宇航服起火 微隕石撞擊 人類首次商業太空行走很危險

據國外媒體報道，在“北極星黎明”（Polaris Dawn）任務中，美國億萬富翁賈裏德·艾薩克曼（Jared Isaacman）計劃通過SpaceX的載人龍飛船艙門步入太空真空環境，這無疑將再次創造曆史。

艾薩克曼對執行此次任務的安全性充滿信心，尤其是新型艙外活動（EVA）宇航服曆經了長時間的研發和測試，該裝備將確保包括他在內的四名機組人員，在史上首次商業太空行走中安然無恙。

艾薩克曼在抵達肯尼迪航天中心參加新聞發布會時強調：“我們對此投入了大量心血，因此能夠確保安全是理所當然的。太空行走之所以認為十分危險，是因為它要求我們暫時離開飛船的安全庇護，而宇航服屆時便成為了我們的移動生命維持係統。”

艾薩克曼與他的團隊成員——前美國空軍飛行員斯科特·波提特（Scott Poteet）、SpaceX員工莎拉·吉利斯（Sarah Gillis）與安娜·梅農（Anna Menon），計劃於美國當地時間周二淩晨（北京時間8月27日15:38）搭乘SpaceX的獵鷹9號火箭升空。此次“北極星黎明”任務作為“北極星計劃”（Polaris Program）的一部分，是艾薩克曼與埃隆·馬斯克（Elon Musk）公司攜手推進商業太空邊界的又一裏程碑。（編者注：SpaceX最新消息顯示，此次發射任務已推遲至不早於8月28日）

1、對飛船改造，增加硬件助力太空行走

他們乘坐的載人龍飛船，正是艾薩克曼在2021年開創先例的“Inspiration4”任務中所乘坐的那艘，該任務標誌著首次全平民宇航員的載人航天飛行。為了執行此次軌道任務，龍飛船被特別改裝，去除了對接機製，代之以圓頂窗口，以提供更加廣闊的宇宙視野。同時，飛船還新增了艙口等硬件，專為艾薩克曼與吉利斯的太空行走設計。

在太空行走期間，波提特與梅農將留守艙內，但由於這艘飛船沒有氣閘，因此艙內也將受到太空真空環境的影響。此次太空行走安排在任務的第三天進行，屆時飛船正沿海拔約700公裏的橢圓軌道飛行。

艾薩克曼表示：“在艙外活動時，我們將借助SpaceX團隊精心設計的移動輔助裝置，進行一係列精心編排的動作，猶如在太空中起舞。此次任務中，我們將對新型宇航服進行全麵測試，旨在深入了解其性能，並將意見反饋給工程師，為未來宇航服的設計革新提供信息。”

他提到的移動輔助結構被稱為“天行者”，這是一個位於艙口外的設備，兩人將利用它安全地完成機動，而不是依靠自由漂浮。

關於為何不采用如1964年美國宇航員埃德·懷特（Ed White）在Gemini 4任務中首次太空行走時那般自由漂浮的方式，艾薩克曼強調：“安全至上，我們必須確保時刻都與天行者緊密相連，無論是手還是腳，都要有穩定的支撐點。我們借鑒了巴茲·奧爾德林（Buzz Aldrin）在Gemini 12任務中采用的安全操作模式，雖然自由漂浮看起來既酷又鼓舞人心，但我們認為，保持至少一個與移動輔助設備的接觸點，是更為穩妥的選擇。”

SpaceX矢誌不渝地追求火星殖民的宏偉目標，其EVA宇航服的首版設計已融入了許多前沿科技，包括平視顯示器、頭盔攝像頭，以及專為關節靈活性與隔熱需求打造的創新結構。艾薩克曼對此滿懷期待：“這僅是起點，未來或將曆經十數次迭代與進化。我深感榮幸能在此次飛行中率先測試，或許某天，其後續版本將助力人類在火星留下足跡。”

2、製定多個應急策略，做好應對突發準備

按照計劃，艾薩克曼與吉利斯將在載人龍飛船外駐留15至20分鍾，期間，兩根連接至宇航服的氧氣管通過約4米繩索確保供氧無虞。任務完成後，飛船將啟動減壓程序，以恢複艙內可呼吸環境。若再增壓遇阻，艙外宇航服即轉化為四人組的生命之舟，確保安全返航。

吉利斯強調，SpaceX已詳盡規劃多個應急響應策略。她解釋稱：“這是我們的起點，需全麵考量潛在突發事件，確保每位機組人員平安歸來。因此，我們已設計了一係列精妙操作，確保太空行走起點安全、目標可及。同時，通過反複演練，我們已做好應對各種突發狀況的準備，力求萬無一失。”

特別值得一提的是，飛船的朝向策略兼顧了防微隕石與避陽雙重保障，即便在日照條件下，宇航服與遮陽板亦能發揮應有作用。吉利斯表示：“這種策略巧妙融合了遮陽與防護功能，為航天器提供了額外保護層。”

艾薩克曼坦言，他一度憂慮對EVA細節的過度聚焦可能影響對其他任務目標的關注，但SpaceX團隊的專業與嚴謹有效緩解了他的擔憂。在飛行認證籌備期間，SpaceX實施了全麵的風險評估，確保每個環節都經得起推敲，仿佛一切均需從頭審視。

