全球最大单体载人航天器命运多舛的一生-美国天空实验室

与四战四败的苏联N-1火箭登月任务相比，美国的土星5号火箭算得上是非常成功了。它连续成功发射12次，其中包含多次载人发射，先后将12名航天员送上月球。苏联的载人登月计划失败，只好将主攻方向从登月转移到空间站建设之上。在苏联宣布建设“礼炮号”空间站的同时，美国也不甘示弱，准备发射一座空前巨大的空间站，这便是大名鼎鼎的天空实验室(Skylab)。得益于土星5号巨大的运载能力，天空实验室的尺寸比一般人想象的要大得多：长36米，主体直径6.7米，重达90.6吨。它宽阔的内部空间为航天员提供了非常舒适的工作、生活环境，至今没有其他任何一艘单体载人航天器能与之相比。

NASA(美国国家航空航天局)的工程师考虑问题十分周全：人造地球卫星在太空中有被微陨石撞击的风险，而天空实验室体积庞大，遭受太空中不速之客撞击的概率更高。因此工程师为天空实验室设计了一层微陨石防护罩。天空实验室被发射入轨后，防护罩在轨展开，这层防护罩既是“金钟罩”，能一定程度上减少陨石撞击的危害，又是“隔热服”可以抵挡宇宙射线，为航天员营造安全舒适的环境。

令工程师始料不及的是，这些看似完美的设计却在接下来的任务中带来了不小的麻烦。1973年5月14日，庞大的土星5号拖着百米长的火舌，仅用时10分钟便把庞大的天空实验室送入了预定轨道。但在入轨后，天空实验室的下行信号就显示微陨石防护罩展开异常，而最大的两片太阳能电池板也没有正常展开。此外，工作舱的温度竟然在疯狂升高。天空实验室外部的温度传感器示数直逼82℃，并且很快超出了量程，舱内温度计示数也上升到了40℃。经过紧张、迅速的分析，工程师大致得出结论一微陨石防护罩可能不见了。

天空实验室已经成了“离弦之箭”，把它搬回厂房维修是不可能的。如果天空实验室的温度不能下降，其内部携带的食品大都会变质，为航天员准备的药品也会悉数失效，更可怕的是如果温度进一步升高，天空实验室的聚氨酯外壁会分解出一氧化碳和氰化氢等致命气体。马歇尔航天中心内各路专家云集，八仙过海，各显神通。在事故发生后几天内，专家们提出了不少临时隔热方案。经过紧张而高效的讨论，两个可行性最高的方案纳入最终实施流程。

第一种方案是通过工作舱的科学气闸展开一张大遮阳伞。天空实验室在工作舱外壁设计了两个长宽各20厘米的气闸，航天员不出舱即可通过这一小闸门向外太空放置实验样品。第二种方案是设计一面遮阳帘——通过天空实验室外部的三个支点架起横杆，在空间站外铺展一张更大的遮阳帘。两个方案相比，部署遮阳伞是更加简单快捷的方案，所以被选定为首选方案，制作遮阳帘则为备选方案，两大方案同时推进。

时间紧迫，NASA找来了缝纫女工阿丽恩·贝克尔，在工程师的指导下连夜缝制遮阳伞。完成的遮阳伞几乎是在发射前最后一刻被放入了阿波罗飞船(Apollo)内。1973年5月25日，皮特·康拉德、保罗·韦茨和约瑟夫·科尔文组成的Skylab2乘组乘坐土星1B运载火箭发射升空，大约6个小时后顺利到达了酷热难耐的天空实验室。他们用2个小时便组装好遮阳伞，并成功通过科学气闸将遮阳伞展开。这项工作不一会儿就有了立竿见影的效果——舱内温度逐渐下降，终于稳定在了比较舒适的25℃左右。同时他们发现：天空实验室的一面主太阳能电池板完全脱落，不知所踪；另一—面主太阳能电池板则被损坏的微陨石防护罩碎片缠绕，无法正常展开。康拉德和科尔文通过3小时25分钟的太空行走，费了九牛二虎之力将缠绕的碎片切断，太阳能电池板成功展开，空间站恢复了电力供应。

同年7月28日，Skylab3乘组航天员前往天空实验室，成功安装了带有隔热涂层的遮阳帘，彻底解决了天空实验室的“高烧”病。在无数科学家、工程师与航天员的通力配合下，这个耗资25亿美元的航天计划终于被挽救。而地面工程师也找到了这一系列麻烦的原因——在发射阶段，超音速的气流冲进了微陨石防护罩与天空实验室外壁间的缝隙，完全破坏了微陨石防护罩，同时摧毁了两个太阳能电池板中的一个。

天空实验室先后迎来了3批共9名航天员驻留，运行期间开展了百余项实验，在物理学、生命科学、材料科学、地球观测甚至电影技术领域获得了大量科研成果。其中里卡尔多·贾科尼依靠天空实验室的实验数据，在X射线天文学及太阳辐射研究领域取得丰硕成果，因此获得了2002年的诺贝尔物理学奖。

在最后一批航天员离去时，他们抬升了天空实验室的轨道高度，希望天空实验室能坚持到航天飞机到来。遗憾的是，NASA当时经费紧张，航天飞机的研制进度迟缓，天空实验室的轨道高度衰减也快于预期。在经过近6年的孤独等待后，天空实验室再也撑不住了。1979年7月11日，天空实验室飞入大气层，化作一道绚丽的火光，少量碎片掉落在澳大利亚西南部的无人区。因为NASA对天空实验室的解体速度和坠落位置的估计都存在比较大的误差，所以天空实验室未能像他们希望的那样坠落在南非开普敦以南的大海中。不完美的谢幕并没有影响天空实验室的历史地位，作为美国人在太空中的第一个家，天空实验室为美国积累了空间站设计和运行的经验，为后续的国际空间站计划奠定好了基础。

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