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载人飞船已经开创了载人航天新时代

时间:2023-01-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:载人飞船一、宇宙飞船开创载人航天新时代在开发宇宙飞船方面,前苏联一马当先。研制“联盟号”的主要目的是试验和掌握飞船在轨道上的交会、对接和机动飞行等基本技术。据《莫斯科新闻》刊载的文章披露,在前苏联“联盟1号”宇宙飞船上天之前曾发生了3次严重事故。不久,前苏联又开始第二次无人驾驶飞船的飞行试验,这次因火箭自动发射程序装置出现事故又导致出师不利,造成在发射台上箭船爆炸自毁的严重事故。
载人飞船_跟我上太空

载人飞船

一、宇宙飞船开创载人航天新时代

在开发宇宙飞船方面,前苏联一马当先。1961年4月12日前苏联在最后两艘无人飞船连续发射成功并顺利返回地面之后,又将载有世界上第一名航天员尤里·加加林的“东方号”飞船准确地送入近地轨道,飞船环绕地球近地轨道运行一周,历时1小时43分后,安全返回地面,从此拉开了载人航天帷幕。两年之后,前苏联又先后发射了6艘“东方号”飞船,除继续考验航天员座舱,试验手控和自控机构以及安全返回系统等飞船性能外,还对延长航天员在太空的逗留时间,女航天员上天和两艘飞船编队飞行等进行了全面详细的试验。

前苏联的第二代飞船“上升1号”前身实际上是“东方号”。其主要目的是要抢在美国“双子星座号”飞船发射之先,将3名航天员同时送入轨道。因此,“上升1号”飞船只不过把座舱改装成能容纳3人的结构。从1964年至1965年短短一年间,前苏联共发射了两艘“上升号”飞船,其中1965年3月18日莫斯科时间10点发射的第二艘“上升2号”只载有两名航天员,但飞船增设了一个气闸舱。当飞船进入497.7×173.5公里的椭圆轨道后,航天员列昂诺夫在另一位航天员别列亚耶夫的协助下,将“生命支持系统”背包放在压力航天服外,吸足纯氧,做好出舱太空行走前的一切准备。为了不和飞船失去联络,列昂诺夫系上了一条5.35米长的绳子,绳子里还包了一根电话线。当飞船飞到第二圈时,在确保座舱密封完好的情况下,列昂诺夫打开了座舱向内开的舱盖,在别列亚耶夫“祝你走运!”的祝福声中,进入密封过渡舱,接着给自己的航天服增压,最后他打开外盖,从过渡舱出走太空。据事后他本人回忆说:“离开舱门瞬间,就像酒瓶的木塞一样弹射出去了。”列昂诺夫出舱后,在太空漂浮翻筋斗,足足有10多分钟。列昂诺夫不仅以他的勇敢行动使其成为人类第一个太空行走的探险者,而且足以证明,人类只要穿上太空服,背上“生命支持系统”,完全可以在广阔无垠的太空行走自如。

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“联盟号”飞船

前苏联的第三代宇宙飞船“联盟号”在技术上比“上升号”、“东方号”要先进,因为该宇宙飞船具有轨道交会和对接能力。研制“联盟号”的主要目的是试验和掌握飞船在轨道上的交会、对接和机动飞行等基本技术。随后研制的“礼炮号”空间站上天后,“联盟号”便理所当然的变成了接送航天员的天地往返运载工具。“联盟号”由轨道舱、返回舱和推进舱组成,总重6.8吨。从1967年4月至1981年5月,共发射“联盟号”40艘。1979年以后,“联盟号”稍加改动,成为一种可运载3名航天员的改进型,取名“联盟T号”,共发射15艘。1986年以后,“联盟T号”又演变成“联盟TM号”这种飞船至今仍在使用,成为前苏联给“和平号”空间站接送航天员的重要交通工具。

