据俄罗斯卫星通讯社报道,MS-22飞船于12月15日遭到不明撞击发生冷却剂大量泄漏事件后,俄航天局的专家评估还是挺乐观的。从这个报道可以看出,俄罗斯航天局也不是盲目乐观,而是经过科学舱外的欧洲机械臂的摄像头摄像并分析后得出的结论,之后俄航天局国际空间站莫斯科控制中心还测试了MS-22飞船的主发动机,发现没有受损,这才放心大胆的宣布MS-22飞船没有必要紧急返回。
但事情发展可能没有想象中那么乐观,在16日晚间发生的高温事件后虽然很快就解决,但俄专家应该是发现了冷却剂泄漏后比较棘手的问题,在18日又有两个报道:
1、18日下午俄航天局表示,将从国际空间站美国舱段对飞船进行额外检查;
2、19日晚俄专家已确定“联盟MS-22”号飞船损坏的确切位置;
3、19日晚塔斯社报道俄航天局专家已经确认破损孔径为0.8毫米;
俄罗斯将借助于国际空间站美国舱段机械臂上的摄像头进行额外的细致检查,19日俄航天局专家确认撞击位置在太阳能电池根部的散热片上,“微陨石”击穿了散热片出现了一个0.8毫米的小孔!
各位可以从这些报道中看出,这次事故可能相当严重。然而,到目前为止,情况还没有那么糟糕。初步判断,MS-22飞船可能会报废,因为它遭到的是服务-推进舱的撞击!俄联盟号飞船总共有三段:轨道舱、返回舱与服务、推进舱。
轨道舱是载荷和宇航员休息的地方,停靠在空间站上卸除货物后就成了一个通道,基本没有用处。分离后,这个轨道舱最早会被丢弃,当然,分离后马上丢弃也是可以的。这个对返回影响基本是0。返回舱是最重要的,因为宇航员需要在它的保护下回到地球。当然,这次出问题的并非返回舱,所以这个舱段没有问题,我们暂时忽略。
服务、推进舱或报废:直接决定联盟号生死。服务、推进舱是整艘飞船的动力来源,还包括温度控制系统、供电系统、通讯设备、遥测设备、飞船的导航系统等。后部是不加压的发动机舱,包含用于飞船变轨和再入的液体火箭发动机和燃料。服务舱外部另外装有姿态控制发动机和传感器等。
服务舱的作用是为飞船提供供氧、动力、通信等,因此不能有任何失误。分离后,它需要变轨、减速、再入,滑行到145千米高度才会被分离丢弃。联盟号离轨时的减速直接关系到飞船能否回到地球,减速不足可能导致再次回到低轨道,减速过猛则会弹道返回,减速误差可能导致落点差至数百甚至上千公里。
联盟号飞船大约需要3个多小时的返回旅程,而它需要兢兢业业地工作2个半小时,而且要一丝差错都不能有。你说这重要不重要?现在为整个设备舱散热的冷却剂漏光了,设备舱可能会过热导致设备宕机!俄罗斯航天局能掉以轻心吗?
太空救援开始:俄航天局有几个应对方案?国际空间站上目前有7名宇航员,一艘SpaceX的龙飞船可以载4人,一艘联盟MS-22飞船可以载3人。现在MS-22飞船有问题了,第一救援必定是俄罗斯航天局作出的。MS-22飞船是俄航天局的资产,俄罗斯有义务确保该飞船安全。
发射一艘载人飞船的成本即使是成本控制非常优秀的神舟飞船也需要8.5亿人民币(约1.22亿美元)。而俄罗斯卖给美国人的票价计算则3座飞船价格超过2.4亿美元。那么问题来了:作为俄罗斯航天局,究竟有几个方案可以解决这个棘手的问题?
龙飞船原本可以载7人的!为了解决这个问题,我们是否可以考虑让龙飞船挤一挤?
