鲁健庞之浩焦维新解说发现号与空间站对接

鲁健:各位好,欢迎各位收看国际频道的特别节目“悬念重重的发现之旅”,按照预定时间,北京时间今天晚上21点18分,“发现号”应该打开舱盖和国际空间站的宇航员们会面,但是据我们了解的最新情况,大约在25分钟之前舱盖已经提前打开了,在特别节目当中,还是请两位专家和我们一起关注这一次“悬念重重的发现之旅”,来解读“发现号”发射后面临一系列的问题,先给大家介绍演播室两位:一位是中国空间技术研究院国际太空杂志的副主编庞之浩先生,还有一位是北京大学地球与空间研究学院的焦维新先生。两位好,既然开舱已经提前举行了,我们回顾一下在25分之前打开舱盖的画面。

鲁健:舱盖已经打开的镜头。

庞之浩:直径有3到4米,对接以后应该是两个小时以后打开,对接比较顺利,没有漏气的现象。要过去两个航天员,一个是指令长,一个是驾驶员,都过去了,不可能长期住,因为目前空间站规模还是比较小,一般长驻人口是三个人左右。

鲁健:一般的要求是过去两个人。这一次可能是比较的特殊。

焦维新:说明现在进展比较顺利。

鲁健:现在我们看到就是这样的。

庞之浩:他们是飘起来的,不是走进来的。背对着我们的是美国宇航员菲利普斯,空间站的两个航天员,他们穿的服装是不一样的,还有一个航天员是俄罗斯的,是空间站的站长。这一个航天员也是非常地有意思。他多次上空间站,有一次是苏联解体的时候,上天的时候,是苏联人,下天的时候,就成为了俄罗斯人。当时俄罗斯政府还授予了他“苏联航天英雄”的称号。

鲁健:这一次7名宇航勇士全部进入了国际空间站里面,他们主要承担的任务是什么啊?

庞之浩:承担的主要任务是三次太空行走。其中有两个航天员,一个是日本的野口,美国的托马斯,他们要进行三次太空行走。

鲁健:这三次太空行走的任务是什么?

庞之浩:第一次是试验太空技术;

第二次是维修国际空间站的“投影仪”;

第三次是安装摄像机;

鲁健:对接是两个小时之前完成了,中间两个小时主要是做什么?

庞之浩:刚开始是对接,完了之后有三个爪子,进行连接,然后是调频,还有钢性密封连接,还要检查漏气不漏气,这个检查的过程还是比较复杂的,也是比较危险的。如果对接不好的话,航天飞机容易把空间站的舱给撞漏了,因为俄罗斯飞船曾经把“和平号”空间站的舱撞漏了,还是比较复杂的。

他们在相互问候,发表一些感受,现在是空间站的主人欢迎他们,这就是菲利普斯,见到他们的同伴感到非常地亲切,他们是4月份上去的。

这两个宇航员的作用非常地重要,在空间站与航天飞机对接之前,他们负责对航天飞机进行拍照,相当于一次非常细致的体检。看航天飞机到底有没有问题。

鲁健:这一次“发现号”上去还有一个非常重要的任务,就是带去了大量的物资,主要都有哪些东西?

庞之浩:一个是食品,一个是科学仪器。空间站食品比较缺乏,航天飞机运载量非常大,可以运十几吨,而飞船只能运两吨左右。

焦维新:它有一个多功能的舱,他带去的给养放在舱里面,和空间站对接之后,把这个物资放在空间站上,等它返回的时候利用这一个舱把空间站长期积累的废物带到地球来。带去的物质有食品还有科学仪器。

鲁健:我们刚才看到发回来的画面有一些干扰。总的来说非常地清晰。

庞之浩:非常的清晰。现在离地面有3500公里。他们这一次上去担任重要任务的是女机长,她是第一个航天飞机女驾驶员,也是第一个机长,这一次是第二次当机长。

鲁健:媒体对这也是非常地关注。

庞之浩:她今年已经49岁了。

鲁健:空间站看起来非常地狭窄。

庞之浩:他们会见完了以后,还会回到航天飞机上。

焦维新:各有各的岗位。各有各的位置。

庞之浩:还有一个是野口,是日本的航天员,这次也要出舱。他是第一次上天。

鲁健:他是第几次出舱?

