NASA前宇航員特里·弗茨Terry Virts講述從太空返回地球時的驚險(xiǎn)之旅
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)新浪科技（來源：Wired 撰寫：特里·維茨（Terry Virts） 翻譯：任天）：我是美國國家航空航天局（NASA）的前宇航員特里·弗茨（Terry Virts），曾參與過多次太空任務(wù)。航員回地我曾經(jīng)駕駛航天飛機(jī)進(jìn)入跑道，特里也曾乘坐聯(lián)盟號返回地面。弗茨今天，講述我將為大家講述我從太空返回地球時的從太驚險(xiǎn)之旅。
飛向太空
如果想讓宇宙飛船離開軌道返回地球，空返有幾個關(guān)鍵的前宇球步驟是必須要做到的。很顯然，航員回地最重要的特里就是改變它的飛行路線，使其向大氣層彎曲；緊接著，弗茨飛船就會遇到空氣阻力，講述然后被地心引力無情地帶回到地面。從太其次，空返飛船必須承受重返大氣層時的前宇球極端高溫。在飛機(jī)上改變飛行航跡傾角是一件相對容易的事情；向前推操縱桿，升降艙的氣壓會使飛機(jī)的機(jī)頭下降，距離地面就越來越近了。如果把操縱桿往后拉，地面上的景物又會再次變小。
然而，在太空中該怎么做？我們要感謝艾薩克·牛頓爵士。從他的理論中，我們學(xué)到了一個非常有用的技巧，可以讓宇航員返回地面。軌道力學(xué)決定了航天器在太空中的一次運(yùn)動，要想改變方向（向左或向右），就需要很高的“ΔV”，也就是“速度的變化”。因此，改變傾角或朝向是非常低效的。大多數(shù)人類飛船所攜帶的火箭燃料僅能使其航向向左或向右改變零點(diǎn)幾度。好消息是，我們不需要向左或向右移動，只需要向下就能回到地球。這就是那個有用的技巧——如果放慢速度，軌道就會下降。相反，加速會使飛船的軌道上升。這個技巧需要的ΔV比改變傾角所需的要少得多。
我的航天事業(yè)始于奮進(jìn)號（Endeavour）航天飛機(jī)，作為STS-130任務(wù)的飛行員，我們在2010年交付了國際空間站裝配序列的最后兩個模塊——寧靜號的節(jié)點(diǎn)艙和穹頂艙。幾年后，我乘坐俄羅斯的聯(lián)盟號飛船重返國際空間站。當(dāng)航天飛機(jī)和聯(lián)盟號要返回地球時，我們將飛船調(diào)轉(zhuǎn)方向，啟動引擎幾分鐘，將速度降低到每小時幾百英里，我們的軌道飛行軌跡向下彎曲，朝向地球。這將使飛船進(jìn)入大氣層，與最終的著陸點(diǎn)發(fā)生不可避免的碰撞。當(dāng)火箭點(diǎn)火時，可以說是一次溫和的飛行，加速度只有零點(diǎn)幾g，一點(diǎn)也不像好萊塢電影里宇航員尖叫和被撞到座位上的場景（這是發(fā)射期間發(fā)生的事情）。火箭燃燒結(jié)束后，我們有一些放松的時間，享受最后幾分鐘的失重狀態(tài)。在大約20分鐘后，飛船將在所謂“進(jìn)入界面”（entry interface，簡稱EI）接觸到大氣層，隨后就再也沒有放松的感覺了。
正是在進(jìn)入界面，航天飛機(jī)和聯(lián)盟號的經(jīng)歷發(fā)生了分歧，體現(xiàn)了二者設(shè)計(jì)上巨大的不同。航天飛機(jī)是一架宏偉的飛行機(jī)器，大約有客機(jī)那么大，一旦回到大氣層，它就能像普通飛機(jī)一樣傾斜、轉(zhuǎn)彎和機(jī)動飛行。與客機(jī)不同的是，航天飛機(jī)以每小時約17500英里（約合28000公里）的速度飛行，周圍被等離子體包裹，其溫度甚至與太陽不相上下。這些等離子體是由巨大的航天飛機(jī)與高層稀薄大氣中的氧氣和氮?dú)夥肿影l(fā)生難以形容的摩擦而產(chǎn)生的。
