“联盟号”宇宙飞船由轨道舱、指令舱和设备舱3个部分组成,总重量约65吨,全长约7米。宇航员在轨道舱中工作和生活;设备舱呈圆柱形,长23米,直径23米,重约26吨,装有遥测、通信、能源、温控等设备;指令舱呈钟形,底部直径3米,长约23米,重约28吨。
“联盟号”宇宙飞船在返回大气层之前,会自动将轨道舱和设备舱抛掉,然后由指令舱装载着宇航员返回地面。
从“联盟10号”飞船开始,前苏联的宇宙飞船转到与空间站对接载人飞行,把载人航天活动推向了更高的阶段。
飞船
200公里
“联盟”号宇宙飞船在哈萨克斯坦的拜科努尔航天基地发射后,结束燃烧的第一级火箭、第二级火箭自动脱落,飞船持续上升。
约9分钟后即上午9时45时,在距地200千米处第三级火箭自动脱落,飞船按照预设进入绕地轨道,发射成功。
1967年4月23日,前苏联“联盟一号”载着宇航员弗拉基米尔·科马罗夫上校,在返回地球的过程中因主降落伞无法打开,高速撞击地面,减速发动机的燃料发生爆炸,搜救人员在残骸中仅仅找到几块骸骨!而科马洛夫上校在发射前就知道这是一次有去无回的任务!为什么还要强行发射,为什么科马洛夫还要执行任务?下文一一来解读!
联盟一号与美苏太空竞赛
前苏联宇航技术的发展超出了全世界的预料,“斯普特尼克1号”卫星在1957年10月4日发射升空,成为第一颗真正环绕地球运行的卫星,4年后的1961年4月12日,加加林乘坐“东方一号”宇宙飞船进入太空,在远地点为301千米的轨道上环绕地球一周,历时1小时48分,成功返回地球!前苏联成为第一颗卫星和第一个宇航员的双料王牌!
不甘示弱的美国人也在1962年2月20日也将宇航员约翰•格伦送入了太空,而且美国在苏联宇航事业全面领先的基础上制订了一系列超越苏联的计划,时任美国总统的肯尼迪在1961年5月25日宣布了登月的“阿波罗计划”,
美苏两个超级大国自此展开了为时数十年的太空争霸赛,大家都摸着石头过河,所以在后续的任务中发生了难以想象的惨烈事故,但没有一起比科马洛夫的事故更惨,因为这次事故本可避免!
联盟号系列宇宙飞船
在大家的印象中,联盟号飞船的安全记录极佳,自美国航天飞机退役后,联盟号飞船成了各国前往国际空间站的“御用首选”飞船,其实也是唯一,因为中国的神舟系列没有被授权对接国际空间站,欧洲和日本根本就没有载人飞船计划!
联盟号宇宙飞船最早来自科罗廖夫设计局提出的北方号方案,1959年开始开始研究,目的是替代上升号(第二代载人宇宙飞船,最早是东方号),计划作为登月飞船使用,但后来并没有被制造出来,这个设计后来演变成联盟-A,也就是最早期的联盟号飞船!
联盟飞船谱系
由于联盟-A继承自北方号,返回舱比较小,因此又更改设计变成轨道舱(BO)、返回舱(SA)、仪器舱(PO)、动力舱(NO)以及对接舱等模块的联盟-A-B-V型,但这个设计也没有被真正制造出来,最后演变成联盟-7K-OK、联盟-P、联盟-R等型号!
而联盟-7K-OK就是科马洛夫将要上天的型号!由于联盟-7K-OK设计进度非常仓促,并且测试过程非常不顺,为了保密期间,曾以宇宙-133号和和宇宙-140号为代号的进行测试飞行,宇宙-133号为中就曾严重偏离轨道,为防止其坠入中国境内,苏联人启动了自毁程序!宇宙-140号测试中则更惨,第一次发射导致火箭爆炸,一名工作人员丧生,两个月后再发射同样偏离轨道,飞船坠入咸海!
在日本被拍摄到的宇宙-133号的轨迹
以上就是科马洛夫的联盟-7K-OK飞船上天以前的背景,这样的飞船换谁都不敢上啊,这不是要命嘛?
科马洛夫为何还要执行任务?