你相信吗?载人龙飞船实际上是7座的,而国际空间站正好有7名宇航员。这似乎是一个完美的搭配,但遗憾的是,NASA在审核时将龙飞船的座位数量从7个减少到了4个。原因是NASA认为SpaceX的宇航员座椅角度不合适,可能导致宇航员在返回地面时脊椎受伤。在重新设计座椅角度后,SpaceX发现座位数量从7个变成了4个,这让马斯克非常沮丧,因为票价高达5500万美元,这一改就少赚了1.65亿美元。
那么,原本7座的飞船为何只剩下4座呢?原来,3名宇航员无法找到座位坐下。在飞船上,我们可以站着,但在降落过程中,可能会遇到一些困难。例如,溅落冲击可能会达到30G,轻则受伤,重则可能丧命。此外,如果返回时姿态失控导致翻滚,也可能撞到舱壁上受伤。为了安全起见,还是不要尝试这样的操作。
有人会想:那我们赌一把,坐损坏的飞船回来?联盟MS-22飞船三舱版本的返回舱和轨道舱都没有受损,但服务推进舱失去了冷却剂,电子设备舱的温度难以控制。在返回过程中,可能会出现以下状况:
1. 通信中断或断断续续无法测控;
2. 姿态失控,飞船出现无休止翻滚;
3. 返回过程中减速过大造成弹道再入;
4. 返回过程中减速不足进入一条更低近地点的轨道;
5. 姿态失控,减速变加速,飞船进入一条更高远地点的轨道;
6. 勉强减速,返回舱重心调整“升阻比”无法修正轨迹,落在数千公里外。
最后一种情况可能是最好的,只要能返回地面,其他问题都不是太大。但如果在轨道上出现问题且失控翻滚,再进行轨道对接救援就会很麻烦。这需要前苏联版《太空救援》的技术。
还有人猜测是否可以向中国的天宫空间站求救?实际上,除了国际空间站即将爆炸的可能外,将他们救过来是没有意义的。原因很简单,神舟飞船只能载3人,他们只能留在天宫空间站上等待再次救援。
从天宫到国际空间站的垂直距离看起来只有20多千米,但实际上最远可达2万千米。此外,天宫和国际空间站的倾角也不相同。为了完成这个任务,神舟飞船必须提升轨道、改变倾角、调整相机动,这都需要消耗大量燃料。笔者不确定神舟飞船是否有足够的燃料储备,也不知道天宫空间站是否可以反向给神舟飞船加油。因此,这种提案的可行性并不高。
据笔者所知,俄罗斯航天局提出了一个成本最低的“救援”方案:MS-23带着3名宇航员上天,继续在轨轮换!但是需要携带一个散热器以及足够的冷却剂到太空,准备对损坏的散热器进行维修更换。这个成本应该是最低的,只需要一个散热片和“一桶”冷却剂的钱(据资料,冷却剂为氨,价格非常便宜)。
当然还有一个更经济实惠的维修方案:只需要“一桶”液氨的价钱,剩下的就是宇航员来个太空行走,把0.8毫米的铝合金破口给焊上。只要它在返回过程中撑上3~4个小时使命就算完成了。而俄罗斯也可以省下超过2亿美元的资金。
很多朋友可能会有疑问:为何发射飞船了还能省钱?原因是这样的:如果目前国际空间站上多出来的3人不能乘坐MS-22返回,那么MS-23必须空船发射再把宇航员接回来。轮换的宇航员还要再发射一次。如果可以带着维修设备上去修复M-22,那么就是正常轮换。最多就是时间提早一点。比如目前的MS-23飞船准备在2月19日发射。
俄罗斯在拜科努尔发射场的火箭发射轨迹之所以显得怪异,原因很简单:为了避免在入轨前坠入地球进入他国境内。这是因为在飞船发射的星下点上必须要安排搜救,而如果经过中国境内,那么每次发射就要知会中国并安排搜救。这样的安排显然是不能接受的,因此俄罗斯发射时宁愿绕开中国新疆地区,以避免出现这种尴尬的情况。
根据参考信息,这一现象得到了进一步的证实。例如,https://tass.com/science/1552657 和 https://sputniknews.cn/20221219/1046517614.html 都提到了拜科努尔发射场的这条怪异发射轨迹。