闭舱压力检查 ， 寻找漏气源头 。 虽然最后隔离期被延长了一天 ， 但截至采访人员发稿时 ， 有关方面并未宣布找到漏气点 。
中国航天科工集团二院研究员、国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光向科技日报采访人员表示 ， 这次漏气不会威胁到宇航员的安全 。 对于这种细微的漏气现象 ， 虽然很容易检测到 ， 但想找到源头 ， 目前却没有特别简单有效的手段 。
适量漏气有助于有害气体排放
杨宇光介绍说 ， 无论是空间站还是载人飞船 ， 其实是允许有一定空气泄漏率的 ， 这有助于排出有害气体 。 只不过不同国家、不同时期的航天器 ， 对泄漏率有着不同的标准 。
他说 ， 在载人航天器上 ， 环控生保系统用于维持航天员生命 ， 其作用包括大气控制、水控制 ， 以及其他污染物的控制 。
早期美国载人航天器里使用的是纯氧大气 ， 大气密度低 ， 气压也比较低 ， 以便使航天器外壳能做得更薄 。 而苏联从一开始就采用氮氧混合大气 。 如今 ， 氮氧混合大气已成各国载人航天的标配 。
因此 ， 环控生保系统在大气控制方面主要包括氮气分压、氧分压和二氧化碳分压 。 这三者都是多了不行 ， 少了也不行 。 此外 ， 舱内还会产生各种有害物 ， 例如电子设备会分解产生有害气体 ， 宇航员放的屁中也含有硫化氢 。 这些有害气体如果不加以控制就会堆积 ， 因而适当的空气泄漏率对于减少污染物堆积很有帮助 。
据测算 ， 此次国际空间站大约每天泄漏220克空气 。 杨宇光表示 ， 这样的泄漏率并没有超出国际空间站的安全阈值 。 按照美国国家航空航天局（NASA）和俄罗斯联邦航天局发布的声明所说 ， 舱内空气泄漏率只是"略高于标准" 。
通常1名宇航员每天所需的空气补给量约为6至10千克 ， 相比之下 ， 200多克空气确实不算多 。 或许这也是NASA自2019年9月就发现空间站漏气 ， 却时隔一年才开始查漏的原因吧 。
不过 ， 虽然不会危及空间站安全 ， 但计划外的漏气却也造成了一定的浪费 。 毕竟 ， 漏出去的气总是得补回来的 ， 而要补给只能从地面运输 。
杨宇光说 ， 国际空间站内始终要维持将近1个大气压的压力 ， 随着空气消耗 ， 每天都需要补充氧气和氮气 ， 这些补给都需要从地面运过去 。 可是这样的补给运输成本十分高昂 ， 按照货运飞船、火箭的造价和发射费用计算 ， 每往空间站运送一公斤物资 ， 成本比等重的黄金要贵得多 。
换成这样一想 ， 国际空间站每天往外撒4两多黄金 ， 你说心疼不？
查漏相当于大型客机里找针孔
终于 ， NASA也无法坦然坐视了 。 8月20日 ， 他们宣布要开始查找漏气源头 。
根据漏气量估算 ， 漏气原因可能是某个舱段外壳上存在一个直径约0.1毫米的小孔 。 要在庞大的空间站内寻找这样一个比针尖还小的孔显然很不容易 。
国际空间站由美国、俄罗斯等16个国家联合建造 ， 目前共有十几个加压舱段 。 杨宇光介绍说 ， 俄罗斯有5个舱段 ， 其中"曙光"号功能舱、"星辰"号服务舱均为20吨级 。
【空间站|国际空间站这次漏气 后果不严重，想修却不易】美国舱段通过"团结"号节点舱与俄罗斯部分连接 。 其中包括美国的"命运"号实验舱、"宁静"号节点舱、"穹顶"号观测舱、"莱奥纳尔多"号多功能后勤舱等 。 美国"和谐"号节点舱上 ， 又连接了欧洲的"哥伦布"实验舱 ， 以及日本的"希望"号实验舱……这些舱段如一节节莲藕般连在一起 ， 有主干、有分支 ， 颇为复杂 。 杨宇光说 ， 国际空间站总重量超过400吨 ， 内部空间超过一架大型客机 。