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“联盟号”飞船升空

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“联盟T”号飞船

1963年6月16日是前苏联宇航员捷列什科娃永生难忘的日子,因为就在这天她作为世界上第一位女航天员乘“东方6号”飞船升空,在地球轨道上停留2天22小时50分后平安返回地面,开创了妇女航天的先河。从这之后,前苏联宇宙飞船又屡创世界纪录:除前面已经提到的列昂诺夫成为第一个在太空行走的航天员外,由沙塔洛夫驾驶的“联盟4号”飞船和由沃雷诺夫等3名航天员驾驶的“联盟5号”飞船在轨道飞行中首次实现对接;1969年10月,“联盟6号”飞船与“联盟7号”、“联盟8号”飞船在太空顺利完成3艘载人飞船的编队飞行;次年6月,“联盟9号”飞船为了考察长期失重环境对人体的影响,在太空轨道上持续运行18天,创造了20世纪70年代载人飞船在太空逗留时间最长的记录。

最富有政治意义的一项记录是1972年5月24日,美国总统尼克松和前苏联部长会议主席柯西金签署协议,美国的“阿波罗”飞船与前苏联进行一次在太空对接并联合飞行的合作计划,但是由于各种原因,该项工程实际于1975年7月24日实现,对接飞行的是“阿波罗”飞船和“联盟19号”飞船。1975年7月15日“联盟”火箭载着“联盟19号”飞船从拜科努尔发射场升空。过了7小时30分钟后,“土星1B”火箭载着“阿波罗”飞船从肯尼迪航天中心升空,开始追赶“联盟19号”。7月18日两艘飞船成功地实现对接,当对接口舱门启开后,乘坐“联盟19号”的机组成员列昂诺夫、库巴索夫和“阿波罗”飞船的航天员斯塔福德、布兰德和斯莱登热情地握手,互相问候,并在短暂的会面中结下恋恋不舍之情。这次历史性的对接,使“联盟号”又创下了一项前苏联和它的太空竞赛对手美国在太空进行首次“握手”的历史记录。

摘取成功桂冠的背后,又有多少人知道这里面的痛楚与伤悲呢!据《莫斯科新闻》刊载的文章披露,在前苏联“联盟1号”宇宙飞船上天之前曾发生了3次严重事故。第一次是1966年11月当第一艘无人驾驶的“联盟号”进入地球轨道后,立即发现飞船无法实现姿态稳定,根据返回轨道预测,回收舱有可能坠落于中国境内,被迫引爆飞船上的自毁系统,将飞船在空中炸毁,损失惨重。不久,前苏联又开始第二次无人驾驶飞船的飞行试验,这次因火箭自动发射程序装置出现事故又导致出师不利,造成在发射台上箭船爆炸自毁的严重事故。1967年2月,前苏联又仓促进行第三次无人驾驶飞船的飞行试验。这次虽然在发射和绕地球飞行中比较顺利,但飞船在返回地球过程中出现故障,回收舱偏离预定回收区,沉入咸海10米深的海底。尽管3次无人驾驶飞船在试飞中都出现严重故障,而且问题并没有得到可靠的排除,但当时前苏联和美国紧张的登月竞赛已进入如火如荼阶段,为了抢在美国之前实现登月壮举,于是前苏联当局冒然决定于1967年4月23日,实施“联盟1号”飞船的第一次载人飞行,结果,由于设计上的缺陷,准备尚不充分,当航天员科马罗夫操纵飞船返回舱从太空返回地面时,引导伞展开后,主伞却未能展开,当备用伞展开时,却又与引导伞缠在一起,结果科马罗夫随同返回舱一起全军覆没,成为载人航天飞行中牺牲的第一位航天员。

据国外报道,20世纪60年代前苏联因尽快登上太空而导致的事故共牺牲4人,代价是相当沉重的。面对前苏联宇宙飞船的捷报频传,美国紧跟不舍。20世纪50年代末,美国为了尽快缩短与前苏联在航天领域的差距,取得航天领域的领先地位,制订了一个雄心勃勃的“阿波罗”载人登月计划。此计划包括研制发射“水星号”,“双子星座号”和“阿波罗号”三代载人飞船。

