载人航天史上的死里逃生

文·图/姜森

40年前，苏联“联盟号T10A”宇宙飞船实施载人发射时，火箭底部突然起火，蔓延至整个箭体，随即发生剧烈爆炸。令人惊叹的是，飞船上的两名宇航员竟然奇迹般生还——这要归功于飞船配备的应急救生逃逸系统。

9月28日，俄罗斯《航天》杂志网站刊发题为《40年前的死里逃生》的文章，回顾1983年苏联“联盟号T10A”宇宙飞船发射事故，再现了人类载人航天发展的艰难历程，并强调了应急救生逃逸系统的重要性。

逃逸4 秒钟后，火箭爆炸

1983年9月28日晚，苏联哈萨克境内的拜科努尔航天发射场上矗立着一枚“联盟SL-4”型运载火箭。它即将执行发射任务，将“联盟号T10A”宇宙飞船及两名宇航员送往“礼炮7号”空间站。飞船返回时，要把空间站上一名驻守多日的宇航员带回地球。在火箭发射前两个小时，宇航员斯特列卡洛夫和基托夫登上“联盟号T10A”飞船。一切都井然有序，工作人员对火箭和飞船做了最后一次检查，然后向地面指挥中心报告“一切正常”。指挥中心随即下达了点火指令。

孰料，此时火箭尾部的发动机并未喷出火焰，一台助推器的外壳反倒燃起火苗。助推器中的燃料使得火焰蔓延得异常迅速，整个箭体都被吞噬！

烈焰和浓烟在夜幕之下显得格外醒目。此时，坐在飞船里的基托夫感到一阵剧烈的抖动，“就像一列有轨电车从身边驶过”。约3秒钟后，火箭一级燃料箱的涡轮泵在巨大的压力下爆裂，瞬间将燃料箱击穿。又过了3秒钟，火箭的颤抖更加猛烈了——这时两名宇航员才意识到：出事了！

燃料箱爆燃，冲天的大火灼烧着火箭，形势万分危急。坐镇地面指挥中心的发射行动总指挥舒米林将军，以及苏联火箭专家索尔达坚科夫立即决定终止发射行动，同时启动“联盟号T10A”飞船的应急救生逃逸系统。

载人航天火箭与普通的运载火箭有很大的不同，前者顶端有一个尖尖的装置，即飞船的逃逸塔。在出现危及宇航员生命安全的紧急状况时，逃逸塔会带着飞船脱离火箭，载着宇航员逃离危险区域。一般来说，火箭发射升空前的90—120秒是最危险的时段，逃逸塔在这个时段能够发挥作用。

“联盟号T10A”飞船经铁路运往发射场

苏联“联盟号”系列飞船的逃逸系统有4米多高，呈巨大的蘑菇状，以环形装配的12台固体燃料助推器为动力系统，配备多个装置，是一个极其复杂的系统。

舒米林将军第一时间推动操作杆，启动逃逸系统。但这时技术人员发现，位于火箭顶端的逃逸塔并未带着飞船脱离火箭，也就是说，系统发出的指令未能奏效。原来，传输指令的电缆已被大火烧断。好在，飞船设计有应急指令系统——舒米林将军立即发出无线电指令，随后，整流罩断开与火箭的连接。1秒钟后，逃逸塔带着飞船脱离了火箭。只见火箭顶端一团明亮的火焰升起，飞向黑色的夜空。就在逃逸塔脱离火箭4秒钟后，火箭爆炸了，剧大的冲击力和高温将整个发射台夷为平地。

救命的大风

从火箭起火到逃逸塔启动，其间只有短短的10秒钟。据当时在现场的苏联技术人员回忆，火苗已经蹿到火箭顶端，那里安装着用于接收应急无线电指令的天线。如果再晚几秒钟，那么这部天线就会被烧毁，地面指挥中心发出的无线电指令将无法被逃逸塔接收，两名宇航员将随着火箭爆炸化为灰烬。幸运的是，当时火箭发射场上刮起大风，火焰上蹿的势头被压制住了——这竟然成了宇航员死里逃生的关键因素。