即翻轉(zhuǎn)又俯沖，奮進(jìn)號依舊是我經(jīng)歷過的最棒的一次航天飛機(jī)著陸
2010年2月，奮進(jìn)號航天飛機(jī)返回地球的那個晚上，從飛行員座位上看到的景象非常壯觀。一開始，有一束柔和的粉色光芒出現(xiàn)在窗外，然后開始輻射亮橙色，然后是紅色，并伴隨著頭頂窗口上方的白光閃爍，這讓我想起電影《異形》中的場景，閃光燈不停閃爍，而飛船正準(zhǔn)備自毀。
這是我最后階段的任務(wù)，都是在黑暗中進(jìn)行的，因此我能看到色彩豐富的等離子體中每一處細(xì)微差別。等離子體終于變成了灰色，我抬起頭盔面罩，向窗戶靠了過去。等離子體像池塘里的漩渦和水流一樣慢慢地旋轉(zhuǎn)著。我伸出手，把手從手套里抽出來，摸了摸窗戶，令人驚訝的是，窗戶一點(diǎn)也不熱。最奇怪的是有一個非常清晰而微弱的聲音，就像指尖輕敲柜臺的聲音。我以為會是燃燒或空氣沖擊的聲音。
具有諷刺意味的是，當(dāng)奮進(jìn)號因不斷增加的氣壓而繼續(xù)減速時，我腦子里的東西卻開始加速了。航天飛機(jī)的機(jī)翼所感受到的空速（氣流速度）逐漸增加，加速度的負(fù)荷也增加到大約1.5 g。由于軌道跟蹤系統(tǒng)并沒有將我們精確地帶到肯尼迪航天中心的跑道上，我們不得不利用航天飛機(jī)的大機(jī)翼，進(jìn)行了幾次S形翻轉(zhuǎn)，以飛向目的地。我們的第一次翻轉(zhuǎn)——將航天飛機(jī)從左轉(zhuǎn)到右——發(fā)生在中美洲上空，當(dāng)時我向窗外瞥了一眼，想看一眼下面飛馳而過的地面，但一切都在黑暗中，除了城市的少數(shù)燈光，我什么都看不見。
當(dāng)我們下降時，奮進(jìn)號顯示的空速（本質(zhì)上就是氣壓）在穩(wěn)步上升，而高度和馬赫數(shù)在下降（馬赫數(shù)1即音速，馬赫數(shù)5即音速的5倍，以此類推）。由于我們在著陸前幾分鐘仍然處于超音速，因此下方佛羅里達(dá)州的人們就聽到了一種非常獨(dú)特的雙音爆——來自航天飛機(jī)以超音速撞向空氣分子時產(chǎn)生的沖擊波，聽起來就像爆炸一樣。當(dāng)我們開始最后一次翻轉(zhuǎn)，然后與跑道對齊時，Zambo（我們的指揮官喬治·贊姆卡）就讓我駕駛奮進(jìn)號飛行了幾分鐘。作為一名試飛員，這是我職業(yè)生涯的亮點(diǎn)之一。
我們的“火箭-翻轉(zhuǎn)-飛船-翻轉(zhuǎn)-飛機(jī)”系統(tǒng)的飛行性能并不好。它有所謂的調(diào)和問題，在翻滾方面非常緩慢，但在俯仰方面卻非常靈敏。它還有一個與三角翼飛機(jī)相同的古怪特征——如果你將操縱桿向后拉以爬升，它的高度首先會下降一點(diǎn)，然后隨著機(jī)翼獲得更多空氣，它才最終爬升。在高海拔地區(qū)，這并不是什么大問題，但在跑道上著陸前的最后幾英尺，這會成為一個嚴(yán)重的陷阱，航天飛機(jī)的飛行員需要經(jīng)過廣泛的訓(xùn)練才能避免，因?yàn)橥蝗话l(fā)出拉高指令會導(dǎo)致驟然觸地。在這幾分鐘的操控時間里，我的工作是讓航天飛機(jī)保持在電腦指引所命令的中心位置。在我的短暫輝煌時刻之后，Zambo重新控制了奮進(jìn)號，進(jìn)行最后的進(jìn)近和著陸。