3、消除宇航服起火隱患，降低減壓病發生可能

機組四人全程參與了每一次風險簡報，包括SpaceX在開發過程中識別並積極應對的一個潛在火災風險。據SpaceX副總裁比爾·格斯滕邁爾（Bill Gerstenmaier）介紹，其團隊在宇航服充氧環境下，深入分析了靜電放電可能引發的燃燒問題，並迅速采取了一係列改進措施，如調整流程、優化工藝、引入導電材料等，以確保萬無一失。

艾薩克曼對SpaceX在“北極星計劃”合作中展現出的安全至上態度給予了高度評價。他強調，從項目啟動到最終實施，SpaceX不僅限於EVA的細致審查，而是對整個任務進行了全麵而深入的審視，這種溝通與透明度極大地增強了他對任務成功的信心。

在踏上新的近地軌道高度挑戰的首日，機組人員即著手調整艙內空氣成分，旨在逐步過渡到純氧環境，從而避免減壓病的發生。吉利斯介紹道：“在長約45小時的過程中，艙壓將逐步降低，同時氧氣濃度逐步提升，以降低風險。次日，我們將在宇航服內進行加壓測試及機動性演示，通過一係列艙內動作序列的演練，確保訓練無遺漏，為出艙活動奠定堅實信心。”

為模擬太空環境，機組人員在美國宇航局約翰遜航天中心的真空室內進行了為期兩天的全方位訓練，從減壓到最終在呼吸麵罩下模擬100%氧氣的EVA操作，整個流程一絲不苟。

飛船亦經曆了重大改裝，以支持太空行走需求，包括增加氧氣儲備、升級氮氣刷新係統以及增設環境傳感器等，確保SpaceX能實時掌握艙內環境狀況，無論是太空行走前、中、後均了如指掌。吉利斯說：“伴隨這些生命支持係統的全麵升級，我們進行了從組件到全係統層麵的廣泛測試，確保萬無一失。”

SpaceX將整艘航天器置於熱真空室內，實施了從減壓至真空狀態再至增壓的全程模擬，全程采用實際飛行中的軟件和硬件。此過程中，內部環境被暴露於真空之下，以提前清除可能因太空環境而析出的化學物質與雜質。

艾薩克曼解釋稱：“此舉無疑伴隨著高風險。但正是為了應對這些風險，我們采取了多重緩解措施。”他列舉了多重安全保障：手動與自動艙門開啟機製、強化的多重密封設計、雙係統保障飛船重返宜居大氣層、以及充足的EVA氧氣供應。

艾薩克曼說：“當我們勇敢地邁向太空這一最後的邊疆，任何風險都顯得微不足道，因為每一步都是對人類未來的投資。雖然EVA無疑是任務中最具挑戰性的環節，但其背後凝聚無數人的智慧，正是為了那些將在未來太空建設中勇往直前的人們。因此，盡管它危險重重，卻也是通往無限可能的必經之路，自然吸引了最多的關注與努力。”

4、微隕石、軌道碎片及輻射威脅

值得注意的是，EVA僅是此次飛行中眾多高風險操作的一環。

任務首日，機組人員會將航天器送入海拔1400公裏的新高度，這將超越美國宇航局宇航員皮特·康拉德（Pete Conrad）和理查德·戈登（Richard Gordon）在1966年Gemini 11任務中創下的1372公裏低地球軌道紀錄。艾薩克曼指出：“向更高空域的進發，意味著要麵對一係列前所未有的挑戰，包括微隕石、軌道碎片及更為嚴峻的輻射環境，這些都構成了獨特的考驗。”

他說，此次飛行旨在讓航天器體驗深空及未來火星任務的標準條件，包括穿越地球範艾倫輻射帶，這一區域密布著被地球磁層捕獲的帶電粒子。艾薩克曼表示：“從人類健康與科研的角度出發，此行將為我們提供寶貴的數據與洞見。若未來踏上火星之旅，我們希望安全、健康地返回。因此，每一步探索都意義非凡。”

然而，鑒於高軌道環境的潛在風險，特別是輻射對航天器結構的潛在影響，艾薩克曼透露：“我們將嚴格控製停留時間，以高效收集關鍵數據後迅速撤離，確保任務的安全與成功。”

格斯滕邁爾高度讚揚了艾薩克曼執行危險任務的勇敢擔當，認為這不僅是SpaceX向宏偉目標邁進的驅動力，更體現了對極限的不斷挑戰。然而，他強調：“在SpaceX，安全始終是首要考量。我們肩負著確保每位機組人員平安歸來的神聖使命。太空之旅充滿挑戰，但北極星黎明任務的安全發射、全程支持及最終凱旋，是我們不變的承諾。”

他還指出，經過詳盡的盡職調查與周密準備，成功已近在咫尺：“EVA誠然是一次冒險，但一切已經準備就緒，我們信心滿滿。從太空艙到宇航服再到高壓氧艙到各項測試，無一不彰顯了我們為這次任務所做的極致準備。”

格斯滕邁爾稱，SpaceX在繼承NASA卓越傳統的基礎上，更實現了創新與超越。他說：“這是對團隊智慧與勇氣的最高致敬，他們引領科技前沿，推動人類探索邊界。我們將以最嚴謹的態度執行任務，憑借科學的規劃與全麵的測試，為太空飛行做好全麵準備。”（