逃逸塔启动后，极大的加速度使得两名宇航员的身体遭受了巨大冲击。尤其是在启动时，加速度达到惊人的17g，且时间长达5秒钟。逃逸塔升到1400米的高空后，其动力系统自动关机。随后，飞船的设备舱、返回舱和轨道舱依次分离，降落伞也随之打开。返回舱最终安全降落在发射台以东4000米的野外，两名宇航员安然无恙。他们创造了历史，成为载人航天史上唯一在发射系统爆炸后成功逃生的宇航员。

从1983年火箭爆炸事故中死里逃生的宇航员

事后的调查证实，“联盟号T10A”飞船发射前90秒，火箭助推器增压氮气管路的一个阀门失效，导致发动机涡轮泵空转过载，燃料泄漏后起火。舒米林将军因在此次事故中果断决策，保住了宇航员的生命，被苏联政府授予“英勇表现”勋章。

值得一提的是，当时美国北美航空和空间防御司令部的预警和侦察卫星，日夜监测苏联的所有航天发射行动。具体来说，美国侦察卫星负责监视苏联火箭发射场；当苏联宇宙飞船与火箭助推器脱离，进入太空轨道后，就位于美国预警卫星的监视范围之内。

当天晚上，苏联火箭发射失败并爆炸的情况被美国侦察卫星获知。太空轨道上的美国预警卫星也探测到了这次爆炸产生的热辐射，随后没有发现飞行器进入太空轨道。据此，北美航空和空间防御司令部向美国军方和政府汇报：“苏联‘联盟号T10A’飞船发射时发生爆炸，宇航员丧生。”后来，苏联宇航员奇迹般生还的消息传出，令美国颇感意外。

更早的一次死里逃生

事实上，苏联“联盟号”飞船的应急救生逃逸系统在更早的时候就曾发挥过作用。

1975年4月5日，“联盟号18A”飞船发射升空。288秒后，助推火箭到达145公里的高空。此时一二级火箭分离失败，二级火箭发动机点火后“喷”开一级火箭时，偏离了预定轨道。发射后第295秒，制导系统发现了这个问题，于是被迫 自动激活中止程序，并启动应急救生逃逸系统——如果不这样做，那么飞船不知会载着宇航员飞向何方。

逃逸塔带着飞船与火箭分离后，依靠自身的发动机高速掉头，实施再入大气层飞行。当时飞船上的两名宇航员被折腾得够呛，承受了超过15g的加速度，峰值高达21.3g。平安返回后，其中一名宇航员瓦西里·拉扎雷夫再也没有上过太空，因为他的身体在那起事故中受到了很大影响。

这起事故并非在飞船发射阶段发生，火箭也没有爆炸，所以其受关注的程度不及1983年的那起事故。但是，这是苏联宇航员首次在载人航天行动中死里逃生，“功臣”也是应急救生逃逸系统。总体来看，苏联“联盟号”飞船的应急救生逃逸系统的表现可圈可点。

载人航天是一个国家科技水平和航天实力的象征。美国前总统肯尼迪曾表示：“到达月球的是人而不是仪器，才能激发世界的热情和梦想。”然而，如果载人航天行动中不幸出现船毁人亡的事故，那么对航天科技的发展及国民信心来说，打击都是异常沉重的。

俄罗斯“联盟号”系列飞船从设计之初就配备应急救生逃逸系统，其核心是逃逸塔，用于火箭发射前约20分钟到发射后约100秒内的应急逃逸。一旦出现危及宇航员安全的紧急情况，逃逸塔上的固体燃料大推力发动机就会点火启动，带着飞船与火箭分离。

早期的应急救生逃逸系统存在隐患——逃逸塔拉拽整流罩一起与火箭分离，在一段时间后再与整流罩分离。其间如果出现异常，导致整流罩与逃逸塔无法分离，那么飞船就有可能坠毁。