美国最开始生产的第一代“水星号”飞船只能乘坐1名航天员。研制的最初想法是为了研究和解决人在太空环境中生存和工作的问题,如人能否经受得住在飞船起飞、轨道飞行和再入时的重力变化,考察失重环境对人体的影响,人在失重环境下的工作能力以及解决航天员安全返回地面等工程问题。这项研制计划从1958年10月开始,至1963年6月结束。在这4年多时间里,先后按无人飞行、动物飞行和载人飞行三个阶段共计进行了14次飞行试验,这一点似乎比前苏联要显得稳重得多,其间包括从1961年5月至1963年5月的6次载人飞行。飞船外型似一个圆锥形,顶部直径0.5米,底部直径1.83米,高2.9米,重1.35吨。“水星号”轨道倾角为32.5°~32.8°,轨道高161~267公里,返回舱在海上进行回收。6次载人飞行中,前两次是绕地球不到一圈的弹道式飞行,后4次是绕地球近地轨道运行。通过“水星号”飞船的发射试验,美国人确认人可以经受住飞船在整个航行中的重力变化,并具有在失重环境下的工作能力。

“阿波罗”飞船就是为了克服舱活动在不受微动条件下也可长期飞行的情况下孕育而生的。飞船外形像一个巨大的倒置漏斗,呈圆锥形。飞船高5.7米,底部直径3米,顶部直径0.8米,总重3.7吨,自主飞行的最长时间达14天。飞船分服务段和再入段两大部分。服务段在飞船后部,由制动火箭舱和设备舱组成,在飞船重返大气层再入前,服务段被抛掉坠毁。再入段由交会回收舱,再入控制舱和航天员座舱组成。其中,交会回收舱位于飞船最前端,内装有交会雷达、自动驾驶阀和回收降落伞等设备;再入控制舱装有供再入控制姿态用的小推力姿控发动机、推进剂和充气瓶等;航天员座舱呈截锥型,装有弹射椅、食品、饮用水、环境控制系统以及制导通信设备等。“双子星座”研制计划从1961年11月至1966年11月,历时整整5年,进行无人飞行和载人飞行共计14次飞行试验,其中包括自1965年3月至1966年11月的10次载人飞行。

美国从1950年10月至1966年11月,花去总共8年的时间,通过以上两代载人飞船的研制和发射,取得的重大成果主要有:在1961年,先后有两个航天员完成直上直下的亚轨道飞行,飞行高度1864米,飞行距离480公里,飞行时间15分22秒。之后,美国于1962年2月20日发射成功“水星6号”飞船,把航天员格伦送上地球轨道,在太空飞行4小时55分钟后返回地面,成为美国第一个绕地球轨道运行的航天员。和前苏联加加林1961年4月12日乘坐“东方1号”绕地球飞行1小时48分钟相比,在时间上相差了近10个月,但在太空停留的时间则多了3小时。到1966年11月,美国共有4艘“水星号”飞船和10艘“双子星座号”飞船,计24名航天员升空翱翔。其中,最长的一次太空之行,是航天员博尔曼和洛弗尔于1965年乘坐“双子星座7号”在轨道上同舟共济,度过了近14个日日夜夜。同年12月15日,“双子星座6号”和“7号”还在同一时间,以相同速度飞达太空某一位置,在轨道上同步飞行,有时相距仅10厘米左右,成功地完成了第一次交会。1966年3月16日发射的“双子星座8号”载人飞船还实现了与“阿金纳”火箭在太空的平稳对接。此外,航天员还多次进行太空行走试验。

通过以上飞行,考察了宇宙飞船的技术性能,开展了失重对人体影响等实验活动,取得了编队、对接、交会和舱外活动等丰富经验,从而为即将到来的阿波罗飞船载人登月做好技术准备。

二、“阿波罗”飞船实现人类奔月宿愿

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肯尼迪声称要成为第一个把美国人送上月球的总统

1959年9月12日,前苏联的“月球2号”击中月球正面中央部位,成为人类发射的第一个碰到另一个星球的人造物体。同年10月,“月球3号”绕月飞行成功。1961年2月4日,前苏联从重型卫星上向金星发射了第一个星际探测器。同年4月12日,加加林又成为第一个遨游太空的航天员。前苏联这一连串抢先争取世界“航天第一”的事例,对血气方刚的美国总统肯尼迪来说,无疑是一种难以忍受的刺激,为平息舆论,雪太空竞赛屡遭败北之耻,他于1961年5月25日正式宣布,执行“阿波罗”登月计划,要抢先在10年内把美国人送上月球,“把苏联人摔倒在月球上”。这是一个耗资200多亿美元的巨大工程,也是有史以来最复杂、最艰巨的一次飞行,为登月创造必要的技术条件。经过8年的艰辛努力,在实现登月之前,美国进行了多次模拟发射试验,并先后共发射了10艘不载人和载人的“阿波罗”飞船。