作為PLT（飛行員），我的下一份工作是當(dāng)啦啦隊(duì)員，也就是當(dāng)我們在外滑翔航線上執(zhí)行相當(dāng)于20度俯沖轟炸式的飛行路線時，我大聲地喊出高度和飛行速度。當(dāng)我們離著陸點(diǎn)還有2000英尺的時候，Zambo緩慢地拉起飛機(jī)，瞄準(zhǔn)跑道，進(jìn)行1.5度的內(nèi)滑翔。在300英尺的高度，我放下了起落架，這是整個任務(wù)中最重要的任務(wù)。Zambo使著陸的過程十分平順，非常完美，我偶爾會提醒他，這是我經(jīng)歷過的最棒的一次航天飛機(jī)著陸。當(dāng)然，這也是唯一的一次。不過，當(dāng)他把前起落架以適當(dāng)?shù)乃俣染_地降落到跑道上時，還需要進(jìn)行相當(dāng)多的駕駛工作；如果操作失誤，可能會導(dǎo)致猛烈的撞擊，機(jī)身會破裂。我們以將近每小時200英里的速度在跑道上狂飆，最終，Zambo把這架重達(dá)220000磅（約合100噸）的航天飛機(jī)停在了中心線上，我打開了降落傘使其減速。與此同時，一股火焰從軌道飛行器的尾部噴涌而出，那里是火箭燃料驅(qū)動的液壓泵排出廢氣的地方。STS-130著陸的視頻看起來就像電影《瘋狂的麥克斯》（Mad Max）里的場景。當(dāng)我們減速到每小時不到50英里時，我丟掉了降落傘，不久之后，Zambo發(fā)出無線電呼叫：“休斯敦，奮進(jìn)號，車輪停止。”我們終于可以再次暢快地呼吸了。
聯(lián)盟號的“心跳”返程
我更愿意把乘坐航天飛機(jī)著陸的經(jīng)歷比作是一次漂亮、平穩(wěn)的空軍著陸。但現(xiàn)，在讓我們回到距地球表面40萬英尺（約合122千米）的進(jìn)入界面，聊一聊搭乘聯(lián)盟號返回地球的感覺。我需要用不同的形容詞來描述那次經(jīng)歷。如果說坐在航天飛機(jī)里返回地球就像乘坐客機(jī)，那么搭乘聯(lián)盟號就更像是駕駛著一個保齡球。
第一個明顯的不同發(fā)生在進(jìn)入界面結(jié)束后不久，重新進(jìn)入大氣層的時候。這一次發(fā)生在白天。聯(lián)盟號、阿波羅號、SpaceX龍飛船和波音CST-100等太空艙都會像飛機(jī)一樣使用傾斜角轉(zhuǎn)彎，不過效率要低得多。盡管航天飛機(jī)的橫向航程超過1000英里，但從軌道返回的太空艙通常只能向左或向右轉(zhuǎn)50英里。當(dāng)我們在非洲上空疾馳的時候，我們會向右傾斜；我從艙口往下看，發(fā)現(xiàn)我們移動得太快了！在距地球250英里的軌道上，你不會注意到自己的速度，但那時，我們只高出沙漠和山脈50英里，而且仍然以每秒幾英里的速度飛馳而過。這一場景給我留下的印象太深刻了，以至于我在膝板上寫下了一些看不懂的筆記，試圖在那狹小的太空艙和笨重的宇航服中，勾勒出眼前稍縱即逝的景觀。
此時的進(jìn)入界面階段也有很大的不同。盡管我在窗外同樣看到了紅色/橙色/粉紅色輝光，但聯(lián)盟號要猛烈得多。首先，聯(lián)盟號在進(jìn)入界面前幾分鐘的一次大爆炸中分成了三個部分：1個空軌道艙、我們所在的下降艙和1個無人服務(wù)艙。在進(jìn)入大氣層后，聯(lián)盟號外部的隔熱層燒掉了。我從來沒有坐過在飛行期間會完全分離的飛行器，幸運(yùn)的是這是按設(shè)計(jì)進(jìn)行的。“我希望這種解體能最終停止”的想法確實(shí)在我腦海中浮現(xiàn)，但無論何種情況我都無能為力。當(dāng)我看到隔熱層的碎片（誰知道還有什么）從窗口附近飛過時，不斷傳來撕裂和砰砰作響的聲音。然后是降落傘。之前有過經(jīng)驗(yàn)的同事給我們做了一個簡要介紹，他們基本上是說，“你會覺得自己快要死了，但不用擔(dān)心，你不會的”。你知道嗎？我確實(shí)感覺我們都快死了。