第六节 宇宙飞船
第六节 宇宙飞船
20世纪中叶,许多有志于探求宇宙奥秘的科学家,都在试图研制一种能载人在太空中遨游的飞行器——宇宙飞船。
1961年4月12日,前苏联航天员加加林乘坐“东方”号载人宇宙飞船升空,成为世界航天第一人。此举不仅使加加林名扬四海,宇宙飞船也因此蜚声全球,家喻户晓。至今,人类已发射了大量多种宇宙飞船。
载人宇宙飞船是一种天地间往返运输器,也是载人航天器中最小的一种。每艘飞船只能使用一次,在太空一般可以单独飞行数天到十几天;它也能作为往返于地面和太空站之间或地面和月球及地面和行星之间的“渡船”;还可与空间站或其它航天器对接后进行联合飞行。除了载人飞船外,还有货运飞船和载人货运混合式飞船,它们也均是为载人航天服务的。
载人宇宙飞船又可分为卫星式、登月式和星际式3种。前2种已在20世纪发射成功,后一种有望在21世纪实现,并且很可能是载人火星飞船。
目前,发射最多、用途最广的飞船是卫星式载人飞船。这种飞船像卫星一样在离地球几百千米的近地轨道上飞行,完成任务后其部分舱段沿弹道式或半弹道式路径返回地面。
“东方1”号宇宙飞船结构示意图
卫星式载人飞船现已研制出单舱式、两舱式和三舱式3种。其中单舱式最为简单,只有座舱;两舱式次之,由航天员的座舱和提供动力、氧气及水的服务舱组成;三舱式最为复杂,它比两舱式多一个轨道舱,用于为航天员增加一些活动空间,以及进行某些实验性科研。
登月式载人飞船是在两舱式飞船的基础上增设一个载人登月用的登月舱。这样,登月飞船进入月球轨道后,航天员便可乘登月舱在月面着陆;完成月面考察任务后,再乘登月舱飞离月面,与在月球轨道上飞行的飞船会合,一起返回地球。
至今,俄罗斯和美国在宇宙飞船的研制方面走在世界前列,它们均已发展了三代,各有千秋。
“联盟”号宇宙飞船降落瞬间
前苏联一直很重视宇宙飞船的发展及其应用,现仍用它为在轨的“和平”号空间站提供服务。其第一代飞船为“东方”号,是人类登天的“元老”。它采用两舱式,但只能乘一名航天员,最长飞行时间为5天。世界上第一名男女航天员都是乘“东方”号上天的,并在太空进行了科学、医学和生物学研究及技术试验。
第二代是“上升”号。它是在“东方”号的基础上改进而成的,即把笨重的弹射坐椅改为3把普通的坐椅,以便乘坐3人。在座舱外增设气闸舱,供航天员出舱使用等。1964年10月,“上升—1”飞船首次载科学家绕地球飞行,进行了天体物理学、航天医学、生物学研究和技术试验。1965年3月,发射的“上升—2”则使列昂诺夫成为世界太空行走第一人。
第三代便是至今仍活跃在载人航天第一线的“联盟”号。它于1967年开始使用,采用三舱式,可乘坐3名航天员,主要用于为空间站提供服务,其轨道舱不仅是航天员在轨工作和生活的场所,前端还有交会对接机构,可与空间站对接,使航天员进入空间站。
与“东方”号相比,“联盟”号内部可居住容积增大了一倍,返回时最大过载也从8~9克减少到3~4克,这使航天员好受得多。联盟号飞船在轨曾作过编队飞行、交会对接试验、材料焊接试验和天地观测等,它既能自主飞行较长时间,也可为空间站接送航天员。
1979年、1986年,“联盟”号又先后改进为“联盟—T”和“联盟-TM”飞船,在对接系统、太阳能电池、轨道机动和新材料上更进了一步。
1986年起至今,前苏联一直使用进一步改进的“联盟TM”飞船。
美国的第一代飞船是“水星”号,它采用单舱式。美国的第一个航天员格林就是乘坐水星号上天的(他于1998年又以70多岁高龄乘航天飞机重返太空)。
1965年投入使用的“双子星座”号是美国的第二代飞船,它采用两舱式。该飞船进行过10次载人飞行,具有轨道机动、交会和对接能力,并能让航天员出舱作业,主要用途是为以后的“阿波罗”号进行飞船载人登月飞行做技术准备。
“阿波罗”号飞船
大名鼎鼎的“阿波罗”号飞船是美国的第三代飞船,也是目前唯一上过天的登月式载人飞船,一共发射了7艘,其中6艘登月成功。1969年7月20~21日,“阿波罗—11”飞船首次登月成功,实现了人类千百年的梦想,航天员阿姆斯特朗率先踏上了月面。
载人登月是20世纪人类最伟大的壮举。“阿波罗”计划完成后,美国停止使用宇宙飞船,把人力、物力和财力投向可部分重复使用的航天飞机研制方面去了。
1992年,我国载人航天工程正式立项研制。截至目前,中国共发射了从神舟一号到神舟七号7型宇宙飞船,取得了巨大的突破。
神舟一号发射升空
载人飞船为人类的航天事业立下了汗马功劳。人类通过它突破并掌握了载人航天的基本技术,并进行交会对接、出舱活动和医学生理等多种试验;载人飞船还是重要的天地往返运输器,为空间站接送航天员和物资,且费用较航天飞机低;由于体积小、重量轻和成本低,因而飞船可长期停留在空间站上,作为空间站救生艇。1984年,载人飞船曾把出故障的“礼炮—7”空间站的航天员运回地面。现正研制的国际空间站也将用“联盟—TM”飞船作为救生艇。未来的行星际飞行从目前看也只能用飞船来实现。人类现正研制可重复使用的多功能飞船,它必定能为人类探测太空的事业做出更大贡献。