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宇航员在模拟装置中训练

1967年1月27日,美国3名航天员格里索姆、怀特和查菲在“阿波罗4A号”飞船中模拟发射试验时,由于座舱附近的纯氧装置突然起火爆炸而全部遇难,成为当时震惊全球的一次最悲壮的航天事故。虽然出师不利,但这沉重的代价似乎更坚定了美国人实施“阿波罗”计划的坚定勇气。除按计划发射了6艘不载人飞船考验飞船的各项技术性能和飞行方案外,自1968年10月进行首次登月试验的载人飞行,到1969年5月共发射4艘“阿波罗号”载人飞船,先后共计有12名航天员乘上飞船升天,进行指令舱与登月舱会合、对接等各项登月前的试验、探路和演习。

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“阿波罗”飞船

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三位宇航员(从左到右):阿姆斯特朗、科林斯、奥尔德林

1969年7月16日,肩负人类历史使命的阿姆斯特朗、科林斯和奥尔德林3名航天员乘坐“阿波罗11号”飞船从地球启程直奔月球,大约经过5天5夜共计100小时的长途跋涉,由飞船指令长阿姆斯特朗和奥尔德林乘坐的登月舱终于顺利地在月球静海这块对人类十分陌生的土地上着陆。这时,两位航天员怀着既欣喜又恐惧的心情对登月舱各系统进行十分周到和详细的检查,做好万一发生意外能立即起飞的一切准备。

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登月仓降落月球

1969年7月21日格林威治时间3时51分,阿姆斯特朗终于率先走出登月舱舱门,站在5米高的一个小平台上,面对这个神秘的既无空气和水,又无任何生命气息的荒凉月球世界,静静地凝视了好几分钟,然后伸出左脚,一步三停地从5米高的9级阶慢慢走下。他首先鼓起勇气于4时7分,用他的左脚小心翼翼地触及月面,当发现左脚站稳后,又挪动仍停留在阶梯上的右脚踏上这神秘的土地。这时,他才深有感触地说出了考虑已久的第一句话:“对一个人来说,这是一小步,但对人类来说,这却是一个巨大的飞跃!”18分钟后,奥尔德林也踏上了月面。他们到达月球上做的第一件事,就是如获至宝地赶紧用一个特制的小勺,一勺一勺地挖取月面上的土壤样品装入塑料袋,再放进宇宙服的裤袋里,以防紧急返航时不至空手而归。当时,全世界数以亿计的观众,怀着好奇而又自豪的心情从电视上目睹了这一今古奇观的壮举,大家无不为这两位人类使者的勇敢而坚定的一举一动而欢心鼓舞。

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月球上留下人类第一个足迹

阿姆斯特朗和奥尔德林在月面上总共呆了21小时36分钟,其中他们穿着笨重的宇宙服在月面活动占用2小时24分钟。他们在登月舱附近插一面用尼龙丝编织而成的长1.5米、宽0.9米的星条旗,在月面上安放了一块金属纪念牌,上面镌刻着用英文写的一行文字:“1969年7月,这是地球人在月球首次着陆的地方,我们为了全人类的和平到达这里”。然后,他们又在离登月舱约25米处放置了一台自动月震仪、激光反射器和太阳风探测仪。上述活动结束后,他们携带采集的约22公斤月球土壤和岩石标本,在月球上留下价值60万美元的两套宇宙服,价值8000美元的两双套靴和值7万美元的3架摄影机等已完成使命的设备、器材等,他们在登月舱里经过约8小时的睡眠和休整后,根据从地球指挥中心发出的“离开月球”的命令,登月舱的上升段终于脱离下降段,由计算机自动启动上升发动机,使载有两名人类使者的上升段徐徐升起,重新升入月球轨道,与等候在指令舱里的另一位航天员科林斯会合,一起乘指令舱返回地面,在南太平洋指定地区安全降落。

