近日，國際空間站上的3名宇航員結束了在俄羅斯艙段的隔離生活。由于此前發現的美國艙段漏氣現象，他們于8月21日集中進入俄羅斯艙段，以配合飛行管理中心開展閉艙壓力檢查，尋找漏氣源頭。雖然最后隔離期被延長了一天，但截至記者發稿時，有關方面并未宣布找到漏氣點。
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向科技日報記者表示，這次漏氣不會威脅到宇航員的安全。對于這種細微的漏氣現象，雖然很容易檢測到，但想找到源頭，目前卻沒有特別簡單有效的手段。
適量漏氣有助于有害氣體排放
楊宇光介紹說，無論是空間站還是載人飛船，其實是允許有一定空氣泄漏率的，這有助于排出有害氣體。只不過不同國家、不同時期的航天器，對泄漏率有著不同的標準。
他說，在載人航天器上，環控生保系統用于維持航天員生命，其作用包括大氣控制、水控制，以及其他污染物的控制。
早期美國載人航天器里使用的是純氧大氣，大氣密度低，氣壓也比較低，以便使航天器外殼能做得更薄。而蘇聯從一開始就采用氮氧混合大氣。如今，氮氧混合大氣已成各國載人航天的標配。
因此，環控生保系統在大氣控制方面主要包括氮氣分壓、氧分壓和二氧化碳分壓。這三者都是多了不行，少了也不行。此外，艙內還會產生各種有害物，例如電子設備會分解產生有害氣體，宇航員放的屁中也含有硫化氫。這些有害氣體如果不加以控制就會堆積，因而適當的空氣泄漏率對于減少污染物堆積很有幫助。
據測算，此次國際空間站大約每天泄漏220克空氣。楊宇光表示，這樣的泄漏率并沒有超出國際空間站的安全閾值。按照美國國家航空航天局(NASA)和俄羅斯聯邦航天局發布的聲明所說，艙內空氣泄漏率只是“略高于標準”。
通常1名宇航員每天所需的空氣補給量約為6至10千克，相比之下，200多克空氣確實不算多。或許這也是NASA自2019年9月就發現空間站漏氣，卻時隔一年才開始查漏的原因吧。
不過，雖然不會危及空間站安全，但計劃外的漏氣卻也造成了一定的浪費。畢竟，漏出去的氣總是得補回來的，而要補給只能從地面運輸。
楊宇光說，國際空間站內始終要維持將近1個大氣壓的壓力，隨著空氣消耗，每天都需要補充氧氣和氮氣，這些補給都需要從地面運過去。可是這樣的補給運輸成本十分高昂，按照貨運飛船、火箭的造價和發射費用計算，每往空間站運送一公斤物資，成本比等重的黃金要貴得多。
換成這樣一想，國際空間站每天往外撒4兩多黃金，你說心疼不?
查漏相當于大型客機里找針孔
終于，NASA也無法坦然坐視了。8月20日，他們宣布要開始查找漏氣源頭。
根據漏氣量估算，漏氣原因可能是某個艙段外殼上存在一個直徑約0.1毫米的小孔。要在龐大的空間站內尋找這樣一個比針尖還小的孔顯然很不容易。
國際空間站由美國、俄羅斯等16個國家聯合建造，目前共有十幾個加壓艙段。楊宇光介紹說，俄羅斯有5個艙段，其中“曙光”號功能艙、“星辰”號服務艙均為20噸級。
美國艙段通過“團結”號節點艙與俄羅斯部分連接。其中包括美國的“命運”號實驗艙、“寧靜”號節點艙、“穹頂”號觀測艙、“萊奧納爾多”號多功能后勤艙等。美國“和諧”號節點艙上，又連接了歐洲的“哥倫布”實驗艙，以及日本的“希望”號實驗艙……這些艙段如一節節蓮藕般連在一起，有主干、有分支，頗為復雜。楊宇光說，國際空間站總重量超過400噸，內部空間超過一架大型客機。