为了消除隐患，苏联改进了“联盟号”系列飞船的应急救生逃逸系统，在整流罩上安装了4台发动机。这样一来，整流罩就可以主动脱离飞船。虽然这种设计要付出增重的代价，但宇航员的生命比什么都重要。

需要指出的是，飞船应急救生逃逸系统也有“主动闯祸”的记录。1966年，苏联的一艘“联盟号”飞船进行不载人发射测试，在火箭发动机未启动的情况下，逃逸塔的发动机突然自动点火，导致火箭在发射台上爆炸。

尽管如此，苏联及之后的俄罗斯一直没有放弃宇宙飞船的应急救生逃逸系统，而且不断对其进行改进，以增强有效性和安全性。

从弹射座椅到航天飞机

另一航天大国美国，载人航天应急救生逃逸系统的设计如何呢？俄罗斯《航天》杂志也进行了介绍和评价。

美国首款载人宇宙飞船“水星号”

美国航天在应急救生逃逸系统设计方面，最初并没有选择逃逸塔，而是参照军用航空工业的方案，为“双子星号”宇宙飞船的宇航员配备了弹射座椅，与战斗机配备的弹射座椅类似。然而，飞机的速度和加速度与火箭不可同日而语，飞船弹射座椅实际上只能在5公里以下的高度使用，不具备在整个发射阶段的应急救生功能。幸运的是，美国“双子星号”飞船没有遭遇过事故。

后来，美国为“水星号”飞船的“宇宙神号”火箭及发射“阿波罗号”飞船的“土星五号”火箭均配备了逃逸塔。“水星号”飞船在一次发射行动中，启动了航天史上首个应急逃生程序：1961年4月25日，美国计划用“宇宙神号”火箭将“水星号”飞船送入太空轨道。火箭升空20秒后失控，地面指挥中心在第42秒发出火箭自毁指令，并启动逃逸塔，携带飞船与火箭分离。飞船在到达7200米的顶点后开始下坠，最终落入大西洋。当时这艘飞船的任务舱内载有两个假人，初步验证了应急救生逃逸系统的有效性。

虽然认识到应急救生逃逸系统的必要性和有效性，但20世纪80年代美国设计出载人航天飞机时，竟然放弃了应急救生逃逸系统。

与宇宙飞船相比，航天飞机的最大优势在于自带发射动力，不需要火箭助推，可重复发射，但对于自身的重量有严格限制。在航天飞机最初的设计方案中，是配备了逃逸火箭（ASRM）的，但为了减重，最终定型的航天飞机删除了该系统。美国航空航天局（NASA）乐观地表示，航天飞机的固体燃料推进器极为可靠，即使在发射过程中出现问题，也能够将航天飞机推升到足够的高度，不需要应急救生逃逸系统。事实上，ASRM被放弃的真正原因是——可以让整架航天飞机减重44吨。

1986年，美国“挑战者号”航天飞机在发射后的第73秒，因推进器发生故障导致在空中解体，机上7名宇航员全部罹难。事后调查发现，航天飞机解体后，有部分宇航员还活着，他们是坠到海面上时因猛烈撞击而死亡的。如果航天飞机配有ASRM，那么部分宇航员就有生还的可能。

“挑战者号”事故发生后，美国民众关于强化载人航天飞行器逃生功能的呼声高涨。此后，NASA尝试对航天飞机的软硬件进行修改，以提高其安全性。但是，给已经定型的航天飞机嵌入ASRM，在设计上改动太大，而且仍然无法解决增重问题，所以这个方案最终无法付诸实施——航天飞机的安全隐患仍然存在。

2003年，悲剧再次发生：美国“哥伦比亚号”航天飞机在返回大气层时因发生故障而解体，7名宇航员遇难。数以百万计的观众在电视直播中目睹了惨烈的一幕……美国人终于意识到，如果不加装ASRM，那么航天飞机在安全性方面可以说是无可救药的。最终，美国放弃了航天飞机，重回载人飞船路线。2011年，美国的航天飞机全部退役。其新一代载人宇宙飞船全部配备了应急救生逃逸系统。