据《Starman, The Truth Behind the Legend of Yuri Gagarin》这本关于前苏联航天的书中披露,这次任务分为两个阶段,科马洛夫的飞船首先上天,然后第二天再发射一艘飞船,两艘飞船在空中对接,科马洛夫转移到另一艘飞船上返航!
科马洛夫的飞船预计于1967年4月23日进行,安排在这个时候是因为要为五一劳动节献礼,因此一次科学探索任务变成了政治性质的任务,飞船在发射台上时就查出203处结构性设计缺陷,但没有人将此报告递交给最高领导,因为这背后是美苏竞争且苏联此时已经开始落后的压力所致,又或者是政治压力所然,但无论是哪种,这份报告都没有出现在苏联最高***勃列日涅夫面前!
据书中披露,科马洛夫的飞船替补队员是加加林,但很显然这只是一个安排,因为加加林是全世界第一位宇航员,他不容有失,所以科马洛夫在和朋友会面时说“这次飞行任务我不会再活着回来了”,他不想让好朋友加加林替他去死,所以科马洛夫义无反顾的登上了联盟一号飞船!但这个说法是否属实,无法考证!
1964年的科马罗夫
故障频发,科马洛夫一一解决,却未能挽救任务
发射当天,火箭系统出乎意料的飞船顺利,将飞船送入了预定轨道,但入轨后各种故障开始出现,首先是天线无法打开,然后是太阳能电池板只打开了一侧,自动稳定系统也出现了问题,科马洛夫的经验让他临危不乱,一一解决了这些问题!
当天晚上第二艘飞船进行了紧急维修,但比较可惜的是当天晚上拜科努尔的雷暴天气破坏了飞船的助推电气系统,导致任务被取消,因此科马洛夫只能乘坐原飞船返回!
拜科努尔发射场
飞船在围绕地球飞行到18圈时启动了制动火箭,联盟一号进入返回轨道,下降轨迹与防热护盾都正常运行,似乎胜利在望,到达30千米高度时开始打开减速伞,首先被拉出的是减速伞,飞船速度开始下降,最后是主伞,结果由于设计缺陷,主伞无法打开,然后又打开备份伞,结果两者缠绕在一起。
飞船速度仍然保持在40米/秒,反推火箭在落地前工作了,但由于速度太快,根本就无法有效减速,触地后火箭爆炸了,其燃料导致飞船外壳融化,飞船整个底部已经烧毁!当救援人员赶到时飞船仍然在燃烧中,由于没有收到宇航员死亡的信号,因此还呼叫了医疗救助。
最后救援人员将飞船从深深陷入地面的洞中挖出时,科马洛夫还在中央的宇航员座椅上,但已经面目全非,能整理出来的也就部分黑色不明物质,据资料保存完整的仅有腿部骨骼!
据《Starman, The Truth Behind the Legend of Yuri Gagarin》中描述,美国在土耳其的一个监听站截获了科马洛夫和地面的通讯,据称听到了科马洛夫最后时刻的咆哮声!
延伸阅读:谣言
人教版语文课本中有一篇悲壮的2小时,说的就是科马洛夫,尽管整篇文章非常感人,但却是彻头彻尾的谣言,因为科马洛夫从飞船无法打开降落伞到坠毁,不过短短数分钟,所谓的2小时根本就不存在,而在真正打开降落伞前是不会知道降落伞打不开的!
延伸阅读:阿波罗1号
1967年1月27日,美国佛罗里达州卡纳维拉尔角34号发射台正模拟地面测试的阿波罗一号指令舱突发大火,当时飞船内充满纯氧,且飞船舱门向内打开,燃烧的高压导致舱门紧闭无法开启,宇航员在短短17秒内被烧死!如此惨痛的教训在火灾后迅速得到改进,后续任务中再无类似灾难!
阿波罗11号为纪念14位已故的美国和苏联宇航员,旁边的是一个名为“坠落的宇航员”小雕塑
从1961年开始至今,已经成功的将500多位宇航员送上了外太空,也许未来的太空之路将变得更为便捷,但我们将永远铭记并缅怀这些长眠在通向宇宙道路上的先驱!
