中国航天员出舱活动,为什么不使用喷气背包?


7月4日,在天合核心舱上的中国航天员进行了第一次出舱活动。航天员刘伯明、汤洪波成功出舱,而聂海胜则在舱内进行操作。在出舱活动时,之前曾被广泛报道的机械臂大显神威,航天员将自己固着在机械臂平台上,由机械臂承载着进行舱外活动。

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机械臂承载航天员进行舱外活动


或许有人会想,在茫茫太空中,使用喷气背包技术,不是非常适合吗?太空中没有空气阻力,通过背包上的喷嘴喷出气体,可以在太空中自由运动,岂不快哉?喜欢科幻电影的朋友可能会记得,在2013年的好莱坞科幻电影《地心引力》中,就展示了这样的技术。

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电影《地心引力》


喷气背包技术,从原理上来说没什么复杂。现在有些人将喷气背包飞行视为一种体育运动,也有人想把喷气背包技术应用到军事。既然技术层面上没有什么障碍,为什么喷气背包技术不能应用到太空中呢?

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喷气背包飞行


其实,喷气背包技术,早就在航天飞行中应用过了。那还是上世纪八十年代,美国航天飞机刚开始飞行的时候,NASA就研发了“人操机动单元”(Manned Maneuvering Unit,简称MMU)。1984年7月在美国举办的洛杉矶奥运会上,美国就向世人展示了MMU喷气背包的飞行。

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奥运会上的MMU


美国之所以在1984年的奥运会是高调向世人展示MMU喷气背包技术,是因为在1984年2月7日,美国宇航员Bruce McCandless和另一位宇航员Robert Stewart,第一次使用MMU进行了太空行走。

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使用MMU进行太空行走的Bruce McCandless


在这之前,宇航员进行太空行走,都需要跟母船连上一根绳子。使用MMU,相当于从有线电话时代进步到无线电话,自由度大大提升。事后Bruce McCandless对人说,使用MMU在太空中自由行走和漂浮,感觉实在是太好了。四周是无尽的太空,下方是蓝色的地球,这是一种在太空中完完全全的自由。

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太空中的Robert Stewart


MMU喷气背包上有24个小喷嘴,通过喷出氮气来控制宇航员在太空中的飞行方向。MMU总质量为148千克,其中包括两个5.9千克重的氮气罐子,足以支撑宇航员在舱外活动6小时之久。MMU通常的运动速度高达25m/s,可以说行动相当迅速。

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MMU


在MMU的手臂上有手柄,宇航员通过手柄控制飞行,包括朝向上、下、左、右、前、后六个自由度运动,以及俯仰、翻滚等旋转操作。宇航员能将定位精度控制到13厘米范围内,可以说是相当的精准。当宇航员要进行操作维修等工作时,还可以选择姿态保持模式,MMU就会保持当前的位置和状态,从而让宇航员腾出双手进行工作。

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MMU各部分说明


由此可见,MMU的整体设计是相当的精巧。因此,MMU在第一次太空行走实验成功完成之后,随即被派上用场。分别在1984年4月和1984年11月,NASA宇航员在MMU的帮助下,将卫星拖入航天飞机进行修理。在太空中,宇航员将硕大的卫星拖入航天飞机货舱,想想都觉得很酷!

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美国宇航员将卫星捉住送回航天飞机修理


或许大家都在预期,MMU未来将会发挥更大的作用。然而就在此时,NASA决定将MMU退役。至此,喷气背包技术在航天领域退出江湖,迄今为止再未有应用。至于原因,NASA的说法是,MMU还是有一定的风险。毕竟在太空中,要是MMU失灵的话,宇航员可能就永远也回不来了。具体失联模式,可以参考电影《地心引力》。

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身穿MMU的美国宇航员


至于出舱活动,比如维修,甚至捕捉卫星,其实都可以在机械臂的帮助下完成。或者就是简单地在身上拴着缆绳,同样能完成任务,尽管趣味性和自由度确实不如MMU,但是风险基本上没有。

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喷水背包娱乐性强


那么喷气背包未来还会在太空中出现吗?对在太空干正经事的宇航员或者航天员来说,喷气背包或许不是必需品,但是对于普通人来说,比如上太空的目的就是旅游度假,在喷气背包帮助下进行太空飞行绝对是非常好的娱乐方式。

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规划中的太空酒店


过不了多久,英国富豪理查德·布兰森和美国首富杰夫·贝佐斯都要乘坐自家飞船进入太空了,标志着太空平民(划掉,改成富豪)时代就要来临了,大家去太空的目的就是玩一玩。我们相信,到那个时候,太空喷气背包定会迎来复活的那一天。

#全能创作家##中国空间站航天员首次出舱#

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页面更新:2024-05-18

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