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美空间站残骸坠落,核污染未知?NASA却被罚款400美元

 ZHAOJINGZHOUA 2022-11-28 发布于安徽
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本文为《航天史》系列连载文章,本期为第 53 篇

作者:吴京平

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上文书讲到了天空实验室空间站面临着提前坠落的境地。主要原因是因为 NASA 总是装看不见,怀有侥幸心理,说白了就是官僚主义发作。现在不是肯迪尼时代了,那时候真是舍得花钱,而且是专门要做困难的事儿,简单的事儿,那时候人家还看不上眼呢。现在可不比当年了,主要的资金都用来研发航天飞机了。其他的项目都没什么钱。NASA 就盼望着航天飞机早日上天,天空实验室晚一点掉下来,这样航天飞机就能搭把手,把空间站往上推一下,这不就圆满了嘛。

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但是老天爷没给 NASA 机会啊,太阳大爆发,日冕物质大量抛射,通过一连串的连锁反应导致高层大气被加热,体积膨胀,天空实验室运行轨道上的空气密度比过去要大,阻力也变大了。所以,天空实验室会提前坠落大气层,航天飞机还早着呢,根本来不及了。

就在 NASA 召集一帮工程师来寻求对策的时候,巧不巧苏联人凑了个热闹。其实当时美苏关系已经缓和,美国打越战元气大伤。反正登月也赢了,NASA 也就没必要和苏联人虎着脸装酷对吧。真不是苏联人主动凑热闹,实在是意外事件。

这是怎么回事儿呢?苏联人的一颗卫星掉下来了。掉下来就掉下来呗,有什么大惊小怪的吗?这事儿闹大了。早在 1961 年,苏联人为了反航母的需要,需要建立一个太空监视网络,也就是说要发射一大批卫星,这个任务交给了切洛梅的设计局。

这个卫星监视网说白了就是在太空里用大功率雷达来监视海面上的船舶,要想看得清楚,雷达功率必须够大,而且轨道要够低才行。如果用太阳能电池板的话,面积太大,空气的阻力不能忽略,这样的话,卫星上去转不了多长时间就会掉下来。严重影响卫星的寿命,可是不用大号的太阳能电池板吧,电力又不够,那该怎么办呢?

切洛梅作为总设计师,就向上打报告,咱能不能用核动力呢?上边儿还真就同意了。所以这一批卫星采用的都是核动力技术。不过切洛梅的新火箭迟迟拿不出来,所以,上级就把这个项目交给了军械库设计局。我查不到这个军械库设计局是何方神圣,但是我知道,发射这一系列卫星用的是南方设计局的旋风-2 型火箭。

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旋风-2火箭

这种火箭就是用 R36 洲际导弹改装的,北约代号叫 SS-9。总设计师是杨格尔,他专为苏联军方设计洲际导弹,如果没有他,恐怕苏联的战略火箭军还要难产了。后来他参与了登月计划,登月舱还是他们负责设计的。但是最后也没用上,不过他们就此涉足卫星发射项目。毕竟导弹和运载火箭就是一码事。

不过苏联为了减轻卫星的重量,还是拆成了两个计划,一个是雷达监视卫星,一种是光学监视卫星,基本上可以满足要求。苏联的卫星都是用“宇宙 XXX”来当做代号。你也不知道这颗卫星到底是干什么用的。实际上,这一系列卫星都是由多个设计局完成的,用途各不相同。包括失败的飞船,统统都叫宇宙 XXX。所以弄得外界晕头转向。

这种海洋监视卫星上还是使用了核动力装置,这种装置是利用放射性同位素的衰变产生热量,利用这个热量来发电。这和一般的反应堆是不一样的。不过,苏联人还是喜欢用钾钠合金把热量从核心带出来。钾钠合金在常温下是液态的,金属嘛,传热效率非常高。苏联人也很喜欢在核潜艇上用这种技术。不过缺点就是对金属管道有腐蚀性,比较麻烦。也不太安全,不过放在卫星上,倒也还好,毕竟离得远。

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苏联海洋监视卫星使用的核动力装置

不过当时大家对核动力卫星比较反感,苏联人也就不敢宣扬。因为核动力卫星要是掉下来,造成核污染怎么办呢?谁也不愿意啊。其实那个年代,美苏两国都考虑过核动力飞行器。他们甚至研发了核动力飞机,但也是考虑到万一掉下来造成核污染的问题,最后也就不了了之了。美国人甚至开发过一款巡航导弹,他们的意思就是,这颗导弹一直在欧洲上空转悠。反正核动力,可以长时间飞行。万一苏联图谋不轨,想入侵西欧,那这颗导弹就一猛子扎下去,苏联人连反应时间都没有。结果这个计划可把欧洲人吓坏了。万一这东西掉下来,我们受得了吗?