上文书讲到,两位宇航员都已经坐进了双子座 6 号飞船里边了。就等着发射了,哪知道发射任务被取消了,他们原本需要和阿金纳上面级进行对接。没想到宇宙神顶着阿金纳上面级升空以后,没了消息。后来传来遥感数据,阿金纳上面级已经爆炸了。那这次任务已经没有任何意义了。结果这两位宇航员闷了一身的白毛汗,乖乖地从飞船里边钻出来了。
那时候,美国的火箭发射频率非常高。大概两个月就要发射一枚载人飞船。所以,NASA 改变了计划,让双子座7号先升空,然后双子座 6 号晚发射,两艘飞船在太空完成对接联系,也就是尽量靠近,靠到脸对脸。但是当时还没有对接装置。是无法完成人员交换的,不过美国人有个大胆的想法,让 6 号的斯塔福德和 7 号的洛弗尔用太空行走技术,实现交叉换位。你去他船上,他去你船上。
宇航员没有一个同意的。美国人在太空行走刚刚搞了一次,这事儿难度太大了,最后只有作罢了。那好吧,就玩儿一次两艘飞船的接近 游戏 ,看看能靠到多近。
1965 年的 12 月 4 号,双子座 7 号发射了。洛弗尔和弗兰克主要的工作是测试人在太空里能不能坚持14天,也就是接近半个月的时间。因为时间很长,所以事先做了充分的准备。事先彻彻底底洗了个澡,连头发都洗得非常干净,一点头皮屑都没有。在太空这半个月肯定是没办法洗澡了。前一艘双子座飞船出现的问题是皮肤碎屑会到处飘,头皮屑也不是小事儿啊。他们在太空里,倒是可以用湿巾擦擦手擦擦脸。在座位后边还有个垃圾箱。毕竟时间长了,会产生不少的生活垃圾。
地面控制中心还要求他们收集一些排泄物,也就是尿液。结果他们差点弄撒了,还好没撒,他们对这个装置意见很大,万一不小心,太空船里边到处飘尿液液滴,这也太磕碜了。
这一次,安排他俩同一时间段休息,以前都是错开时间睡觉的。这一次可以舒服一点。也睡得足一点。美国东部时间早上 9 点钟,这两个宇航员被叫醒了,地面告诉他们出大事儿了。把两个宇航员吓了一跳,啥大事儿啊?地面告诉他们,有两架客机发生了相撞事故。一架是波音 707,一架是洛克希德的 星座 式。
这两位宇航员一听,这管我们屁事,我们的高度要比他们高 20 倍都不止。地面问他们,你们俩看到撞机事件没有,这俩宇航员这叫一个生气啊,他俩睡觉呢,啥也没看见。
这俩宇航员还伸着脖子往窗外看,地球太遥远,可以看见蔚蓝的大海,可以看到一朵朵的白云。可以看到佛罗里达半岛。噫?那是个啥?怎么海里出现白色的痕迹,紧接着冒出一道白烟啊?
宇航员们当时不知道,这是富兰克林号核潜艇在佛罗里达外海发射了一枚北极星潜射导弹。他们看见的是水下冒气泡的痕迹和导弹飞行的尾烟。所以啊,太空是有非常重要的军事价值的。啥都躲不过天上的眼睛嘛。
双子座7号在太空完成了 4 次变轨,稳定到了一个圆形轨道上,在这个轨道上,足可以维持 100 天不掉下去,就等着双子座 6 号飞船来汇合了。
双子座 6 号的成员组也在紧张准备。这一次任务代号变成了双子座 6A,毕竟这是多出来的一次发射任务。在双子座 7 号发射 8 天以后。斯塔福德和沃里坐进了座舱里,就等着发射了。要知道双子座飞船是采用纯氧环境,内部的气压比外部的低很多。人事先也要先吸氧,排除身体里的氮气。等适应了低压纯氧环境以后,再进入飞船。
双子座飞船本来就很窄,坐进去是很不舒服的。好不容易等到火箭点火,主发动机刚刚工作了 15 秒就突然刹车停止了。这可把两个宇航员给吓坏了,怎么关键时刻掉链子啊?宇航员的手都伸到了弹射拉环上,双子座飞船是靠弹射座椅救生的。但是从低压纯氧环境,突然弹出去,进入 1 个大气压的正常空气环境,人受得了受不了呢?他俩不知道。
