一条胶带 救了国际空间站

在美国国家航天委员会2018年10月23日举行的第四次会议上，美国宇航局局长透露一条重要信息：尽管2018年10月11日俄罗斯联盟号飞船发射夭折，但下一批宇航员还是按照原计划飞往国际空间站。

消息一出举世皆惊，因为距离联盟号火箭升空失败才没几天——搭载美俄两名宇航员的联盟号火箭仅仅升空119秒后，突然出现异常，随后联盟号飞船逃生系统被激活，弹道式降落在400公里外，安全着陆。发射失败当天，俄罗斯联邦航天局宣布暂停所有载人发射计划。在事故彻底调查清楚前，很可能无限期推迟发射。

联盟号失事初步调查结论很快出炉：由于火箭四个捆绑式助推器其中的一个，没能以正确姿态抛弃分离，剐蹭到二级火箭，导致发动机失灵，从而酿成大祸。

俄罗斯联邦航天局对此曾表示，在恢复载人飞船发射之前，将进行三次无载人联盟号火箭发射，以确保安全性。在这种情况下，美国宇航局却宣布原计划不变，继续进行载人发射，难怪让人吃惊。

业内专家分析，其实无论是俄罗斯航天局还是美国宇航局都对联盟号火箭FG型挺有信心的。因为搭载联盟号载人飞船的运载火箭——联盟号FG型火箭，堪称俄罗斯航天界的王牌，一直承担着俄罗斯货运飞船、载人飞船唯一发射任务的重任。联盟号火箭+联盟号飞船，是目前全世界唯一往返国际空间站的载人航天系统。自2001年5月20日首发，一直到2018年10月11日前，联盟号FG型火箭总计发射64次，始终保持发射成功率100%的傲人纪录。但这一纪录被这次发射失败终结了。

在圣诞节前再次登上联盟飞船由联盟号FG型火箭送上太空的并不是那两名亲身体验发射失败的宇航员，而是重新排定的三名宇航员。而遭遇事故的俄美两名宇航员——阿列克谢·奥夫奇宁和尼克·黑格将被安排在2019年春天再次飞往国际空间站。毕竟经历过生死劫难的人，哪怕是全世界最危险职业的宇航员，都需要一段时间去休整，尤其是心理调整，这样才能恢复状态。

其实，不管美国还是俄罗斯，航天领域发生的大事小情都会引发众多关注。2018年8月30日，还曾发生了一件事，那就是国际空间站“漏气”了。

当时，与国际空间站对接的“联盟MS-09”飞船内的气压开始下降，突如其来的状况让宇航员大为震惊，他们马上开始寻找舱内气压出现的原因，最终在飞船舱壁板上发现了两个小孔，泄漏源是其中一个直径大约2毫米的洞。

幸运的是，漏气的位置在生活舱，而不是在返回舱，所以不会对飞船重返地球造成影响。尽管如此，也足够让航天员惊出一身冷汗，因为在外太空复杂环境条件下，任何一种可以造成飞船压力和氧气失衡的状况，都是危险的状况，都可能造成船毁人亡的后果。

发现漏气的小孔，在太空的环境下，怎样才能把这个孔堵上，欧洲航天局宇航员亚历山大·加斯特眼疾手快，迅速地捂住了这个小漏洞。不过最终的解决办法，是空间站的其他工作人员上来帮忙，用一种特殊的胶带成功修补了漏洞，保证了飞船整体的密封性。

事后有分析说，造成此次事故的原因可能为小型陨石撞击或飞船制造过程中的瑕疵等，此外还有另一说法更惊悚的：是美国宇航员故意在飞船上钻了一个洞，目的是让生病的宇航员可以被尽快送到地面。如果这一情况属实，后续俄美在航天领域的合作关系将会怎样发展不得不让人产生许多联想。

说在此次突发事件中立下汗马功劳的特殊胶带。这种特殊胶带就是一种叫作聚酰亚胺的胶膜，它可以在-269摄氏度到400摄氏度的范围内均保持优异的粘接密封性。关键时刻，密封胶成为了宇航员和飞船的保护神。

李言博士就职于中国航空制造技术研究院材料应用研究部，她的主要工作就是研发用于航空航天的功能化胶黏剂。她说，在联盟MS-09飞船漏气事件中出现的密封胶就是一种具有良好密封效果的胶黏剂，胶黏剂不仅在航空航天领域有着广泛的应用，而且在我们的生活中也大有用途，比如超市里琳琅满目的零食和饮料，上边的标签就是利用胶黏剂进行粘接的；人们常用的创可贴则是由一种医用压敏胶来提供粘接作用；而防盗门的边框需要用到一种聚氨酯发泡胶黏剂才能做到密闭严实；道路桥梁的加固和防水也需要用到胶黏剂；通讯设备中的电路电线更是需要胶黏剂进行固定。