庞之浩:第1、2、3次都去。

鲁健:现在9个人在狭窄的空间站里啊。

庞之浩:相当于我们的串门。有可能是几十分钟,也可能是几个小时。

鲁健:呆的时间长了,空气会不会受影响啊。

庞之浩:目前不会受影响的。为了迎接航天飞机的航天员的到来,他们已经给空间站加压。而且它这一次采用先进的设备,就是航天飞机的电源跟空间站的电源相连接,航天飞机的电源是用电池。他们在空间站主要是用英语进行交流。指令长是轮流的,美国当完指令长后,然后是俄罗斯当指令长。

鲁健:七名是全部返回,还是先留下几个人?

庞之浩:应该是全部返回,他们的任务是不一样的。空间站平时也就是两人到三个人。

鲁健:虽然是短时间的会面,但他们承载了很重要的一个历史责任。这一次“发现号”也是“悬念重重的发现之旅”,尤其是发射的时候出现了很多问题。我们刚才看见到的是打开舱盖会合的场面。两个小时之前,“发现号”和空间站成功的对接,接下来我们回顾一下在两个小时之前对接的重要的画面。

(旁白:在发射号对接之前一个小时左右航天飞机指令长亲手操作,让“发现号”做了一次反转,让空间站航天员对航天飞机进行了全面拍照,以检查状况,它处在空间站下方133米处,让航天飞机的腹部朝向,拍照完后,指令长重新调整方位,缓缓向空间站移动,两个庞然大物对接成功,中央台为你报道。)

庞之浩:他们刚才是软对接,速度非常地慢,防止把对接口撞坏。对接一般是每秒三到四厘米,现在是逐步地对接。

焦维新:这一个过程也是非常地细致的。对接之前,进行了多次轨道的反转。刚才看到航天飞机转动了360度,这大概是在航天飞机正下方180度的地方,它转动360度是为了空间站宇航员从上往下进行高分辨率的拍照,以了解航天飞机在发射过程当中是不是有受损的情况。

庞之浩:现在是对接。它一般分四个阶段。

鲁健:画面看起来非常地清楚。

庞之浩:它是垂直的对接。航天飞机跟空间站呈90度,这是日本的野口。

焦维新:对接要求双方在同一条直线上,缓慢地接近。

航天飞机有激光扫描仪还有摄像机对航天飞机的状态进行检查,包括对腹部和头部各部位进行检查,以了解在发射过程当中是不是有受损的情况。这一个过程非常地仔细,激光扫描仪每秒只移动几英寸,整个扫描大概用7小时的时间。把这一些数据传回到地面,地面的指挥人员进行仔细的分析,看航天飞机在发射过程当中,受损情况怎么样?

鲁健:拍照也是两个方式,一个是航天飞机上的航天员用加长的机器进行拍照。这里面也有危险性吗?

庞之浩:有危险,得十分的注意。按理说,应该先拍最要害的部位,一个是机翼部,一个是机头部。我们看到的画面是拍的是尾部。据说,美国航天局的专家要一帧一帧的对画面进行仔细检查,看有没有损害,有损害,损害多大,都需要仔细分析。

鲁健:还有一个拍摄方式,航天飞机需要做一个后空翻。

焦维新:转动360度。

庞之浩:先是转180度,再转180。

焦维新:正好在空间站正下方,空间站宇航员从两个窗口用数字摄像机对它进行拍照。转动的时候大概是9分钟,但是拍照的时间是93秒,最关心的是腹部和前面的部分。

庞之浩:两个相机的功能是不一样的。一个是800毫米的焦距的相机,分辨率是两厘米,还有400毫米焦距的照相机,主要是做全身检查的。

鲁健:我们现在看到的还是对接的画面。

庞之浩:对。对接口是在机头出舱的位置,这也是后来设定的。航天飞机刚开始造的时候没有对接口,由于要建国际空间站,它在1995年增加了对接口,先是跟“和平号”空间站对接了几次证明没有问题。这一个对接口是在原来“阿波罗号”对接的基础上进行改进的。现在已经改进不少了。刚才是对接的过程。