如果是火箭已经起飞,发动机突然关机,再一屁股坐回发射台,那么就是一场涅杰林式的悲剧。整个火箭肯定要倒下来,肯定要炸掉。指令长沃里的脑子在一瞬间就要决定拉还是不拉。最后,他决定不拉,因为他没感觉到火箭在上升,应该是还在原地没动呢。果然,发动机开机时间太短了,火箭被发射架抱住,还没来得及动窝,暂时肯定是没有倒下去的风险,两个人算是赌对了。
事后这二位是一个劲的后怕,弹射座椅也是用固体火箭驱动的,弹射的时候肯定是屁股一溜烟,乖乖,舱里是纯氧环境,那简直是不敢想象。事后宇航员斯塔福德对媒体说,要是真的弹射,你们肯定会拍摄到两根大蜡烛从飞船里弹出来。NASA 在海军的中国湖试验场只做过非常潦草的测试,当时飞船座舱里充的是氮气,不是氧气。这二位算是捡回一条命。
卸除燃料花了 40 分钟时间。工程师们马上检查发动机,发现有个插头脱落了,导致了发动机熄火。后来再次排查,发现在马丁公司装配的时候。有个塑料帽掉进了管路,有可能会导致管路堵塞,好在被发现了。3 天以后,双子座 6A 再次发射,这一次宇航员非常顺利地进入了太空。
飞船绕着地球飞了 4 圈,逐渐靠近了双子座 7 号的轨道。6A 上的宇航员看见天边有一颗非常亮的星星,他还以为是天狼星呢。其实不是,这就是双子座 7 号。人家在轨道上已经转了 11 天了,你们怎么才来啊?
飞船的交会对接是非常复杂的事儿,因为在太空里,一切都是轨道,都是圆周运动。和飞机完全不是一个概念。比如说,你看见飞船就在前边,你要赶过去对接。你开小发动机一加速。你的轨道就升高了,轨道半径增加了,尽管你的线速度加大了,但是角速度反而变小了,你反而会远离目标。所以,反而需要稍稍减速,轨道下降一点。
斯塔福德和沃里有计算机辅助控制对接过程。两艘飞船彼此在靠近。就在此时,两艘船都进入到了地球背面,进入了黑暗之中。等到飞船转到阳面,双子座 6A 上的宇航员感觉一道阳光照进窗子,亮得有点刺眼。等眼睛适应阳光以后,望窗外一看,双子座7号就在几百米外的前面,看得清清楚楚。两艘飞船还在接近,逐渐接近到只有 36 米的距离。休斯顿的控制人员已经开始欢呼了,第一次有两艘飞船相距如此之近。
接下来的几个小时里,双方逐渐靠近,两边的宇航员一边唠嗑拉家常,一边操作。最后两艘飞船近到了只有 30 公分的距离。两艘飞船的状态非常稳定,太空里没有湍流,飞船是不会互相影响的。如果是飞机编队靠的这么近,气流会互相干扰。所以空中加油可不是个容易的事儿。
为了保险起见,双子座 6A 开小发动机使劲推了一下,和双子座 7 号分开了十几公里的样子。大家都要睡觉休息了,这是为了杜绝任何相撞的可能性。第二天,双子座 6A 开始返回大气层,最后落在了预定的海域,就在佛罗里达半岛附近。
双子座7号的两个人还有 3 天要过。你知道他们最后这 3 天是怎么熬过来的呀。他们在太空那么狭窄的环境里面足足憋了 11 天了。那真是百无聊赖,看太空都看腻了,没什么新鲜的。一直熬到最后一天,可算能够回家了。他们开反推火箭,进入返回的轨道。准确的落到了预定的海域,航母胡蜂号就在旁边等着呢。当他们被捞起来,放到胡蜂号航空母舰上的时候,两个人都疲倦的不行了,在航母上足足睡了一天。能在床上好好伸开了睡,真是太舒服了。
至此,美国人太空飞行的经验已经远远超过了苏联。苏联前期积累下的优势已经被消耗殆尽了。航天工业说到底拼的是国力。美国总统肯尼迪下定决心,不惜一切代价投入到了登月计划。而且副总统林登·约翰逊也是铁杆的支持者。在肯迪尼遇刺身亡以后,林登·约翰逊继任总统对航天计划一如既往地支持。但是苏联其实在航天方面并没有花那么多的钱。这几家设计局都处于竞争状态,或者说是内耗状态。互相攻击,已经是家常便饭了。
