“災難性失敗的可能性”:美國國家航空航天局擔心的空間站內部泄漏問題

Jackie Wattles

經過杰基·沃特斯，CNN

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Fri東部時間2024年11月15日上午9:08更新

2021年7月29日，俄羅斯的Nauka模塊與國際空間站的Zvezda模塊面向地球的端口對接。聯盟號MS-18載人飛船(中間)停靠在拉斯維特艙。 美國國家航空航天局

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俄羅斯控制的一部分國際空間站正在泄漏，讓壓力和空氣流失。隨著宇航員爭相修補問題區域，以及俄羅斯航天局、俄羅斯航天局和美國國家航空航天局的官員對問題的嚴重性意見不一，情況已經達到白熱化。

足球場大小的空間實驗室必須保持加壓并充滿可呼吸的氣體，以容納輪換的宇航員，自2000年以來，它一直在俄羅斯和美國的獨立但相連的部分中進行。2019年，在一個連接俄羅斯模塊Zvezda和對接端口的隧道中首次發現有問題的泄漏，該對接端口歡迎運載貨物和物資的航天器。

但是，今年模塊放氣的速度創下新高。

根據最近的一份報告，美國的監管官員現在認為這個問題是老化的空間站面臨的最緊迫的問題，可能威脅到機組人員的安全報告來自美國國家航空航天局監察長辦公室。

美國航天局國際空間站咨詢委員會主席、前美國國家航空航天局宇航員鮑勃·卡巴納在周三的一次會議上表示，美國航天局“對(泄漏模塊)的結構完整性和災難性故障的可能性表示擔憂”。

但是，盡管Roscosmos已經指示其宇航員搜索并解決有問題的區域——這降低了泄漏率——俄羅斯團隊“不相信災難性的解體……是現實的，”Cabana說。

“俄羅斯人認為繼續運營是安全的——但他們無法證明這一點讓我們滿意，”卡巴納補充道?！懊绹J為這不安全，但我們無法證明這一點讓俄羅斯滿意。”

盡管卡巴納說9月份在俄羅斯舉行了一次會議，但分歧依然存在。

現在，美國正在推動雙方的獨立專家評估這一問題，并幫助這兩個太空機構就泄漏的根本原因和嚴重性達成共識。

3月3日，美國國家航空航天局宇航員Matthew Dominick(左)和Michael Barratt(中)與Jeanette Epps和Roscosmos宇航員Alexander Grebenkin(未顯示)一起準備從美國國家航空航天局肯尼迪航天中心發射太空探索技術公司Crew-8任務。 奧布里·杰米尼亞尼/美國國家航空航天局

卡巴納說，美國已經采取措施建立自己的專家團隊。俄羅斯尚未遵守這項建議。盡管如此，卡巴納表示，9月份與俄羅斯的會晤“非常成功”

Roscosmos沒有回復要求置評的電子郵件。

與此同時，空間站上的宇航員和宇航員(俄羅斯對宇航員的稱呼)被要求采取預防措施，例如在任何時候都保持泄漏部分密封，除非必須打開它，從到達附近對接端口的航天器上卸下貨物。

“美國國家航空航天局”號宇航員邁克爾·巴拉特在11月8日的新聞發布會上說，當宇航員必須打開這個部分時，他們會關閉將空間站美國部分和俄羅斯部分隔開的艙門。

“我們采取了非常保守的方法，”巴拉特說?！斑@不是一件令人舒服的事情，但這是雙方所有聰明人之間的最佳協議——這是我們作為一個船員必須接受的事情?！?/p>

隨著軌道實驗室的老化，這兩個機構目前都面臨著如何以及何時停止運行并安全處理空間站的關鍵決定。正在進行的泄漏事件引發了關于空間站安全性的嚴重問題——以及美國國家航空航天局和Roscosmos達成共識的能力。

識別國際空間站的泄漏

美國國家航空航天局和羅斯科莫斯多年前就知道俄羅斯模塊在逐漸泄漏。

美國國家航空航天局周四在給美國有線電視新聞網的一份聲明中說，由于疑似裂縫“非常小，肉眼不可見，附近有支架和管道，使得診斷工具難以進入這些區域”，這一問題變得更加嚴重。

緩解泄漏的努力暫時避免了這個問題。然而，根據美國國家航空航天局的說法，泄漏率仍然“高于空間站基線每天2到2.5磅(空氣)”。作為背景，空間站的目標是保持壓力在每平方英寸14.7磅絕對壓力 它模擬了我們地球上海平面的大氣壓力。

航天局沒有回應將目前的泄漏率與今年早些時候記錄的峰值進行比較的請求。

根據Cabana的說法，美國和俄羅斯的技術團隊在到底是什么導致了這個問題上看法不一致。

2021年9月4日，Roscosmos宇航員Oleg Novitskiy出現在國際空間站上的Zvezda服務艙中。 美國國家航空航天局

俄羅斯專家認為，空間站上的振動——可能是由機械系統引起的，如用于儲能的機械系統——正在給墻壁施加壓力，導致“高周疲勞”，即一種相對溫和的力開始破裂，并在長時間內將金屬磨損到失效點的現象。