焦维新:对接的过程是在航天飞机指令长直接指挥下完成的。光他一个人也完成不了任务,他有两个任务专家把所拍数据及时告诉指令长,指令长根据航天飞机靠近空间站的速度和距离,一步一步地靠近,靠得最近的时候,他的相对速度只有每秒1到3厘米,而且两个对接口的中心是垂直的,它们的误差只有几厘米。

庞之浩:对接的过程当中,在远距离的时候,要使用“KA”波段的雷达。在近距离的时候,要使用大视窗的摄像机和激光测距装置。在远距离时候,是自动对接交会的方式,在近距离是手动的方式,航天员要介入工作。当然还有一个问题,航天飞机是作为追踪航天器,它是主动的。空间站是比较大,它是一个目标航天机,航天飞机在空间站下方飞行,逐渐靠近。就像船汇合似的,但是比船汇合复杂得多,因为它是三维的,我们的船是一个平面。它必须在一个轨道上。

鲁健:汇合对接的轨迹能不能用手势给我们演示一下?

焦维新:180米的时候翻滚、转动360度,航天飞机升到跟国际空间站处于同一个高度。航天飞机就慢慢的往这一个方向移动,靠近空间站。

庞之浩:把舱盖打开,航天飞机在上面,从后方追,追到那一个位置,这一次对接跟美国“命运号”对接,美国还有一个舱跟意大利所造的多功能压力舱相当于一个集装箱对接,把物资运上去。返回之前,把上面9吨的垃圾运回来。俄罗斯飞船不是走这一个对接口,是从俄罗斯的“码头号”多功能舱,上面有一个救生艇,万一有情况,他们可以坐救生艇回去。

主持人:这些对接舱能够通用吗?

庞之浩:目前来说还不能通用。按理说,能够通用。美国人到美国的舱里面去,俄罗斯到俄罗斯的舱里面去。

主持人:刚才我们也说到了,它做后空翻主要是为了拍摄的方便。拍摄的目的,我们也已经知道了,“发现号”发射的时候,发现两块脱落物可能会对航天飞机有损害,现在我们通过一个短片来了解一下脱落物脱落的过程。

脱落物给“发现号”增加了很多悬念,没有这一个脱落物的话,也要在太空中进行常规的检查,这一套程序也是必须的。

庞之浩:没有脱落物的话也要进行刚才所说的三套检查,有脱落物这一个检查就更加地重要了,所以需要仔细地拍摄。刚才我们看了一下画面,有几个问题,一个是鸟撞到了航天飞机头部了,还有防热瓦掉了,还有一个大的泡沫材料不知道什么原因也掉了。

现在分析有几个原因,第一个原因是发射的时候,航天器分离的时候掉了,是爆炸声造成的。现在还不知道具体原因,据说,星期天有一个具体答案——航天飞机到底安全不安全。

主持人:刚才我们看到了,小鸟正好撞到了航天飞机的外挂燃烧箱上了。

焦维新: 燃烧箱外面还有一些电缆,如果这一些电缆和压力管道完全暴露在外面的话,航天飞机在飞行的过程当中会产生阻力,也可能会导致电缆的损坏。没有盖泡沫塑料,是不规则的,飞行过程当中阻力很大,把这一些电缆和管道包围起来,包围的物质也是泡沫塑料的物质,长11米,重42公斤。以前发现这一个部位曾经掉过小的瓦片,但重点关注部位是在双脚架的部位,这一个部位因为用双脚架,泡沫材料不容易固定,所以采用了加热器,这一问题解决了,那一个问题就没有被充分地重视。从图象上来看,好象是33英寸。幸运的是,从图象上来看,没有撞到轨道器上。