说实话,遇到这种情况,需要的就是领导一拍桌子,大喝一声“别吵啦”!然后直接下命令做决策。该用谁的方案,该如何分工。都要处理的清清楚楚。结果苏联是搞“诸葛亮会”,搞专家评议。专家们哪有那个胆子去拍板呢?只能是和稀泥,最后还是决定支持科罗廖夫和切洛梅分头行动,还是回到最早以前的方案,切洛梅搞绕月,科罗廖夫搞登月。唯一的改变就是科罗廖夫坚持,绕月飞船也要用他主导的联盟号飞船。这样可以保持绕月火箭的飞船系统和登月火箭保持一致,这样不就省了一份工作嘛,结果就把切洛梅气得够呛。
就在 1965 底,科罗廖夫病了。其实科罗廖夫的身体一直不算好,1960 年,科罗廖夫的心脏病第一次发作,于是他就去黑海边上修养。结果在疗养期间又发现了肾病。这都是当初在集中营留下的病根。医生都劝他,别这么不要命的工作啦,身体要紧。但是科罗廖夫的紧迫感是不允许他停下来的。
1962 年,科罗廖夫的身体毛病不断,肠道开始出血,被迫住院一段时间。到了 1964 年,他被诊断心律失常,住了 10 天的院,又被发现出现胆囊炎。后来又发生听力下降,估计是被火箭发动机巨大的声音吵的。到 1965 年底,他的被发现,大肠内有个息肉出血。1966 年 1 月 15 号他住进了医院,据说是苏联的卫生部长彼得罗夫斯基亲自主刀给他动手术。
其实科罗廖夫的病不是部长同志的专长。部长同志倒是好意,但是等到真的把科罗廖夫的腹腔打开,发现一个很大的肿瘤。作为主刀医生,彼得罗夫斯基处理的并不好,失血过多了。再加上科罗廖夫本人的心脏很弱,最后他就没能恢复过来。苏联航天事业最重要的主心骨科罗廖夫就这么离开了人世。当时他才 59 岁,年龄并不算老。
这一下,苏联的航天事业痛失擎天白玉柱,架海紫金梁。要知道在科罗廖夫的设计局,他是绝对的核心,完全是由他自己的技术眼光、领导能力以及和上下级的沟通能力在支撑。换个人是玩儿不转的。科罗廖夫的设计局由他的助手米申接手。米申是个不错的工程师,也是苏联科学院的院士。但是他显然没有科罗廖夫的魄力和领导能力。也不擅长和领导打交道。所以科罗廖夫的死,绝对是苏联航天界的一大损失。
真理报大字标题宣布了科罗廖夫的死讯。这时候全世界才知道原来这个人才是苏联航天领域最大的功臣。此前他一直隐姓埋名,以避免引起西方情报部门的关注。科罗廖夫被埋葬在克里姆林宫的墙外,算是享受到了极高的荣誉。
科罗廖夫死了,但是苏联的航天计划仍然在继续。米申继续按照科罗廖夫生前的计划继续准备所有的任务,当时的时间还是很紧张的。美国人的双子座计划和阿波罗计划都已经有条不紊的展开了。可是苏联这里仍然在磕磕绊绊。要载人登月,一方面是需要巨型的火箭,登月舱已经选用了最新的联盟飞船来改进。但是联盟飞船到现在还没经过测试呢。
联盟飞船的外形像是一口钟,和我国的神州飞船的样子很像。不再是苏联传统的球星。东方号和上升号都是球形的。钟形的好处是底部对着下落返回的方向,可以最大限度地减速。而且可以通过改变飞船重心对飞行角度进行微调。这是球型返回舱所不具备的能力。联盟飞船更大,这是真正为三个宇航员设计的飞船,足够的宽敞,当然载人登月的话,只能坐两个,还是尽量减轻重量。
联盟飞船专用的登月改造型顶部有个对接口。可以和其他飞行器进行对接。但是,这儿没有开门,也就是说登月舱顶在联盟飞船的头顶上。但是人是没办法从里面钻进登月舱的。必须穿上太空服,进行太空行走,从联盟号飞船钻出来,然后爬到前面的登月舱,然后开门钻进去,这多麻烦啊。没办法,登月舱是杨格尔的设计局设计的,本来就不是一家人,兼容性不怎么样。
一直到 1966 年的 11 月 28 号联盟号飞船的无人测试版本才第一次飞行,火箭是 R-7 系列的最新改进型号联盟号火箭,这次代号科斯莫 133 号。实验飞船也就不用联盟号的名字,这是苏联的习惯。