非常巧合和有趣的是,首次登月的3名航天员都是1930年生,都结了婚,有子女,而且都驾过“双子星座”飞船。同时他们又都是技艺超群的飞机驾驶员出身,具有勇敢、镇静、智慧、热情的品德且精力充沛。正是由于他们三人是最理想、最合适的搭档,才共同携手完成了这样一次从来没有人体验过的流芳百世的伟大壮举。

“阿波罗11号”圆满完成了人类首次登月使命之后,至1972年12月,又进行了6次登月活动,其中,除1970年4月11日升空的“阿波罗13号”在快抵达月球轨道时,因服务舱液氧箱意外爆炸使飞船失去稳定,被迫中途返航外,其余5次均获得成功。总计有12人登上了月球。他们在月球上采集约386公斤的各式各样的土壤和岩石标本,有的是步行采集的,有的则是驾驶月球车到远离数十公里之外的地区采集的。这些看起来并不起眼的月球石头和土壤,很可能是世界上最贵重的珍宝之一。美国对这些来之不易的月球材料严加保管,除拿出一部分进行展览、科学研究和其他官方用场外,声称任何个人占有均视为违法而予以深究。

但最激动人心的,也许要数1971年7月26日斯科特和欧文乘坐“阿波罗15号”飞船到达月球后,乘“漫游者1号”对月面进行的3次考察。他们在月面上行走了20公里,爬上了高约3700米的德尔塔山峰的半山腰,找到了前几次登月所没有发现的月球物质标本,在亚平宁山脚下还发现了被称之为“创世石”的斜长岩。此外,还进行了在月面建立核动力科学站和其他一些实地考察活动。阿波罗登月计划的实施,不仅初步揭示了月球的真实面目,而且使人类的活动舞台延伸到了地球之外的另一个星球,这对开发宇宙资源,使其造福人类具有深远意义。

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“阿波罗15号”登月船

值得一提的是,根据近几年来俄罗斯报刊发表的一些当事人的记述,以及1989年11月下旬,美国麻省理工学院和加州理工大学6位教授访问俄罗斯,亲眼目睹前苏联当年准备用于登月一些设施后所写的回忆录,前苏联在20世纪60年代也曾有一项秘而不宣的类似美国“阿波罗”的登月计划。1960年前苏联政府作出了《关于研制大推力运载火箭、卫星、宇宙飞船和开发宇宙的决定》。根据这一决定,卡拉廖夫领导的设计局开始了前苏联第一个称作“H-1”的超重型运载火箭的研制工作。当时研制“H-1”火箭的动机是为了解决向火星发射无人驾驶的重型行星际飞船。但在当时,美国着手实施的“土星5-阿波罗”载人登月计划大大刺激了前苏联当局,为了与美国争雄,继续保持前苏联空间技术的领先地位,前苏联的决策者改变了主意,产生了在“H-1”基础上准备载人月球考察的设想,计划分三步走:先是“联盟号”飞船无人驾驶的绕月飞行;其次是有人驾驶绕月飞行;最后实现载人登月考察。为了抢在美国之先实现载人登月,1964年8月3日前苏联政府通过的《关于月球与宇宙空间考察工作的决定》中,把登月考察的研制期限定在1961~1968年。1966年1月14日,卡罗廖夫不幸与世长逝,这项任务交给领导实验机械制造中央设计局的米申负责。不幸的是,前苏联为这场竞赛而研制的“H-1”火箭在1969年2月21日和7月3日,1971年6月21日和1972年11月23日接连4次试验失败。其中,第一次和最后一次是在火箭起飞后不到两分钟爆炸的,另外两次则在发射台上,未等起飞就炸毁了。而在这3年多时间里,美国人已6次登月成功。在这种情况下,前苏联当局被迫决定于1972年暂停登月计划的实施,后来又因为要优先发展空间站,登月任务遂于1974年被取消。因此,如果说在载人航天的初期阶段,前苏联捷报频传,抢先于美国取得一个又一个“航天第一”,那么在载人登月的竞赛中,则是美国捷足先登,一枝独秀,留芳千古。

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