李言说，上至航空航天飞行器，下到深海潜艇蛟龙号，人们的衣食住行等生活的方方面面都离不开胶黏剂。

随着科技的发展，传统意义上的胶黏剂已经很难满足需求。于是，就研究出了功能化胶黏剂。李言告诉记者，功能化胶黏剂是指其除具有粘接和密封特性之外，还具有光、电、磁、声、热等特性的一种胶黏剂。比如，具有生物相容性的医用胶黏剂——骨水泥，具有导电性能的导电胶带，具有光热特性的光热防护涂层等。功能化胶黏剂看似不起眼，但却用途大，是一种神奇而又低调的新型材料。

密封胶指标可能成为航天事故的潜在威胁

由于选用了合适的密封胶， 联盟MS-09飞船“漏气”事件最终有惊无险，但并不是每次航天事故都能这么幸运。历史上，因为飞船密封性问题引发的最为惨烈的事故是前苏联的联盟11号。在这次太空遇难事件中，三名航天员全部丧命。

根据当年参加现场救援的相关人员回忆，救援人员在打开舱门时，眼前看到的却是三位端坐的宇航员，他们睁着眼睛，面无表情，脸上能够隐约看到暗色斑块，鼻子和耳朵有大量出血。经事故调查，产生灾难的原因是返回舱的压力阀在返回舱与轨道舱分离过程中产生的强烈震动震开，引起密封性破坏，导致返回舱内空气泄漏，压力骤降，最终夺走了三名宇航员的生命。

中国航空制造技术研究院材料应用研究部李言博士说，很多时候单一性能指标满足需求并不能作为判断密封胶合格的标准。事实上，应用于飞船返回舱当中的密封胶除具有耐高低温交变和良好弹性外，还必须具有优异的耐烧蚀和绝热特性。其中任何一个性能指标不能满足需求，都有可能成为航天事故的潜在威胁。

专家告诉记者，根据密封胶使用部位的不同，要求各异，选择合适的密封胶至关重要。例如，用于火箭导弹和卫星等航天器上的密封胶，除需要满足一般工业用密封胶的性能外，还需要满足他们处于发射状态和发射、在轨道上运动及重返大气层等经历的各种特殊环境要求。而舰船搭载的导弹必须具有长期耐海水和盐雾侵蚀能力；用于飞机伺服机构的密封胶，需要满足120摄氏度到180摄氏度高温下耐航空液压油的要求，然而用在地球同步轨道上运行的航天器，其环境交变温度为-157摄氏度到120摄氏度。

用于有关部位的密封胶不仅需要具有适应严酷的交变温度特性，还必须具有耐高温粒子及电磁波辐射特性，并且在高真空环境下没有或极少有挥发物及可凝性挥发物释放出来，以免污染航天器上的高精度的光学仪器和有关部位。

目前我国的功能化胶黏剂在种类、特殊性能、质量等都有了巨大的进步，有些已经处于世界领先地位。

“神舟”一项重要改进和胶有关

神舟五号载人航天航天员杨利伟在一次接受媒体采访时提到，当年他在整个飞行过程中经历了两次最惊心动魄的时刻。第一个惊魂时刻是在火箭上升到三四十公里的高度，火箭的燃料与飞船舱体产生共振，附加到杨利伟身上是个高达6G的低频共振。人体本身对10HZ以下的低频振动非常敏感。杨利伟回忆说，当时他感觉自己的五脏六腑都要炸裂，内心一直处在心悸的状态之中。幸运的是，这种从内到外的无法承受之重，在持续了26秒之后，慢慢减轻。事后，经科研人员确定，这种共振主要来源于火箭的振动，而当时的减振材料没有有效抑制共振的产生。一旦这种低频共振真的与内脏的振动形成最大幅度的叠加，人体的内脏就可能无法承受，危险至极。第二个惊魂时刻是在飞船返回地面的时候，因为飞船速度非常快，尽管通过降落伞以及反推发动机大大降低了飞船接触地面的速度，但仍然存在很大的反冲力。据杨利伟回忆，神舟五号飞船在第一次降落之后发生回弹，造成舱内巨大的震动，致使他嘴角撞向了麦克风。

“如果回弹冲击的问题不解决，航天员在减振中不是嘴角而是其他致命部位撞到硬物，情况会怎样？”李言说，这两次惊魂时刻都与阻尼胶黏剂有关。如果当时神舟五号飞船使用的阻尼胶黏剂能够满足减振需求，就不会出现这两次惊魂时刻。让人欣慰的是，研究人员在了解到杨利伟的感受和遭遇后随即进行攻关，反复试验，最终经过长达五年的创新发展，使得共振问题在神舟七号飞船中得以彻底解决。

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