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宇宙飞船的发展 前苏联 美国

时间:2019-06-20    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

 

宇宙飞船的发展

 

宇宙飞船迄今已经发展了好几代了,但目前投入使用的宇宙飞船却屈指

可数。但被列入未来发展计划的飞船还是有的,虽然这之中已有部分计划已

经失败,对有些国家来说,在自己国家航天飞机尚未问世时,宇宙飞船仍然

是其发展的重要目标,现在我们从头至尾来看看字宙飞船的发展。

 

前苏联

 

东方号是前苏联第一代载人飞船,轨道载人飞行。东方号是在 60 年代以

前载有动物的飞船基础上发展起来的。

1961 年 9 月 12 日,俄罗斯宇航员加加林乘坐的东方 1 号飞船发射成功,

从而使它成为第一个进入太空的宇航员;四个月后,乌克兰族宇航员季托夫

乘坐东方 2 号飞船飞行了 48 个小时;1962 年 8 月 11 日~12 日,东方 3 号、

4 号载人飞船进行了编队飞行。1963 年 6 月 14 日、16 日,东方 5 号、一号

载人飞船进行了编队飞行;其中 6 号飞船宇航员为女性。前苏联第一代飞船

只有定向、导航、着陆、遥测等系统,没有姿态控制系统。

上升号是前苏联第二个型号的载人飞船。由于美国决定在 1965 年初发射

载有两名宇航员的双子星座飞船,该飞船具有交合、对接、机动飞行、舱外

活动等能力。这使一心想争做第一的苏联人大为恼火,于是不惜血本将东方

号进行了改进,让本来只能乘坐二人的飞船硬塞进了三人,这就使上升号飞

船带有极大的冒险色彩。

上升 1 号飞船没有交合、对接、机动飞行的能力,甚至连宇宙服都取消

了。上升 2 号飞船有舱外活动能力,但安全性能仍然打上了折扣。上升 2 号

飞船返回地面时出了故障,两名宇航员只得改用手工操纵,飞船落在远离回

收区 800 公里以外的森林,宇航员几乎毙命。

联盟号是前苏联的第三个载人飞船型号,它分原型和改进型。联盟 11

号以前的为原型,改进型约有二十多艘。它们均是为建立空间站作准备的。

联盟号飞船由轨道舱、返回舱、服务舱三部分组成,总质量为六吨左右,

全长七米多,呈圆筒型,直径约 2.3 米。轨道舱内部容积有五立方米,它是

宇航员工作和休息的地方。服务舱分仪器舱和发动机舱,这两个舱在返回途

中都会被抛掉。返回舱也叫座舱,两壁有舱窗,带有缓冲火箭和降落伞。

联盟号飞船的发展史充满了艰辛与灾难,数名宇航员死于非命。1967 年

4 月,联盟 1 号载人飞船由于姿控发动机漏了燃料,飞船无法平衡;宇航员

想尽了办法进行返降,但由于降落伞没有打开而使优秀宇航员格马洛夫摔

死。1971 年 6 月 29 日,联盟 11 号在返回时,由于返回舱与轨道舱连接处的

密封出了问题,舱内空气泄漏,三名未穿宇宙服的字航员因爆炸性减压而死

亡。


联盟号飞船做过国际合作的飞行,曾有七个国家七名宇航员通过飞船进

入过空间站。联盟 T 号飞船从 1978 年开始进行不载人飞行试验,它使用了新

宇宙服、新的燃料推进剂。从 1979 年 12 月到 1985 年 9 月,联盟 T 号飞船共

发射了 16 艘。联盟 TM 号飞船是 T 号的改进型,首发是在 1986 年 5 月,它

具有交合、对接、降落伞等系统。

 

美国

 

水星是美国第一代飞船型号。从 1958 年开始,美国历经了四年八个月,

进行了 14 次飞行试验,这之中有六次不载人飞行,两次动物飞行,六次载人

飞行。水星飞船一般只有一吨半左右,高约三米,外形呈圆锥形。飞船具有

定向、保障生命安全、控制飞行姿态的系统,部分的还有临险逃脱的能力。

它的最后一次发射是在 1963 年 5 月 15 日,飞船在太平洋中途岛附近的海上

溅落。

双子星座是美国第二代载人飞船。可以容纳两名宇航员,重约三吨,双

子星座载人飞船外形像一个圆锥,它由服务段和再入段两部分构成。服务段

设在飞船后部,由制动火箭系统和仪器设备舱组成;再入段有三个舱室,这

之中有座舱。座舱也呈锥形,底部直径为 2.3 米,顶部直径为一米,可以乘

坐两人,舱内有食品、水、仪表、制导和通信设备。座舱侧面还有三层玻璃

的观察窗口。

双子星座飞船采用弹射座椅救生系统,这和一般战斗机上的弹射座椅救

生系统大同小异。据说,双子星座飞船曾经拍摄过我国的长江口、湖南等地

的一些照片。

“阿波罗”是希腊神话的一个太阳神的名字。美国用它来为飞船和火箭

命名,意义深远。美国的登月计划也称阿波罗计划,首次登月的“阿波罗 11

号”也只是登月飞船中的一艘。

从 1961 年 5 月 25 日开始,到 1972 年 12 月底,美国为实施阿波罗计划

总共进行了 17 次飞行试验。阿波罗计划也并非一帆风顺。1967 年 1 月 27 日,

“阿波罗 4 号”宇宙飞船的三名宇航员,在当地时间 13 点进入飞船座舱时,

由于电短路产生火花,使座舱起火,三名身着不能防火宇宙服的宇航员被烧

死。

阿波罗 1~10 号飞船进行登月试验活动。11 号到 17 号均采取实践登月

行动,有六艘飞船到达了月球,它们是:

