國際空間站漏氣了，每天向外撒“黃金”，但NASA找不到這個洞

星問答計劃創作者，科學達人

本文參加百家號 #科學了不起# 系列征文賽。

國際空間站是由美國、俄羅斯、日本等16個國家在上世紀建造的用以人類在外太空長期居住和進行各種生命科學實驗的近地軌道飛行器。

1998年建成服役，自2000年開始空間站內就一直有宇航員值守，采用的是輪班制度，到今天已經安全運行了20多年。

隨著空間站各個艙段和攜帶儀器的嚴重老化，預計將在2014年退役。不過在它即將謝幕的時候，又出現了一個不大不小的問題，空間站又漏氣了。

由於空間站所處的軌道高度大約在568公里，這個地方只有非常少量的空氣分子，每兩個空氣分子的距離間隔至少在一公里左右。

因此國際空間站可以說完全處在真空之內，艙內艙外的壓力相差1個大氣壓。艙內一直保持這個壓力是為了宇航員能夠舒適的在艙內生活。

就像是待在地球表面一樣，為了滿足這樣的需求，艙內環境控制以及生命支持系統會不定時的向艙內按照地球大氣的成分比例注入氮氣和氧氣。

不過艙內的空氣成分可並不這麼簡單，有因為宇航員呼吸排出來的二氧化碳、以及各種電子設備和空氣反應生成的其他氣體、還有宇航員放屁排出來的廢氣。

所以成分還是比較複雜的，因此只給艙內供氣肯定不行，有害氣體堆積的比例增大，也會危害宇航員的生命安全。

因此在供氣的過程中，整個艙內的氣體還會進行過濾循環、以及排氣，以保證艙內氣體時刻滿足人員生存需求。

我們一直認為為了防止艙內空氣泄露發生氣壓降低，危機人員安全，空間站以及所有的載人飛船都會做到絕對的氣密性，不允許任何一點的空氣泄露。

但實際上並沒有這麼嚴格，因為任何航天器都會攜帶大量的儀器，並且與艙外連接，因此都無法做到絕對的嚴密，只要漏氣符合標准就行了。

不過空間站已經運行了這麼久，各個部位老化不可避免，當然也無法保障空間站的漏氣不會超過規定的標准。

就在2019年9月的時候，NASA就檢測到了有意外空氣泄露的情況，不過不嚴重，每天漏氣的量也不過200克。並且估計這個漏氣的孔小於1毫米。

與之相比一名航天員每天要消耗的空氣量要達到10千克左右，所以說這個量並不大，而且距離安全閾值也很遠，並不會威脅到人員安全。

最主要的是，艙內艙外壓差不大，就是一個大氣壓而已，這種小孔漏氣並不會像電影中那樣，會迅速的擴大，破壞飛船結構，導致飛船解體。

這就是為什麼2019年就發現了漏氣，到今年的8月21號才開始調查漏氣點。

所以說飛船小孔漏氣並不可怕，宇航員估計都習慣了。

不過這樣的漏氣也會造成嚴重的資源浪費。我們在地球上空氣隨便呼吸，不收費，但是空間站就不一樣了，那裏的每一口空氣都是用火箭送上去的。

每次火箭的發射費用、大量的燃料、貨運飛船的建造這些費用相當的昂貴，向空間站運送一公斤的東西，比同等重量的黃金還要昂貴。

因此每天泄露200克的空氣其實就相當於把300克的黃金撒到了外太空。現在已經撒了一年多，NASA還是比較奢侈的。

除此之外，出於安全的考慮，漏氣的情況也不會放任不管。上個月的20日NASA就開始查找漏氣點。

初步判斷漏氣的艙段為美國這邊，判斷哪個艙段漏氣其實很簡單，把所有的艙段都隔離開來，儀器自然能檢測到哪個艙段會出現壓力異常變化。

但是想要在一個艙段中找到漏氣的點卻非常困難，猶如在大海撈針一樣。

8月21日，美國的三名宇航員就在俄羅斯的艙段中待了近一個星期，但直到9月1日，NASA地面的控制中心依然沒有找到漏氣的位置。

所以說，現在看來想要通過傳感器分析漏氣點是不可能了，只能人為去聽、去找。

但是小於1毫米的孔肉眼很難分辨，再加上空間站內安裝了各種儀器，這個點很可能在某個儀器的背面，或者是某個隱蔽的角落。

想要找到它估計有點困難，未來的空間站估計要伴隨著緩慢的漏氣了。

總的來說，這次的漏氣無傷大雅，而且也不是第一次出現這種情況。

上圖是2018年8月29日，聯盟號MS-09飛船與國際空間站對接的情形。

當時俄羅斯聯盟號MS-09飛船上出現了一個2毫米的洞。這個洞處在連接聯盟號和空間站的軌道艙上，宇航員最後用環氧樹脂堵住了漏洞。

左圖：國際空間站聯盟號飛船上的一個洞。右圖：宇航員用環氧樹脂做的補丁。最後判斷這是一個制造缺陷。

2004年國際空間站上的一條電纜發生破裂，也導致了空間站出現漏氣，最後更換電纜恢複了正常。

這些都是一些小事故，宇航員可以自行處理。包括這次也一樣，並沒有明顯的氣壓下降問題，因此空間站中的宇航員非常安全。

不過在歷史上也出現過因為飛船嚴重失壓導致宇航員死於太空的災難，那是1971年的聯盟11號飛船，在於禮炮1號空間站成功對接返回的途中。

由於載人艙和軌道艙分離的時候震開了壓力閥，導致返回艙在一百多公里的高空迅速失壓，三名宇航員死於真空之中。

不過返回艙安全平穩著陸，地面上的人員滿懷欣喜的准備迎接三位英雄的歸來，但打開艙門的一瞬間發現三名宇航員就像睡著了一樣。

最後通過屍檢分析才發現他們死於真空窒息。這次的教訓也讓所有的國家認識到，返回艙返回的時候，宇航員一定要穿宇航服，以防止此類事故再次發生。