人造卫星在几百千米高的太空中自动地工作,一旦发生故障,甚至仅仅是一个螺钉松了或一根焊线断了,由于无法修理而报废,眼睁睁地看着科技人员多年的心血和亿万元的资金付诸流水。如果能够派人上去修理,或者把它从太空中收回来,带回地面进行修理,更换部分零件,补充一些燃料,然后重新把它送入空间为人类服务,就可以大大节省费用。
人造卫星在太空中工作了1年或2年以后,即使没有发生故障,到时候如果能派人上天或者回收下来,进行检查维护、更换设备、补充燃料,那么,就可以延长卫星的使用寿命,减少发射卫星的数量,节省航天活动的费用。
1981年航天飞机试飞成功,这种新型的航天器能往返于天地之间,配备有太空机械手、航天服和空间行走机。这就为航天员在太空中回收和修理卫星创造了条件,带来了希望。1990年1月,哥伦比亚号航天飞机出色地完成了回收一颗重约10吨的“长期暴露装置”卫星的任务,带着它返回地面,创造了回收卫星重量的新纪录。
用航天飞机从太空回收卫星,这已不是第一次了。1984年11月,发现号航天飞机就曾经回收过两颗出现故障的通信卫星,它们是“西联星6号”和“帕拉帕B2号”。这两颗通信卫星被运回地面进行修理。其中,“西联星6号”修好之后,改名为“亚洲1号”通信卫星。它就是1990年4月由中国运载火箭“长征3号”重新发射入轨的那颗通信卫星。
不过,将卫星回收到地面修理,不如直接在太空中就地修理,更节省费用。因为在太空修理,可以免去将卫星运回地面,然后再发射上天的费用。人们现在已经初步取得了在轨道上修理卫星的实践经验。
1980年2月美国将一颗名叫“太阳峰年”的人造卫星送入了轨道,用来观察和研究太阳的活动。太阳的活动与人类的生产和生活有密切的关系。太阳活动有周期性,每隔11年出现一次高潮,活动最剧烈。这个时期,科学家叫它“太阳峰年”。1980年~1981年就是太阳活动的峰年,是观察和研究太阳活动的有利时机。
可惜,这颗“太阳峰年”卫星只工作了几个月就发生了故障。美国本来打算立即派航天飞机上去修理,但是由于航天飞机的任务已经排满,而到太空去修理卫星,也有许多准备工作要做,所以,失灵的“太阳峰年”卫星一直在轨道上等候了将近4年,直到1984年4月,航天飞机进行第11次飞行时,才派人去修理。
顺便说一句,也就是在这次飞行时,航天飞机同时将一颗卫星释放在太空轨道上,这颗卫星就是我们在文章开头时提到的那颗在1990年1月被哥伦比亚号航天飞机带回的“长期暴露装置”卫星。
我们来看看,航天飞机是怎样在太空中修理“太阳峰年”卫星的。航天飞机进入太空后,先调整自己的轨道,使自己能渐渐接近“太阳峰年”卫星,直到距离“太阳峰年”卫星只有90米的地方。这时,有一位航天员打开机舱的舱门,走出坐舱。他头带盔帽,身着航天服,身上背着一个沙发靠背似的东西,叫做“空间行走机”。
航天员操纵着空间行走机来到“太阳峰年”卫星的跟前,看到卫星在旋转,转速大约每分钟50转。他用航天服上带的钩子钩住卫星,使自己和卫星连成一个整体。接着开动空间行走机喷气,使卫星停止旋转。
然后,航天员把卫星拖到航天飞机附近不到10米的地方。这时航天飞机上的长臂机械手就能够得着卫星了,航天飞机里的另一位航天员便操纵机械手伸出货舱,抓住卫星。与卫星连接在一起的那位航天员就松开钩子,脱离卫星。这时,这位航天员赶紧选好角度,打开照相机,把机械手抓起卫星放进货舱的场面拍摄下来。
机械手把卫星轻轻地安装在货舱里的支架上。航天员绕着卫星的四周飘来飘去,检查卫星上哪些仪器设备坏了,需要更换。检查完毕,他飘落到货舱里,卸掉背上的“包袱”——空间行走机,和另一名航天员开始修理卫星。他们把失灵的仪器设备取下,装上新的。更换好以后,地面控制中心通过遥控,对卫星上仪器设备进行一次全面的测试。检查合格后,再由机械手把卫星放回太空。一颗价格1.2亿美元的卫星因此得以“起死回生”,重新投入工作。
航天员的这些修理工作说起来很简单,但是在空间失重条件下做起来并不容易,即使是拧紧一个螺帽也不轻松。因为第一,航天员穿着鼓鼓囊囊的航天服,手臂活动很不灵活,弯腰屈膝也不方便。第二,由于手中的物体没有重量,用手摆弄它的时候不容易掌握好用力的大小。第三,人站立不稳,总是飘飘然地,稍用点劲,就会飘开或者翻起跟头来。
为了掌握在空间修理卫星的操作技术,航天员都要先在地面的大型水池里,反复进行模拟失重下的操作训练。
所以我们应该说,那次乘航天飞机去修理“太阳峰年”卫星的两位航天员,他们在太空中完成的任务,是非常出色的。