飞船的发射还算是顺利,毕竟 R-7 系列也还是比较可靠的火箭。本来打算再发射一艘联盟飞船和科斯莫 133 实现太空无人操纵下的对接。但是另一枚火箭出故障了,一台助推器无法启动,自动控制系统马上关闭了主发动机和其他几个助推器。工程师马上就上去修理,看看到底是什么故障。结果过了 27 分钟以后,又发生了一件诡异的事情,惹出一场大祸。我们下次再说。
#航天##太空#
新华社北京10月11日电(记者孙彦新 田兆运)由我国自主研发的神舟飞船,突破了再入升力控制、防热、舱段间分离等13项载人飞船的关键技术,总体性能达到国外目前正在使用的第三代载人飞船水平,并在很多地方有自己的优势。
载人航天工程飞船系统总指挥尚志,从五个方面介绍了神舟飞船的特点。
第一,起点高,一步到位。虽然中国载人航天工程起步较晚,但并不是从“加加林”时代的飞船起步:先搞无人飞船,再搞单人飞船,最后才是多人飞船,而是一步迈过美苏的40年发展历程,实现了跨越式的发展。
神舟飞船第一步就可载3人。第一次载人飞行,前苏联加加林只绕地球飞行一圈,而杨利伟却飞行了一天。国外载人飞船是从搭载小动物开始试验航天员环境控制与生命保障系统的,我国则采用了先进的现代装置——模拟人,模拟“航天员”所消耗的氧气与二氧化碳,通过先进的地面医监台测试“航天员”的生理信号变化。
第二,性能先进,智能化程度较高。神舟飞船是人类目前绕地飞船中最大的,仅返回舱就比俄罗斯的“联盟TMA”大30%。俄罗斯的设计师承认,联盟号在设计之初就留下了很多遗憾,返回舱过于拥挤就是其中之一。
神舟起步晚的后发优势,是可能利用信息技术的最新成果。从自动化控制、制导与导航到数据管理,从应对故障的冗余设计到液晶显示设备,神舟的电子技术和智能化水平远远领先。推进舱和轨道舱各有一对太阳能电池翼,并能自动对准太阳,保证飞船的充足供电,这也是神舟的一大特色,国外类似飞船或使用一次性电池,或完全依靠推进舱供电,电力供应水平较弱。
第三,用途广泛。神舟飞船是世界上惟一真正实现人货合运的载人飞船。飞船轨道舱在航天员返回后可以留轨工作半年,开展各种科学试验。飞船预留了交会对接机构和出舱活动部件的接口,可以作为空间站的救生艇,同时轨道舱也能作为未来空间交会对接的一个目标飞行器。
国外发射飞船一次是连续发射两艘,而我国的方案中是先发射一艘,其轨道舱与下一个飞船进行交会对接。具体来说,为实现交会对接,国外的发射是2N次,而我国的飞船发射是N+1次,以N等于5为例,国外需发射10艘飞船,而我国只要发射6艘飞船。
第四,投入少。飞船每发射一次所需经费达20亿元。神舟飞船由于设计合理,使得一船能够多用,节省了巨额的发射费用。中国走着一条低成本、高效益的载人航天发展道路。
第五,准备周期长,单件生产。俄罗斯的载人飞船几乎可以随时发射,而神舟飞船目前的准备周期在一年左右,每艘飞船都是单件生产并还在不断改进。预计到神舟八号左右,飞船将从试验性产品转为成熟产品,生产周期也将大大缩短。
人类目前有宇宙飞船和航天飞机两种用于天地往返运输的载人航天器。迄今为止,俄罗斯(前苏联)和美国先后研制了9个系列的载人飞船,分别是东方号、上升号、联盟号、联盟T、联盟TM、联盟TMA,和水星号、双子星座号、阿波罗号。目前正在使用的载人飞船除我国的神舟外,就是俄罗斯的联盟号系列飞船。联盟号飞船能载3名航天员,也是采用三舱结构,重7吨,比神舟轻约1吨。
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