由于初步判定漏气源在美国部分 ， 所以自8月21日起 ， 驻留在空间站内的3名宇航员全部进入俄罗斯舱段 ， 并将美国部分各舱段的舱门关闭 ， 以便排查漏气舱段 。 按理说 ， 空间站内各类传感器密布 ， 要做到这点并不难 。
不过杨宇光认为 ， 即使找到了漏气舱段 ， 想进一步找出漏气点也很困难 ， 超声波等手段并非任何情况下都适用 ， 很多时候还得靠宇航员趴在舱壁上一点一点寻找 。 可是一方面空间站舱内都装有机柜 ， 这是非密封设备 ， 而且有几层结构 ， 如果漏气点在机柜后面 ， 除非把机柜拆掉 ， 否则既看不见也摸不着 。 另一方面 ， 直径0.1毫米的小孔很难用肉眼辨别 ， 无论是在舱内还是出舱 ， 都很难迅速发现 。
所以即使要付出一定经济代价 ， 但如果运气不好的话 ， 国际空间站或许不得不继续漏一阵子 。
空间站漏气已不是第一次
无论如何 ， 这次漏气事件并不严重 ， 也不是空间站上第一次出现 。
2018年 ， 国际空间站上也监测到有气体泄漏 。 经过排查 ， 工作人员在与国际空间站对接的"联盟MS-09"飞船上 ， 发现了一个直径约2毫米的洞 。 这个洞虽然不大 ， 却导致舱内气压不断下降 。 后来宇航员用胶带和特制胶水将破洞堵上 ， 并把飞船安全开回地面 。
2004年 ， 国际空间站内用于平衡窗户气压的真空跨接电缆发生破漏 ， 好在破损并不严重 ， 宇航员更换了新电缆便解决了问题 。
相比之下 ， 1997年俄罗斯"和平"号空间站与"进步M-34"货运飞船相撞导致的漏气事故更为严重 。 是年6月24日夜间 ， 该飞船与"和平"号空间站"量子2"号舱分离 ， 拉开一定距离后 ， 试图与空间站重新对接 ， 以试验其安装的新型Toru交会对接控制系统 。 然而这套系统并不像人们预计的那样可靠 。 当飞船以每小时17.5公里的相对速度接近空间站时 ， "速率中止控制"有关部件失灵 ， 于是它无视宇航员的指令 ， 沿着空间站长轴向前飞去 ， 径直撞上了"光谱"号舱的太阳能电池板 ， 使得"光谱"号主舱体向内偏转 。 在确认受损情况之前 ， 空间站内的宇航员已明显感受到了空气压力的变化 。 好在经过紧急处置 ， 空间站人员脱离了危险 ， "闯祸"的飞船也重新得到控制 ， 但受损舱段却永久失压 ， 不再适合居住 。
因空气泄漏导致的最惨烈的悲剧 ， 发生在1971年苏联"联盟11"号飞船返回地球过程中 。 1971年6月6日 ， 宇航员格奥尔基·多勃罗沃利斯基、维克托·帕查耶夫、弗拉季斯拉夫·沃尔科夫乘坐"联盟11"号飞船升空 ， 成功与世界第一座真正的空间站"礼炮1"号对接 ， 并创造了在空间站内驻留23天18小时22分的纪录 。 然而到了6月30日 ， 当迎接英雄凯旋的人们打开飞船返回舱 ， 看到的却是3位宇航员的遗体 。
经调查 ， 当飞船再入大气层 ， 返回舱与轨道舱分离时 ， 返回舱的压力阀被震开 ， 舱内空气快速泄漏 。 同时 ， 联盟飞船座舱空间十分狭窄 ， 为容纳3名宇航员 ， 苏联航天部门让他们脱掉宇航服 ， 这使三人暴露于风险之中 。 因此 ， 3名宇航员来不及作过多反应 ， 就因急性缺氧窒息 ， 以及体液沸腾而亡 。
事后 ， 苏联用了两年多时间设计出第二代联盟飞船 ， 着重提升了安全性能 ， 同时将成员数从3人改为2人 ， 并要求宇航员在升空和返回阶段必须穿宇航服 。 这是3位宇航员用生命换回的教训 。
杨宇光表示 ， 由于空气泄漏导致的事故 ， 分为几个级别 。 比较轻微的情况可以通过紧急处置进行修复；如果泄漏较为严重 ， 可能需要封闭舱段；如果再严重 ， 例如居住舱失压 ， 不再具备居住条件 ， 就要组织宇航员紧急撤离了 。
而"联盟11"号飞船的悲剧 ， 希望永远不要再发生 。


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