俄罗斯“鸽王”对接空间站闯大祸,中俄太空合作能放心?

2021-07-30 14:57:02 老粥科普

2021年7月29日晚9点24分,俄罗斯“科学号”(Nauka)实验舱缓缓靠近国际空间站,并成功与空间站俄罗斯舱段对接。至此,这个历史悠久的航天器终于达成使命,成为国际空间站的最新成员,但随之而来的软件故障差点毁掉整个空间站。

“科学号”成功对接

国际航天领域有三大“鸽子王”:俄罗斯的“科学号”,美国的“太空发射系统”,美欧合作的“詹姆斯·韦伯”空间望远镜。其中当数“科学号”放鸽子的历史最为悠久,而另两位是否会接着“鸽”下去尚不得而知。

国际航天三“鸽王”

“科学号”实验舱的前身是国际空间站核心舱“曙光号”的备份,它始建于1995年,自造好后一直闲置在地面,2004年俄罗斯开始动手将它改造成空间站的扩展舱段,正式命名为“Nauka”。“科学号”原计划2007年发射,然而由于俄罗斯航天机构严重缺钱,改造工作走走停停,极其缓慢。2013年总装测试发现推进系统燃料泄漏,燃料贮箱里还有金属残屑,而这些东西的生产厂家在乌克兰,乌克兰与俄罗斯交恶,没法修。2016年,俄罗斯重启项目时又发现飞船里许多设备已经老化,连发动机都过保没法用了,只能拆掉。2018年,“科学号”好容易整得差不多了,测试时又发现其它燃料箱里也有金属碎屑,必须更换......就这样一直熬到2021年才最终完成。

“科学号”在安装欧洲机械臂

俄罗斯为什么执着于改造“曙光号”而不是新造一个“科学号”实验舱?原因之一是俄罗斯真的很急,原因之二是钱不够。

俄罗斯舱段虽早已不是国际空间站上最重要的舱段,却是最早的部分。按照与美国达成的协议,国际空间站主要由美俄共建,但管理、维护与科学研究却是各顾各,井水不犯河水。俄罗斯人没办法使用美国或欧洲舱段做实验,美国也不愿意到俄罗斯“地盘”上凑热闹。受制于技术和工艺,俄罗斯舱段内部空间狭小、小毛病不断,超期服役导致设备严重老化,生保系统故障频仍,消耗了宇航员们宝贵的时间和大量精力,近年来更是出现裂缝和漏气事故。严峻的现实逼迫俄罗斯用新的舱段代替旧核心舱,从而提升安全性、改善宇航员的生活质量。

对接成功后的“科学号”试验舱

然而“科学号”的不顺利并不只体现在它漫长的制造和改造过程中。7月21日发射升空后,俄罗斯科学家很快就发现了“科学号”的IKV红外传感器测试失败,Kurs-A对接系统的雷达天线未能成功展开,更要命的是推进系统燃料泄漏故障依旧,舱段主推力发动机无法正常启动!种种迹象表明俄罗斯人期待了26年的“鸽子王”实际上是带着一身毛病升空,它有可能落回地球,在大气层中烧毁。

俄罗斯科学家不甘心,他们使出浑身解数,力图挽救航天器。最后成功重启发动机,并且在调姿发动机的配合下与国际空间站会合。

对接过程惊心动魄

在与国际空间站对接过程中,地面指挥中心又发现“科学号”上手动对接系统(TORU )和对接导航系统(KURS)失灵,这些困难一个一个被克服,俄罗斯科学实验舱最终与国际空间站实现对接。

就在大家松了一口气,测试实验舱气压,为打开舱门做准备时,“科学号”计算机软件系统发生故障,推力发动机突然启动,把整个国际空间站推着转了45°角。俄罗斯地面指挥中心与NASA密切配合,开启星辰号服务舱和进步号飞船的调姿发动机反向喷射,与“科学号”抗衡;为防万一,NASA启动了停靠在空间站上的龙二飞船,以便在紧急情况下撤离宇航员。经过44分钟的努力重启计算机,把空间站扳了回来。

科学号在国际空间站的对接位置

国际空间站没受到严重伤害,但“科学号”彻底喷光了它的推进剂,从此失去了调姿功能。要知道俄罗斯原本计划是在2024年脱离国际空间站,以“科学号”为核心舱另起炉灶,如果不能补充推进剂,它可能要跟国际空间站彻底绑定在一起了。

科学号表面调姿发动机燃料耗尽

有朋友提出担心,这俄罗斯为改造一个科学实验舱折腾近二十年,最后还一身毛病地上天。现在他要跟我们在太空领域合作,就凭这种磨洋工的功夫,怎么能叫人放心?

今日之世界,航天强国三足鼎立,俄罗斯实力虽不比从前,但底子还是很厚。不说别的,单凭俄罗斯科学家能把长13米、重达20吨的“科学号”救回来并且准确送到空间站完成对接,就说明俄罗斯还是相当有能力的。

中国空间站建成后的样子

当然啦,我们不能幻想未来哪一天俄罗斯“科学号”停靠在中国天宫空间站,因为二者接口没办法统一。但不排除以后俄罗斯新空间站与中国空间站实现航天员互访,或者俄罗斯采用中国标准制造新舱段,与中国“天宫”空间站一起组成新的国际空间站。

让我们拭目以待吧。

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