但是，多虧了那份簡報(bào)，我的意大利伙伴薩曼莎·克里斯托弗雷蒂（Samantha Cristoforetti），我的伙伴安東·施卡普列羅夫（Anton Shkaplerov），也是聯(lián)盟號指揮官，還有我，當(dāng)阻力傘打開的時候都興奮得不能自已。我們用俄語大喊大叫，“Rooskiy gorkiy！”，意思是“瘋狂的過山車！”在F-16圈子里，我們會稱這個飛行階段為“瘋狂大冒險(xiǎn)”（Mr。 Toad’s wild ride）。 翻滾持續(xù)了幾分鐘，直到主降落傘打開后，我們才穩(wěn)定下來，回到1g的水平。
接下來是等待，余下的幾千英尺中，我們緩慢下降，即將落在哈薩克草原上。就在一切似乎都平靜下來的時候，座位猛地從飛船底部抬起了大約1英尺。這其實(shí)是一個減震器，可以稍微緩沖一下撞擊。每個船員都有適合自己身體的座椅；大約兩年前，我的座椅就在莫斯科附近的Energia工廠澆鑄成型。在這個過程中，你要穿上白色的長內(nèi)衣，覆蓋你所有的皮膚，然后用吊車放到濕漉漉的石膏上。當(dāng)石膏最終定型，他們就會把你拉出來，瞧，現(xiàn)在你就有了為你量身定做的座椅襯墊。當(dāng)俄羅斯技術(shù)人員完成這個座椅時，他們在你的頭盔上方手工開辟出額外的空間，而我使用了這每一寸的空間。在地球上，我的身體沒有任何問題，但在太空中呆了200天之后，我長高了幾英寸，而我的頭頂正好碰到了座椅襯墊的頂部。
在座椅升起之前，駕駛艙已經(jīng)沒有多少空間了。我們都穿著笨重而又不舒服的宇航服，擠在大約相當(dāng)于你汽車前座大小的空間里，每一寸空間里都塞進(jìn)了小塊的設(shè)備。之后，我被擠到上面，控制面板和我的臉之間大概只有1英尺的距離。我的右臂撞在了艙壁上。我的膝蓋抵著胸部——你沒法伸展自己的腿，因?yàn)楸慌摫趽踝×恕Ｎ冶唤壍煤芫o，動彈不得。我右手拿著一根控制桿，它不能控制任何東西，但給了機(jī)組人員一些原始的安慰，使他們有一些表面上的控制能力，我的腿上放著一張清單。我對自己說：“好吧，我沒有幽閉恐懼癥，但如果在我的生活中有什么理由讓我恐慌的話，那就是現(xiàn)在。”我想我有兩個選擇：一是驚慌，這樣我就被牢牢綁住，動彈不得，完全沒有辦法；二是不驚慌，這樣我還是被綁住，動彈不得，完全沒有辦法。我選擇了第二個選項(xiàng)。
回到地球
一切都在同一時刻發(fā)生了。一聲巨響、爆炸聲、猛烈的撞擊聲，我似乎從座位上彈了出來，被甩到一邊。聯(lián)盟號在太空艙底部安裝了“軟著陸”火箭，目的是在撞擊前的一剎那點(diǎn)火，但我的建議是將它們重新命名為“非撞擊著陸”火箭，因?yàn)樽矒舻母杏X是實(shí)實(shí)在在的。我可以想象，開車撞到家附近的電線桿上的感覺，可能就像聯(lián)盟號飛船著陸一樣。但是，除了幾處輕微的瘀傷外，一體式座椅、軟著陸火箭和座椅減震器的組合使著陸過程十分安全。在我們著陸并360度旋轉(zhuǎn)回到直立位置后不久，艙內(nèi)有人問道，“我們還活著嗎？”我們?nèi)齻€人把手握在一起——我們活了下來，回到了我們的星球家園！
發(fā)射到太空，從0加速到每小時17500英里，乘坐一枚拖著火焰的火箭，搖晃著、咆哮著，你被壓在自己的座位上……這八分半鐘的太空之旅絕對是一種在地球上無可比擬的超級刺激體驗(yàn)。但是返回地球的旅程，緩慢地從每小時17500英里減速到每小時0英里，期間的感覺更是無比奇妙。許多國家都發(fā)射了火箭，但只有少數(shù)國家能成功地將人從太空帶回家，這是有原因的。重新回到地面是非常困難的。這是一次難以置信的經(jīng)歷，但也很危險(xiǎn)。如果你有機(jī)會體驗(yàn)這一過程，你會覺得自己快要死了，但相信我，你會沒事的。