惊险万分的太空救援:奋进号航天飞机与“失控”卫星的生死20秒
通信卫星的“滑铁卢”故事要从上世纪80年代说起,彼时,移动电话开始走进人们的生活,全球通信需求量激增,为了应对这一变化,国际卫星组织决定研发新一代通信卫星——“通信卫星六号”,需要说明的是,“通信卫星六号”并非序列号,而是一种代号,旨在取代老旧的“通信卫星五号”
“通信卫星六号”首批计划发射五颗,每颗造价高达3亿美元,这在当时可谓天文数字,足以证明其研发成本之高昂,高投入也带来了高回报,“通信卫星六号”的性能在当时世界领先,其设计使用寿命为13年,每颗卫星高11.7米,直径3.6米,重达4吨,能够同时中转12万条通话线路和3个电视频道,五颗卫星协同工作,就能承载60万条线路的通信需求
发射失败卫星命悬一线
1986年10月27日,“通信卫星六号”的首颗卫星发射升空,并顺利进入预定轨道,命运似乎和这颗卫星开了一个玩笑,仅仅过了半年,第二颗卫星的发射就遭遇了重大挫折,1987年3月14日,由于运载火箭出现故障,第二颗卫星未能进入预定轨道,而是被提前“抛弃”在了太空中
这次意外导致卫星的轨道严重偏离,形成了一个巨大的椭圆形,其近地点距离地球仅有169公里,虽然这个高度仍属于外太空范畴,但稀薄的空气依然对卫星构成了巨大威胁,近地轨道上的氧原子会腐蚀太阳能电池板的焊接界面,还会对电子元器件造成损害,大大缩短卫星的寿命,稀薄的空气阻力也会逐渐降低卫星的速度,使其面临坠入大气层的风险
是放弃还是拯救?一场经济账背后的科技较量
面对这颗“失控”的卫星,国际卫星组织陷入了两难的境地:是放弃这颗价值3亿美元的卫星,重新发射一颗新的卫星?还是对其进行抢救性维修使其重回正轨?
经过多方讨论和计算,最终,抢修方案获得了压倒性的胜利,原因很简单,在当时,美国研发的航天飞机技术已经相当成熟,能够将多名宇航员送上太空,并且航天飞机内部的宽敞空间也为卫星维修提供了可能
尽管航天飞机可以重复使用,但其单次发射成本依然十分高昂,主要原因在于维护成本高,根据当时的测算,航天飞机搭载宇航员进行卫星维修的成本约为1亿美元,远远低于重新发射一颗新卫星的成本
奋进号航天飞机:踏上惊险的太空维修之旅
1992年5月7日,经过长达5年的漫长等待,奋进号航天飞机搭载着7名宇航员,承载着拯救“通信卫星六号”的使命,飞向了茫茫太空
对于宇航员们来说,这场太空维修任务充满了挑战,他们需要在浩瀚的太空中找到这颗“失控”的卫星,并想方设法接近它,由于卫星的轨道是一个不规则的椭圆形,而且它和航天飞机都在高速飞行,想要精准地追踪并靠近它,不仅需要高超的技术,更需要极大的耐心
经过三天的漫长搜寻,奋进号航天飞机终于在360公里的轨道上找到了这颗“失控”的卫星,并小心翼翼地靠近它,最近时距离仅有15米
徒手捕获4吨卫星:一场与时间赛跑的生死考验
找到卫星只是第一步,接下来,宇航员们需要完成一项更加艰巨的任务:捕获这颗高速旋转的庞然大物
在中学物理课本中,我们都学过一个概念:相对静止,也就是说,如果航天飞机能够与卫星保持相同的速度和方向飞行,那么相对于航天飞机而言,卫星就是静止的
现实情况远比理论复杂得多,这颗“失控”的卫星为了保持自身的稳定,会以每秒一圈的速度高速自旋,在地球上,想要让一个4吨重的物体停止旋转并非难事,但在400公里高的太空中,在没有强大助力的情况下,想要阻止卫星的自旋,几乎是不可能完成的任务
尽管航天飞机上配备了机械手臂,但机械手臂的作用是在卫星停止自旋后,将其捕获并固定,而不是强行停止卫星的自旋,强行停止卫星的自旋,极有可能导致卫星和航天飞机发生碰撞,造成无法挽回的损失
20秒生死时速
为了解决这个问题,宇航员们在地面进行了长达两年的艰苦训练,他们的目标只有一个:在400公里的高空中,徒手抓住这颗4吨重的“失控”卫星,让它停止自旋
这项任务的危险系数极高,卫星表面并非光滑平整,而是布满了各种尖锐的棱角,稍有不慎,宇航员的宇航服就可能会被划破,而在太空中,一旦宇航服出现破损,宇航员的生命安全将无法得到保障
三名宇航员需要在同一时间,以相同的力度抓住卫星,才能保证卫星受力均匀,缓慢停止自旋,如果三名宇航员的配合出现丝毫差错,高速旋转的卫星很可能会在外力的作用下,失去平衡,撞向航天飞机,造成灾难性的后果
勇气与智慧的完美结合创造太空奇迹
5月13日19时59分,三名宇航员走出舱门,在航天飞机靠近卫星后,他们屏住呼吸,同时伸出双手,紧紧地抓住了这颗高速旋转的“庞然大物”
尽管三名宇航员竭尽全力保持同步,但由于卫星的自旋速度太快,重量太大,三人的力量依然无法完全控制住卫星,卫星开始剧烈地摇晃起来,危急时刻,宇航员理查德·希布反应迅速,他一只手死死地抓住卫星,另一只手以闪电般的速度将机械装置插入卫星底部,终于成功地阻止了卫星的自旋
随后,航天飞机上的机械臂将卫星缓缓地送入货舱,宇航员们对卫星进行了维修和保养,更换了受损的部件,最终,这颗“失控”的卫星在宇航员们的妙手回春下,重新焕发了生机
页:
[1]