笔者 东邪
最近几年我国的航天事业发展十分迅速,屡次取得令人骄傲的成就。今年六月份神舟12号成功发射,带着三位航天员奔向我国自主建设的空间站的核心舱。目前三位航天员已经进驻核心舱,后续将开展太空任务和工作。7月4日,两位航天员刘伯明和汤洪波身穿我国自主研发的第一台舱外航天服,先后从核心舱中出舱,许多网友应该都收看了当时央视的直播。
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当时刘伯明出舱后,他说了一句“哇,这外边太漂亮了”,迅速成为各大新闻媒体和社交媒体的热搜,这反映出了国民对航天活动的高度关注。但有网友在为航天员顺利出舱感到兴奋的同时,也担心航天员发生意外,例如系在他们身上的绳索突然脱钩或者断掉了。如果出舱的宇航员真的发生意外而与太空舱失去连接,他们该怎么自救呢?
方法一:释放一切能利用的气体
前几年美国拍摄了一部太空科幻电影《火星救援》,这部电影讲述的就是美国宇航员在执行火星探测任务过程中出意外而被遗留在火星上,最后美国宇航局决定对被遗留的宇航员进行救援。其中最后的救援场景是宇航员马克身处太空中还差一点就能够得到返回的飞船,最后他毅然地把手套割破,将宇航服中的气体释放出去,从而为他的身体提供反向推力,最终成功够到返回舱。
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从理论上来分析,这种方法确实是具有可行性的。因为太空环境几乎是真空的,推动人体的力并不需要很大,气体产生的推力足以推动人体前进。如果宇航员在发现自己与太空舱脱钩后迅速反应过来,那么他确实可以效仿电影中马克的做法,想办法让自己身上的宇航服的气体排出去。
这样做也存在很大的风险,因为宇航服出现漏洞后就意味着宇航员只有一次自救机会,如果他不能在气体产生的反推力的帮助下重新与太空舱建立连接,那么他的生命就十分危险了。
方法二:使劲向前扔东西
第二个方法的原理和第一个方法一样,就是要利用反向作用力来作为推力让人体靠近太空舱。学过中学物理的朋友应该都知道力的作用是相互的,即你用手拍桌面,桌面受到了手掌的压力,你的手掌也受到了反作用的弹力。太空里也存在同样的情况,当宇航员意外与太空舱失去连接后,如果他手上拿着东西的话,可以尝试将东西往身体移动的同一方向扔出去。
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在宇航员扔东西之前,东西和宇航员构成一个整体,当宇航员将东西扔出去后,这个整体分为两部分。根据能量守恒定律,宇航员扔出的能量就相当于他自身往后退的能量,这在某种程度上也是利用了反作用力。总而言之,宇航员想要尝试自救,就要尝试制造反作用力,这不仅考验宇航员的知识储备,还考验他的动手实践能力以及应急能力。
如果宇航员反应不及时,该怎么办?
以上这两个方法的实现都有前提条件,即宇航员在发生意外后能够立即反应过来,而且能在极短时间内保持冷静,然后快速做出决策。如果意外发生一段时间后宇航员才发现问题,这时候他与太空舱之间的距离已经很难通过他自身利用反作用力的效果来弥补了。这个时候宇航员最好不要乱动,静静地等待救援人员的救援。
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在太空中救人比在海洋里救人要难得多,即使如此科学家也提出两种救人方式。第一种,操控航天器变轨,不断缩短与宇航员的距离。这个方法一旦实施后,宇航员有很高的成功率获救,但现实问题是想让航天器变轨很困难,空间站或飞船原本就在固定轨道上工作的,改变轨道需要考虑很多方面的因素,涉及较多的风险,一般不会轻易变轨的。