阿波罗 11 号,1967 年 7 月 16 日~24 日,在月球静海降落;

阿波罗 12 号,1969 年 11 月 14 日~24 日,在月球风暴海降落;

阿波罗 14 号,1971 年 1 月 31 日~2 月 9 日,在月球薄拉莫勒地区降落;

阿波罗 15 号,1971 年 7 月 26 日~8 月 7 日,在月球亚平宁山哈得利峡

谷降落;

阿波罗 16 号,1974 年 4 月 16 日~27 日,在月球迪卡尔高地降落;

阿波罗 17 号,1972 年 12 月 6 日~19 日,在月球曹拉斯利特罗山脉降落。

阿波罗飞船登月并非是直奔而去,而是采用月球轨道交合法,即:宇宙

飞船从地球轨道进入月球轨道,再推向月球背面;然后再从月球背面进入月

球轨道,并转入地球轨道,回到地球。“阿波罗 11”号宇宙飞船也不例外。

阿波罗计划总共花了 11 年半时间,耗费了 250 亿美元,收集了 384.2


公斤的月球土壤岩石样品,并在月球上设置了一些仪器设备,但它是美苏冷

战时期的表演仪式,实用价值不大。

 

欧洲

 

欧洲宇宙飞船。欧洲空间局从 80 年代开始载人航天计划。这其中就包括

太空拖船、载人飞船和“海尔梅斯”航天飞机。太空拖船是一种空间自动转

移飞行器——货运飞船,其两端为圆柱形设备舱和动力舱,中部为燃料箱和

平台。载人飞船是搭载有宇航员的飞行器,此飞船采用密封舱,具有重返地

球的能力。本来,欧洲空间局预计 1997 年开始正式研制,21 世纪初实现载

人飞行,但由于种种原因一再拖延计划。但无人货运飞船的研制一直在紧锣

密鼓地进行,它将用“阿丽亚娜 5 号”运载火箭发射上天。

其他国家,如中国、日本等也在加紧研制载人飞船。

 

太空方舟的表演

 

宇宙飞船发展到现在已经有几代了,这之中,俄罗斯和美国熟练地掌握

了一些宇宙飞船的技术,这包括交合、对接、编队飞行、舱外飞行、分离等。

交合对接,真可谓是太空之“吻”。它指一个航天器与另一个航天器在

同一时间,以相同的速度达到空间某一位置的过程。宇宙飞船的对接包括飞

船与空间站、飞船与飞船的对接等。

字宙飞船与空间站的对接由来已久。空间站我们知道,可以在空间载人

进行各种工作;但是飞船与空间站的对接并不像我们的想象的那样容易。早

期的飞船与空间站对接,如 1971 年联盟 10 号与礼炮 1 号的对接就遭到了失

败。此后,联盟 11 号与礼炮 1 号对接成功,三名宇航员在礼炮 1 号空间站工

作了 22 天。从 1977 年底到 1979 年初,前苏联相继发射的联盟 26、 27、 28、

29、 30、 31、 32 飞船都与空间站礼炮 6 号进行了成功的对接。1995 年 3

月 14 日,携有美国宇航员的俄罗斯“联盟 TM21”飞船,与俄罗斯“和平号”

轨道站进行了对接。

飞船与飞船的对接令人不可思议。因为在低空中两架飞机如果靠拢接

近,极有可能发生机毁人亡的事故。然而太空中飞船之间的对接完成得似乎

很随意。两艘飞船先用自载的交会雷达和自动驾驶仪导向目标,当两飞船距

离不到 50 公里时,双方转而使用飞船上的高强度灯光信标开始靠拢。飞船对

接的相对速度必须很小,横、纵向分别不超过每秒 0.1 米和 5 米。70 年代,

苏联的联盟号飞船与美国的阿波罗飞船进行过对接,并共同飞行了两天。

编队飞行,就是说宇宙飞船像飞机一样地编队飞行。飞船的编队飞行不

像战斗机编队飞行那样神气,但其在太空的情景也相当壮观。1962 年 8 月 11

日、12 日,苏联发射了东方 3 号、东方 4 号载人飞船,进行了首次编队飞行,

两船最近距离为 6.5 公里。1963 年 6 月 14 日、26 日,东方 5 号、东方 6 号

又一次进行了编队飞行,两船最短距离为 4.8 公里。

舱外飞行今天在航天飞机上已经习以为常,有时候宇航员还可以完全脱

离航天飞机,成为地地道道的“卫星人”,但这在早些时期的宇宙飞船上实

现得并不顺利。如 60 年代,苏联上升 2 号飞船的一名宇航员到舱外活动时,

由于字宙服在空间像气球一样膨胀起来,他无论如何也钻不进座舱。好在这


位宇航员沉着应战,冷静对付,终于用了八分钟进入了座舱,真叫人捏了一

把汗。

分离技术在飞船上引人注目。如果说生孩子不是件容易事的话,那么飞

船分离系统之复杂、分离次数之多,真令人难以想象。如“阿波罗 11 号”宇

宙飞船登月,先是一级、二级火箭相继分离脱落,再是末级火箭发动、关机、

再发动到最后脱落;进入月球轨道后,登月舱与指令舱会分离、对接、再分

离、最后只剩下服务舱和指令舱,在距地 640 公里时,连服务舱也被分离抛

掉了。一级级火箭分离,一个个舱被扔掉,分离系统起了多么重要的作用啊!

当然,别的系统,如姿态控制、生命保障系统也很重要。如前面所述的

联盟 1 号宇航员格马洛夫之所以摔死,就与姿控系统的动力出了问题有关。

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