主持人:如果掉的是大的隔热泡沫,引发的问题就比较大了。

庞之浩:“哥伦比亚”号是公文包大小的东西撞到了机翼上,造成了比较大的一个裂缝,有15厘米到20厘米 所以很难办了。

主持人:刚才我们看到的大的隔热泡沫,它是从外管燃烧箱上脱落的。它是发射以后抛掉的。

庞之浩:当然加防热瓦主要是为了防止它结冰,如果结冰时掉下来,影响就会更大。

主持人:如果不加防热泡沫也不行,加了的话,也有脱落的问题。

庞之浩:现在俄罗斯研究出了一种金属防热网,不容易被击碎。美国比较难,最好的防热瓦保温性虽然比较好,但是容易被击碎,这是比较麻烦的问题。

主持人:我们看到了,外挂燃烧箱本身脱落了一块大隔热泡沫,又被小鸟正好撞上了,这两个撞击问题都不大。

庞之浩:原来设计的时候,通过改进把泡沫减小到3克。如果是30克就会有影响了。

主持人:还有小的隔热瓦是航天飞机本身脱落的。

焦维新:原因还没有完全搞清楚。航天飞机进入轨道之后,通过摄像机进行检查,航天飞机腹部是黑色的,发现有一块地方是白色的,说明这一个地方大概是3厘米左右,这一块瓦脱落了,是什么原因引起的,现在还不清楚。另外在航天飞机的前端,起落架的门也有一块瓦,现在原因也是不清楚,比如说处于什么精确的位置,这是需要在和空间站对接之前翻转360度,用摄像机来拍摄确定:在什么部位,大小怎么样,需要采取什么样的措施,会不会对航天飞机返回有危害。

庞之浩:其实航天飞机每一次发射都会有泡沫材料脱落,防热瓦掉下来,平均每次有100多块脱落。

主持人:最多有200多块。

庞之浩:对。为什么发射周期比较长呢,因为每次回来都需要修复。每一块瓦都会有编号的。

主持人:听说,当时哥伦比亚就是因为防热瓦脱落。

庞之浩:对。是关键部位防热瓦脱落了。

主持人:这也是大家比较担心的地方。“发现号”在返回的过程当中,防热瓦的脱落会不会对航天飞机的返回带来影响。有没有在空间站进行修复。

焦维新:也有这一种可能性,航天员到了空间站以后,有一个很重要的任务就是验证修复技术,这也已经研究过一段时间了,但是还没有经过实践的检验。

主持人:目前规定三次太空行走并不包括修复。

嘉宾:不是修复,是试验。它是一种工具手套,拿出一个已经有裂缝的防热瓦,有一种特殊材料,搁在航天飞机外面,进行实验。还有一种比较高级的最棒的防热瓦,能够抵御1000—2000度的高温。实际上带去了5种修补工具。在窗外试验两种,窗内试验一种,另外两种是准备下一次试验。如果有特殊情况的话,都要试一试。

主持人:我们做了最坏的打算,如果防热瓦损害,最严重的后果是什么?

庞之浩:现在专家通过分析,觉得他们回不来了。现在有几种方式:

第一种是航天员躲到空间站,用”亚蒂兰蒂斯”号航天飞机再上去,他们叫“太空敢死队”,他们有四个人,他们会带7个人一块儿回来。还有一种方式,就是我们刚才所说的用太空的方式,这十分不保险,实在没有办法了才用,死马到活马医。

主持人:不保险,是不是不知道修补后的危险性有多大?

嘉宾:修补后的表面非常光滑。着陆20分钟的时候,这会产生1000多度的高温。

主持人:我们刚才也说多了”亚蒂兰蒂斯”号,这四名航天员也训练了半年的时间。这一次如果有什么问题上去救援的话,危险性也是比较大。

庞之浩:也是比较大。我认为比“发现号”还要大,因为他是应急发射。他训练时间和工作经验没法儿跟“发现号”比。但是它是美国没有办法的办法。最保险的办法,如果俄罗斯有现成的飞船把他们救回来就好了。但是俄罗斯可能没有现成的飞船。他只有一个小飞船而且只能栽三个人。

焦维新:国际空间站有一个救生艇。

主持人:飞船一次只能运输3、4人,得分3、4批?