所以,苏联人要考虑诸多因素,谁也不敢拍胸脯打包票,卫星不会掉下来,特别是这种低轨侦察卫星。所以,他们在这个卫星上安装了一个小火箭。发现不对劲,立刻就点火,把核动力装置推到 930 公里高的轨道上,这样就可以确保这个玩意儿不掉下来。

1970 年,苏联发射了宇宙 367 号卫星,这就是海洋监视卫星网的第一颗卫星。结果这颗卫星发射以后 110 分钟,就出了故障。反应堆太热了,周围的设备都受不了,开始融化了。小火箭嗖地的一下就把核动力装置给送出去了。好在靠着备份的太阳能板做了实验,算是部分完成了工作。

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宇宙954

一直到 1975 年,苏联人的监视卫星才趋于完善,总算是可以安安稳稳的工作了。也不需要装太阳能电池板,完全靠内部的核动力装置提供能源。组网不是一颗卫星能完成的,必须发一大堆。所以越来越多的核动力卫星被发射到了太空。哪知道,到了 1977 年,又出事儿了。苏联发射了一颗新卫星叫宇宙 954,这颗卫星的重量达到了 3.8 吨,装了 50 公斤的核燃料,这些铀 235 依靠衰变释放热量,然后用这些热量来发电。哪知道,这颗卫星在太空运行了 3 个月以后出了问题,完全不受控,只能听天由命。卫星的轨道越来越低。

美国人也不是吃干饭的,北美防空司令部负责监视太空里的可疑目标。宇宙 954 号轨道突然降低,美国人马上就发现了。他们立刻找苏联人交涉,你们那颗卫星咋地啦?苏联人只能实话实话说,这颗卫星失控了。本来小火箭应该在出现问题以后,把反应堆从卫星上摘下来,推到 900 公里的轨道,在这个高度上要过千年万载才会掉下来,到那时候,铀 235 也已经衰变得差不多了,也就不用再担心啥了。但是这一次,小火箭没启动,所以这个核反应堆肯定会跟着卫星一起坠落下来。不过苏联人还是有信心的,这些东西会在大气层内完全烧光,最后分散在整个大气之中。被充分稀释以后,放射性微乎其微。

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老特鲁多总理

按照美国人的计算,这颗卫星很可能掉在加拿大境内。可把加拿大总理特鲁多吓了一跳。没错,当年加拿大的总理也叫特鲁多,就是如今这位特鲁多总理他爹。老特鲁多总理能不着急吗?50 公斤的铀 235,估计可以拿去制造好几枚核弹了。其实呢,苏联当然不会用武器级的铀,浓度不会太高。估计他们也不舍得用铀 235 这么贵的东西。也可能是用钚 238,这东西比较适合做同位素电池。

美国总统卡特倒是不以为然,他是核工程师出身,他是美国少有的理工科出身的总统。再说了,反正掉在人家家里,又不是美国,怕啥?如果能捡到苏联卫星的残骸,说不定还能掌握一些有用信息呢。

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宇宙954的散部范围

到了 1978 年 1 月 24 号,宇宙 954 号跌跌撞撞地掉进了大气层。苏联人说这颗卫星基本上被烧光了。可是很多加拿大人看到了残骸从天而降,散布在了贝克湖地区。当时湖里有一支赛艇队在集训,他们看到了掉下来的碎片,据说他们还接触了碎片,沾染了放射物质。

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美国和加拿大共同组织了“晨光行动”,派出搜索队,沿着长达 600 公里的路线搜索宇宙 954 号卫星的碎片。加拿大地广人稀,搜索队搜查的范围比江苏省的面积还大。搜寻时间从 1 月 24 日开始,一直持续到当年的 10 月份。在找到的 12 片大型卫星残骸中,有 10 块具有放射性。

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特鲁多总理当然不干了,苏联的核动力卫星给我国造成了大面积的放射性污染,这事儿怎么能就此拉到呢?他逼着苏联人赔款,开价就是 600 万美元。苏联人讨价还价,压到 300 万,而且还有条件,那就是这件事儿彻底完结,以后别再找苏联的麻烦。加拿大倒是答应了,这事儿就这么过去了。

后来,苏联还出过几次类似的事儿,每次都弄得大家提心吊胆的。能不用同位素电池,还是尽量别用吧。不过呢,有些事儿是免不了的,比如嫦娥月球探测器,就必须靠同位素的放射性衰变产生的热量来保暖,防止探测器在月球的黑夜冻死,该用还是要用的。

苏联人的核动力卫星掉下来了,关美国人什么事儿?为什么这件事儿给美国人造成了麻烦呢?道理很简单。天空实验室也保不住了嘛,NASA 勉强坚持到 1979 年的 7 月份,实在坚持不住了,天空实验室不可避免地要走向坠毁。人家苏联的卫星才不到 4 吨重,你家天空实验室 80 多吨啊,掉下来是多大一坨啊?地面上的人都很担心,万一天空实验室空间站里也有什么不干不净的东西,叫我们咋整啊?

