当太空发射出错时，宇航员如何逃生？

5月27日，美国国家航空航天局(NASA)宇航员鲍勃·本肯(Bob Behnken)和道格·赫尔利(Doug Hurley)有望成为第一批骑龙的人类。作为Demo-2任务的一部分，这两名宇航员将乘坐SpaceX的Crew Dragon太空舱前往国际空间站，这是美国国家航空航天局(NASA)正式认证载人航天飞行器之前的最后一次测试。这将是九年来美国宇航局宇航员首次从美国发射到太空，也是他们唯一一次乘坐商业火箭飞行。

SpaceX花了十多年的时间为这项任务做准备，该公司也经历了相当多的挫折。他们有过降落伞失灵和测试舱爆炸的事件，但每一次的失败都帮助该公司使其乘员舱变得比以前更安全。Demo-2任务标志着NASA官员相信“乘员龙”终于足够可靠，可以安全地将人类运送到轨道上和从轨道上离开。尽管如此，Demo-2仍然是一次试飞-那么如果出现问题会发生什么呢？

就像俄罗斯联盟号太空舱在过去十年里将所有宇航员送到空间站一样，SpaceX的乘员龙也配备了一个中止系统，如果在发射之前、期间或之后发生任何事情，它可以把宇航员送到安全的地方。但魔鬼在于细节，这就是为什么NASA和SpaceX为每一种可以想象的意外情况花费了大量时间来研究不同的中止情景。连线采访了现任和前任宇航员以及NASA的飞行总监，了解他们是如何为意外事件做好准备的。(SpaceX的代表没有回复记者的置评请求。)。

在发射前大约3个小时，本肯和赫尔利将乘坐一辆白色的特斯拉来到发射台。他们将乘坐电梯到发射塔的顶部，沿着机组人员通道手臂的一端走下去，打开机组人员龙的舱门，然后爬进去。在这一点上，他们将开始一系列系统检查，以确定是否一切准备就绪。这一过程的一个关键部分是装备“龙”号机组的中止系统。

一旦太空舱开启，有三种方式可以触发它的中止系统。机组人员可以拉动航天器内部的手柄；任务控制中心可以向航天器发送远程命令；或者，如果航天器本身检测到火箭有问题，它可以自动启动序列。这将导致太空舱上的八个小型SuperDraco火箭发动机开火，并将其从火箭上抬起。

发射台中止主要是为了保护宇航员在火箭装载推进剂的45分钟内免受爆炸的风险。在SpaceX的历史上，垫子爆炸以前只发生过一次；2016年，该公司在加油过程中损失了一枚猎鹰9号火箭及其卫星有效载荷。“SpaceX已经对他们的设计进行了修改，以帮助缓解这种情况，”美国宇航局Demo-2任务的飞行总监泽布·斯科维尔(Zeb Scoville)说。“但这正是PAD中止所防止的那种情况。”

尽管如此，对于航天器上的乘客来说，这仍然是一件残酷的事情。在几秒钟内，太空舱就会从静止状态以每小时350英里的速度飞向天空。在中止飞行期间，宇航员经历了比重力强四倍以上的力量，在太空舱降落到大西洋的降落伞下之前，他们上升了大约1.5英里。这是极端紧急情况下的极端动作。

如果宇航员需要在不那么可怕的情况下撤离，他们可以乘坐连接在塔上的拉链前往地面。例如，如果火箭加油后发射被取消，正常的过程是让宇航员留在太空舱里，直到燃料耗尽。然后他们可以从塔上下来，就像他们上楼的方式一样。但是如果有一个问题，抽干推进剂，重要的是尽快让机组人员离开实况火箭，这样问题就可以解决。将宇航员置于危险境地中止是没有意义的，所以他们转而使用拉链快速逃脱。

机组人员龙的中止系统在整个太空之旅中保持武装。升空后，斯科维尔说，中止的决定是由机组人员龙的软件做出的，因为任何出错的事情都会在不到一秒钟的时间内发生。“你不能指望飞行控制员或机组人员的响应时间来采取这些行动，”他说。

“机组人员龙”上的计算机正在监视一些事情，比如加速度的意外变化或任何偏离预期飞行路线的情况。美国宇航局将火箭升空分为七个“中止阶段”。发射的每个阶段都有不同的参数，这些参数将触发中止，以及如何控制太空舱的协议。这是一个微妙的平衡行为-中止系统必须在每次需要的时候都工作，但它不能太敏感，以至于在一切顺利的时候触发。斯科维尔说，要获得正确的参数，需要运行数千次计算机模拟，向太空舱的计算机抛出随机的参数变化，看看他们会如何反应。

发射最危险的部分发生在第二次中止阶段。这是被称为“最大Q”的空气动应力峰值，大约发生在发射后一分半钟。火箭正以大约每小时1500英里的速度移动，太空舱在最大Q期间经历的所有空气动力压力使其成为可能最糟糕的中止时间。但这也是发射期间事情最有可能出错的时期。