另一方面，美國國家航空航天局認為情況更復雜，涉及幾個因素，如機械應力、環境暴露和“殘余應力”或轉移模塊中使用的材料制造產生的潛在問題。

美國國家航空航天局監察長辦公室9月份發布的一份報告也指出，盡管美國國家航空航天局和Roscosmos同意，如果泄漏率達到“站不住腳”的水平，有問題的部分可能需要永久關閉，但雙方尚未就如何確切定義“站不住腳”達成一致

然而，盡管太空機構對問題的嚴重性仍有分歧，但卡巴納和巴拉特——以及美國國家航空航天局的國際空間站項目經理達納·魏格爾在一份聲明中——都表示，美國國家航空航天局和俄羅斯航天局仍就此問題保持密切溝通。

“我們與我們的俄羅斯宇航員伙伴有著非常開放和透明的關系，”巴拉特說，他于10月下旬在國際空間站停留了232天。“這是一個非常一體化的團隊?！?/p>

美國國家航空航天局的泄漏反應和宇航員的安全

在美國國家航空航天局和羅斯科莫斯努力解決泄漏問題的同時，美國航天局也采取了一些措施來確保宇航員的安全。

除了要求宇航員在Zvezda轉移隧道打開時關閉俄羅斯部分的入口，美國宇航局現在正在太空探索技術公司宇航員龍飛船上安裝一個額外的“托盤座位”。

托盤座位位于航天器中通常用于裝載貨物的區域的頂部，它基本上是一塊泡沫，如果宇航員在緊急情況下需要乘坐載人龍太空艙回家，他們可以將自己綁在上面。

這是一個托盤座位(左)建立和安裝在太空探索技術公司船員8龍膠囊(右)。 美國國家航空航天局

具體來說，托盤座位是為搭乘俄羅斯聯盟號飛船前往空間站的美國國家航空航天局宇航員保留的，作為美俄之間座位交換協議的一部分，他們多年來一直這樣做。

例如，美國國家航空航天局宇航員唐·佩迪特于9月11日乘坐聯盟MS-26號宇宙飛船抵達空間站。然而，如果空間站被認為是不安全的，佩迪特不能進入與俄羅斯模塊相連的航天器，美國國家航空航天局說，他可以選擇通過來訪的太空探索技術公司Crew-9飛行器在一個托盤座位上與分配到該飛行器的四名宇航員一起回家，這四名宇航員是美國國家航空航天局的Sunita Williams，Butch Wilmore和Nick Hague以及Roscosmos宇航員Aleksandr Gorbunov。

迫在眉睫的空間站問題

美國國家航空航天局已經為機組人員的安全制定了應急措施，但航天局也在努力應對俄羅斯模塊泄漏可能對空間站的安全和壽命構成威脅的事實。

監察長辦公室在其報告中指出，“雖然如果(通往受影響地區的)艙門永久關閉，國際空間站有可能運行，但它可能會影響貨物交付，因為將會少一個貨物交付港口，”該報告稱。"永久關閉艙門也需要額外的推進劑來維持空間站的高度和姿態(或方向)."

ISS Progress 79再補給船——一艘向空間站運送物資的貨運飛船——在離開Zvezda服務艙后不久出現。 美國國家航空航天局

空間站通常需要連接到它的航天器來推動軌道前哨，以保持其軌跡，防止地球引力將其拉回來。通常，這些助推是由對接的俄羅斯航天器執行的。但是美國國家航空航天局已經被測試使用美國宇宙飛船來完成這項任務。

泄漏問題在軌道實驗室的關鍵時刻突然爆發，美國國家航空航天局希望該實驗室能與五個合作機構一起至少持續到2030年。除了Roscosmos，它們還包括加拿大航天局、歐洲航天局和日本宇宙航空研究開發機構。然而，俄羅斯官員并沒有承諾2028年后的空間站，并且可能不會就該時間框架后Roscosmos的參與給出明確的答案至少到2025年根據OIG的報告。

美國國家航空航天局的目標是繼續在軌道實驗室進行必要的研究，直到另一個空間站上線。美國航天局打算將創建和運營新空間實驗室的任務移交給私營部門，目前一系列商業機構正在設計和開發自己的平臺。這些公司包括杰夫·貝索斯資助的藍色起源和太空探索技術公司合作伙伴Vast。

航天局打算在2026年推出利潤豐厚的工作合同。

盡管如此，尚不清楚商業目的地是否會在空間站被迫退役前準備就緒。

“這個電臺并不年輕，”巴拉特說。"我們預計在其他地方會看到更多的磨損。