美国 NASA 一个劲的解释,我们的天空实验室是干净的,没有核动力装置。他们解释了也没用啊。不信的人,你说啥都不信。人家连你登月都说是假的,还能听你解释?西方的记者对苏联卫星坠落大肆渲染,弄得大家人心惶惶,现在轮到美国空间站掉线来,主流媒体再想带节奏,息事宁人,恐怕完全做不到嘛。难怪 NASA 担心这件事儿会影响到自己的声誉。

再说了,那时候是没有自媒体,但是各路小报很多。有的小报甚至开出价码,谁能第一个把天空实验室的残骸碎片拿到报社,报社奖励 1 万美金。这真是不嫌事儿大。重赏之下必有勇夫,那种不怕死的人有的是,一个个的摩拳擦掌跃跃欲试。

NASA 顿时一个头两个大,他们可不希望残骸碎片掉在地上,最好是掉到海里。所以,NASA 的工程师努力给空间站发指令,开发动机推一推,千万别掉在有人的居住的地方。但是天空实验室只有调整姿态的发动机,也没办法做太大的调整。况且进了大气层以后,天空实验室不规则的外形根本不好估算气动效果。如果空间站解体了,全碎了,就更不好预计了。

北美防空司令部的测控网全面监视着天空实验室的姿态。尽可能准确预报它的轨迹。全世界的监控雷达也都紧盯着这个即将坠落的空间站。在华北的野狐岭,我国的一座大型相控阵雷达也在紧盯着天空实验室的轨迹。这就是大名鼎鼎的我国第一代战略预警雷达 7010 雷达,它的主要任务是监控苏联方向来袭的导弹。偶尔也干干监控航天器的工作。它只开了 1/4 的收发单元就看到了天空实验室,毕竟这家伙发射面积大嘛。

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天空实验室冲进大气层

我国科研人员可不是吃素的。他们一直在监控天空实验室的动向。预测出来的轨道数据和美国人相比,并不逊色。本来,美国人是想让这个空间站掉到南非的开普敦东南 1300 公里的地方,可惜人家天空实验室不太听话,多飞了一段,掉在了澳大利亚西部的陆地上。好在澳大利亚也是地广人稀,没造成什么麻烦。

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天空实验室的残骸被拉去当布景

9 天后,附近的帕斯正好举办“环球小姐”选美比赛时,还把天空实验室的一块残骸拉去装饰舞台,这倒是应景啊。看来那时候,人家就已经定下志向,打算冲出地球,移民宇宙了。咱们那时候还是比人家差啊,那时候我们只能卖“宇宙牌香烟”啊。

当然,也不是所有澳大利亚人都是这么乐观,有个小镇居然就给 NASA 开了个罚单,400 美元,乱丢废弃物,破坏环境。NASA 压根给没给钱。

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NASA根本没理这张罚单,倒是30年后加州的一个电台DJ支付了这笔罚款

反正到此为止,天空实验室空间站彻底终结。美国的第一个载人空间站 Game Over 了。下一个空间站可就不是美国一家自己搞了,而是展开国际合作。拉了一堆的小伙伴们愉快的玩耍。当然也缺不了和俄罗斯的合作。

要知道 1979 年可是转折的一年,因为这一年年底,阿利亚纳 1 号从法属圭亚那的库鲁航天中心发射成功,世界航天界的玩家又多了一个,欧洲人打算联合在一起,跟美苏两国展开竞争。

1975 年,印度在苏联的火箭发射场发射了自己的一颗卫星,到 1980 年,印度在自己的发射场又成功发射了一枚卫星。至此,航天界的第二梯队基本成型,玩家是越来越多了。

美国和苏联最开始搞合作,考虑的就是对宇航员的救援工作,万一哪国宇航员遇上麻烦了,另一国是不是可以伸出援手呢?苏联 1970 年上映了一部电影,讲的就是这档子事儿,苏联以博大的胸怀,救了落难的美国宇航员,这个信号被美国人看在眼里,看来是有希望。后来,尼克松和苏联部长会议主席柯西金正式签订了协议,要在 1975 年实现阿波罗和联盟号飞船的对接。也就是所谓的阿波罗-联盟任务。地上的领导人要握手,太空里的宇航员也要握手,这多有象征意义啊。

于是,列昂诺夫急匆匆地赶赴美国。在此之前,他在苏联已经接受了大量的培训,特别是英语培训。这一次他要去休斯顿和美国的同行们切磋交流,技术上的麻烦事还多着呢。我们下次再说。

还不过瘾?看看上文:

太阳有多可怕?打个喷嚏就能摧毁地球?天空实验室命不久矣?

保护罩掉落,空间站内部差点被烤熟?美国天空实验室如何工作?

NASA丑闻:宇航员也难抵金钱诱惑,高价偷卖“太空”邮票?

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