今年1月，SpaceX公司成功地进行了一次无人飞行中止测试，以证明如果Max Q期间出现故障，机组人员Dragon仍然可以离开火箭。当火箭进入Max Q时，SpaceX任务控制中心关闭了发动机。太空舱自动记录出有问题，启动了SuperDraco发动机，并在猎鹰9号火箭在空中爆炸时脱离了它。太空舱一直滑行到平流层，然后开始降落到地球上，并在降落伞下溅落在大西洋中。

飞行中的中止是每个宇航员最可怕的噩梦。这种情况在航天史上只发生过几次，但美国宇航局花了大量时间准备机组人员以防万一。2018年，NASA宇航员尼克·黑格在一次前往空间站的任务中从一次飞行中流产中幸存下来，他说：“我们95%的训练都集中在我们可以预料到但我们希望永远不会发生的事情上。”这是35年来第一次人工流产。

飞行大约两分钟后，黑格说，俄罗斯联盟号太空舱开始左右剧烈摇晃，警报响起，一个大大的红色警示灯开始闪烁。当他记录下正在发生的事情时，火箭已经解体，联盟号自动中止系统已经将他们推到了安全的地方。很难想象还有比这更紧张的情况了，但黑格表示，在紧急情况下没有足够的时间害怕。黑格说：“你像激光一样专注于任务，并试图诊断自己的情况，看看是否有什么事情需要你做出回应。”“你知道，你最大的生存机会就是完美无缺地执行这个程序。”

在大多数情况下，飞行中的中止意味着任务结束。如果在Demo-2期间发生这种情况，太空舱将溅落在大西洋中，在那里它将由特遣部队45号(Task Force 45)打捞上来，这是一支专门训练营救宇航员的太空部队支队。150名士兵将战略地驻扎在火箭在美国东海岸和夏威夷的飞行路线上，以防太空舱进入轨道后出现问题。但如果中止是在火箭上级发动机燃烧的最后几秒钟触发的，那么本肯和赫尔利也有可能中止进入轨道。斯科维尔说，如果太空舱仍然处于良好状态，而且中止后还有足够的推进剂可以进入轨道，他们就有可能继续前往空间站。

如果发射期间一切顺利，本肯和赫尔利将在轨道上花近一整天的时间追赶国际空间站。在此期间，他们将专注于运行测试，以证明太空舱可以做它应该做的一切。但如果出了问题，他们也可以选择提前返回地球。

有几个事件可能会导致本肯和赫尔利一旦进入轨道就中止任务。这些事故的范围从减压到机舱起火，这两起事故都曾在之前的载人任务中发生过。事实上，减压是目前已知的唯一发生在太空中的死亡原因。1971年，三名执行任务返回Salyut 1空间站的宇航员在太空舱内的压力阀发生故障后遇难，几秒钟内舱内就变成了真空。

“龙”号船员有多道防线来抵御这种灾难。如果有故障的部件或太空碎片的撞击导致小型泄漏，太空舱可以向舱内泵入更多的氧气和氮气，以保持压力，直到机组人员返回地球或到达空间站。但是，如果裂缝太大，不能用更多的气体堵住，本肯和赫尔利的飞行服就可以加压并供氧，有效地将宇航服变成单人航天器。根据他们在任务中所处的位置，他们可能会继续前往空间站，即使舱内完全是真空的。

美国国家航空航天局(NASA)前宇航员加勒特·赖斯曼(Garrett Reisman)说：“这套衣服有点像逃生系统，只在你过着非常糟糕的一天时才会使用。”他也曾担任SpaceX机组运营总监数年之久。“知道它在那里很好，但你希望永远不会把它用在预定的目的上。”

如果NASA决定在本肯和赫尔利进入太空后中止任务，他们将触发太空舱进行脱轨燃烧，将其推回大气层。在这一点上，阻力将开始发挥作用，并将航天器拉回陆地。如果情况危急，美国宇航局可能会选择立即使太空舱脱离轨道，即使这意味着要降落在太平洋中部。

否则，任务控制中心将根据天气和救援队的位置，花时间评估最佳紧急降落地点。本肯和赫尔利在轨道上有足够的食物、水和氧气，所以除非情况需要，否则没有理由仓促行事。斯科维尔说：“通常情况下，当你感到匆忙时，你需要放慢速度，以避免犯错误并将自己推向困难的境地。”

假设飞行期间一切顺利，本肯和赫尔利将在空间站生活和工作长达三个半月。一旦他们准备好回家，他们将登上机组人员龙，进行另一次为期一天的返回地球的旅程。该计划是让太空舱在佛罗里达海岸溅落，在那里它将由SpaceX的Go Navigator飞船回收。当谈到载人航天时，最好的中止方案是永远不会发生的情况。

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