庞之浩:对。也是比较麻烦。

焦维新:其实,我觉得用”亚蒂兰蒂斯”号航天飞机去接那几个宇航员理论上是可行的,实际上风险更大。“发现号”准备飞行那么长时间了,但因为塑料泡沫问题都没法儿返回,而”亚蒂兰蒂斯”号难度就更大了。

主持人:我们现在看到的就是”亚蒂兰蒂斯”号。

庞之浩:当时规定是,“发现号”发射之时,”亚蒂兰蒂斯”必须准备好才能发射。如果没有准备好,“发现号”就不能发射。

主持人:美国宇航局召开新闻发布会是说,考虑到危险的情况,暂停了航天飞机的发射。

主持人:暂停发射,但并不会影响紧急救援。

庞之浩:对。但是必须通过总统下令。

焦维新:救援计划能不能进行,我还表示怀疑,“发现号”已经不安全了,如果”亚蒂兰蒂斯”号上去,同样处于一个非常危险的状态了。

庞之浩:桔红色是它的颜色。航天飞机第一次发射,它的外主箱是白色的,为了好看,刷了一层涂料,后来觉得挺贵的,也没有什么用,就保持了原色了。

主持人:也有一种说法,最坏的打算,有一种可能性,航天飞机就直接遗弃在太空了。这让人觉得非常可惜。

庞之浩:那也没有办法。如果航天飞机回不来的话,航天员只能进空间站了。7个人加上两个人一共9个人了,进空间站。

主持人:航天飞机不是可以无人驾驶吗?

庞之浩:是可以无人驾驶。看它修补的东西能不能起作用,修补了以后如果能够起作用,这也是一大收获。

焦维新:这不在计划之内。遇到紧急的情况不妨试一试。以前宇航员是试验修复技术,现在可以实际修补修补航天飞机破损部位。

主持人:我们说的是最坏的打算。但是,今天已经成功对接,宇航员和航天员已经会合了。我想修补的消息很快就会回来了。

我们节目时间也不多了。我们再来回顾一下今天最重要的对接成功以后,我们宇航员会合的画面。

我们一边看着画面一边聊一聊。

国际空间站宇航员先去迎接。

庞之浩:对,去迎接,是主人嘛。

我坚信美国宇航局的专家通过精细分析,“发现号”有可能胜利返回。当时,“阿波罗”13克服重重困难已经胜利返回。

主持人:对,“阿波罗”13已经拍成了大片,显示了一种英雄主义。“发现号”也没有传出受损非常严重,无法返回的消息。

庞之浩:现在人们成为了“惊弓之鸟”,压力非常大。应该减减压。

焦维新:虽然防热瓦脱落了,但还不是最要害的部位。机翼的前段最高可以达到1600度,那是最关键的。

庞之浩:航天飞机根据不同的部位,航天飞机有四种防热瓦,一种是ACC,还有高温防热瓦、低温防热瓦,柔性防热瓦。

主持人:虽然我们说在以前的发射过程当中,也有脱落几十片甚至上百片的情况,但是出现了哥伦比亚的灾难,我们还是心有余悸。现在航天飞机一共发射了114次,就有两次大的灾难,风险率还是挺高的。

焦维新:这一些大灾难不是技术方面的问题没有解决,而是管理上的束缚。像第一次,密封圈在那么寒冷的情况下,我们按照常识想,那肯定会硬化,一硬化效果肯定会不好。

主持人:很多美国人也说,发挥高昂的代价,养着一个“形将旧木”的东西。

庞之浩:发射之前,美国人也是比较支持航天飞机的。有一个民意调查,有74%的人支持航天飞机发射。航天飞机发射对美国的形象和对美国航天事业的继续发展也是有益的。但是也有人持怀疑的态度。

主持人:这一次“发现号”承载着非常重要的使命,如果“发现号”有任何差失的话,整个人类包括美国重要的航天计划也会受到影响。

庞之浩:对。第一、航天飞机不能用了;第二、空间站大幅度锁水;第三,美国下一步太空探索新构想就不能实施了。第四,美国航天事业就会停止。

主持人:从这一个意义上,我们真心期盼“发现号”带着7名宇航员平平安安地返回。

感谢两位嘉宾跟我们一块儿分享“悬念重重的发现之旅”,也感谢观众朋友收看本期的特别节目,再见。

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