由于初步判定漏氣源在美國部分，所以自8月21日起，駐留在空間站內的3名宇航員全部進入俄羅斯艙段，并將美國部分各艙段的艙門關閉，以便排查漏氣艙段。按理說，空間站內各類傳感器密布，要做到這點并不難。
不過楊宇光認為，即使找到了漏氣艙段，想進一步找出漏氣點也很困難，超聲波等手段并非任何情況下都適用，很多時候還得靠宇航員趴在艙壁上一點一點尋找。可是一方面空間站艙內都裝有機柜，這是非密封設備，而且有幾層結構，如果漏氣點在機柜后面，除非把機柜拆掉，否則既看不見也摸不著。另一方面，直徑0.1毫米的小孔很難用肉眼辨別，無論是在艙內還是出艙，都很難迅速發現。
所以即使要付出一定經濟代價，但如果運氣不好的話，國際空間站或許不得不繼續漏一陣子。
空間站漏氣已不是第一次
無論如何，這次漏氣事件并不嚴重，也不是空間站上第一次出現。
2018年，國際空間站上也監測到有氣體泄漏。經過排查，工作人員在與國際空間站對接的“聯盟MS-09”飛船上，發現了一個直徑約2毫米的洞。這個洞雖然不大，卻導致艙內氣壓不斷下降。后來宇航員用膠帶和特制膠水將破洞堵上，并把飛船安全開回地面。
2004年，國際空間站內用于平衡窗戶氣壓的真空跨接電纜發生破漏，好在破損并不嚴重，宇航員更換了新電纜便解決了問題。
相比之下，1997年俄羅斯“和平”號空間站與“進步M-34”貨運飛船相撞導致的漏氣事故更為嚴重。是年6月24日夜間，該飛船與“和平”號空間站“量子2”號艙分離，拉開一定距離后，試圖與空間站重新對接，以試驗其安裝的新型Toru交會對接控制系統。然而這套系統并不像人們預計的那樣可靠。當飛船以每小時17.5公里的相對速度接近空間站時，“速率中止控制”有關部件失靈，于是它無視宇航員的指令，沿著空間站長軸向前飛去，徑直撞上了“光譜”號艙的太陽能電池板，使得“光譜”號主艙體向內偏轉。在確認受損情況之前，空間站內的宇航員已明顯感受到了空氣壓力的變化。好在經過緊急處置，空間站人員脫離了危險，“闖禍”的飛船也重新得到控制，但受損艙段卻永久失壓，不再適合居住。
因空氣泄漏導致的最慘烈的悲劇，發生在1971年蘇聯“聯盟11”號飛船返回地球過程中。1971年6月6日，宇航員格奧爾基·多勃羅沃利斯基、維克托·帕查耶夫、弗拉季斯拉夫·沃爾科夫乘坐“聯盟11”號飛船升空，成功與世界第一座真正的空間站“禮炮1”號對接，并創造了在空間站內駐留23天18小時22分的紀錄。然而到了6月30日，當迎接英雄凱旋的人們打開飛船返回艙，看到的卻是3位宇航員的遺體。
經調查，當飛船再入大氣層，返回艙與軌道艙分離時，返回艙的壓力閥被震開，艙內空氣快速泄漏。同時，聯盟飛船座艙空間十分狹窄，為容納3名宇航員，蘇聯航天部門讓他們脫掉宇航服，這使三人暴露于風險之中。因此，3名宇航員來不及作過多反應，就因急性缺氧窒息，以及體液沸騰而亡。
事后，蘇聯用了兩年多時間設計出第二代聯盟飛船，著重提升了安全性能，同時將成員數從3人改為2人，并要求宇航員在升空和返回階段必須穿宇航服。這是3位宇航員用生命換回的教訓。
楊宇光表示，由于空氣泄漏導致的事故，分為幾個級別。比較輕微的情況可以通過緊急處置進行修復;如果泄漏較為嚴重，可能需要封閉艙段;如果再嚴重，例如居住艙失壓，不再具備居住條件，就要組織宇航員緊急撤離了。
而“聯盟11”號飛船的悲劇，希望永遠不要再發生。
關鍵詞： 國際空間站
責任編輯：Rex_07
