從70年代起,前蘇聯的載人航天進入以載人航天為主體的研究、試驗新階段。其特點是,充分利用六十年代載人航天的已有成果,借助於以航天站為主體、以載人飛船和無人貨船為運輸手段的載人航天體系,在近地軌道上開展了頻繁的載人航天活動,研究人在空間環境中長期生活與工件的能力,進行與軍事、科研和國民經濟有關的試驗。
迄今前蘇聯已經發射了三代共8艘航天站,重量均為20噸左右,即第一代的“禮炮”-1到“禮炮”-5號,一次只能對接一艘飛船,第二代的“禮炮”-6至“禮炮”-7號,每次可同時與兩艘飛船對接;“和平”號為第三代,可同時與6艘飛船對接,目前已形成了由“和平”號為核心艙、“量子”號天文物理艙、“聯盟”-TM飛船、“進步號”貨船四部分組成的軌道複合體,總重達60多噸。
為了支援“禮炮”號與“和平”號空間站,前蘇聯研製使用了這樣幾種運輸系統:1.載人飛船。包括60年代研製的“聯盟”號和後來以它為基礎改進的“聯盟T”、“聯盟TM”飛船,可載3名航天員及少量貨物,主要用作為空間站運輸往返人員,1971年4月至1987年底共發射50艘;2.“進步”號小型無人貨船。主要用於為航天站運輸燃料、儀器設備、消耗品等,本身不返回地面,1978年1月投入使用。飛行實踐證明,採用人貨分運的方式更有利於人的安全和載貨量。截止1987年底,共計發射33艘“進步”號貨船;3.重型貨船。主要用於運輸較重的大型貨物,重約20噸,長13米,直徑4米,容積50立方米,可向上運輸5噸載荷,其返回可實現軟著陸,把500公斤貨物帶回地面。1977年到1987年底共發射4艘,即“宇宙”-929、-1267、-1443、-1686號,估計這種貨船尚處在研製試驗階段。
另外,前蘇聯也在研製發展作為航天運輸系統主要組成部分的航天飛機。1988年11月,已完成首次無人駕駛的大型航天飛機的飛行試驗,90年代可望投入使用。據美國國防部分析,蘇聯還在研製一種小型航天飛機,它將作為一種機動靈活、重復使用的航天運輸系統取代目前使用的載人飛船,支援空間站計劃,從事軌道服務和軍事活動。今後10年,獨立後的俄羅斯試圖繼續在載人航天領域內發揮優勢和起主導作用。
首先,俄羅斯計劃繼續研製“和平-2號”號軌道站。未來的軌道站的運營方案有兩個,一是“和平-2”號軌道站在軌道上單獨飛行;二是與美國未來的“自由”號航天站在軌道上對接聯合飛行。 “和平-2”號軌道站採用主桁架結構。各艙段集中在中部。太陽電池陣和太陽能收集器分別分佈在兩端。目前,“和平-2”號軌道站的核心艙已經研製出來。其重量為20t。其餘各艙段也採用結構簡單、造價低廉的標準組件。
如果採用此方案,那麼美國航天局將全權負責航天站的計劃協調、系統工程組合與安全,俄羅斯將負責設計、研製和支持該計劃所需要的火箭和發射工具。為此,美國航天局將在莫斯科設立常駐聯絡處。
即使組合航天站發展計劃不能實現,俄羅斯也將為“自由”號航天站的建立提供大量的技術,其中包括提供“聯盟TM號飛船作為航天站可靠的乘員飛行器和應急救生運載飛船、新的對接系統、環境控制和生命系統、空間拖船等。關於空間拖船的詳細資料,俄羅斯已向美公開,對於美國這是前所未聞。它有可能代替準備用於“自由”號站的“航天公共汽車”飛行器。後者為美國一項秘密研製計劃。
為了發展與“和平-2”號軌道站配套的運輸飛行器,俄羅斯除繼續進行“暴風雪”號航天飛機的研製外,還推出了一個“小型航天飛機”發展計劃。該計劃方案由一架小型的航天飛機和一枚小型號火箭構成,小型航天飛機類似于法國的“使神”號。“小型能源”號火箭由“能源”號火箭發展而成。有兩種方一案,一種是一次性使用的,另一種是可重復使用的。它由助推級和火箭組成。推進劑採用液氧、煤油,芯級採用液氧、液氫推進,火箭的起飛重量為1050-1100噸。低軌運載能力為32-34噸。為了發射高軌道衛星和星際飛行器,一次性使用的火箭又配置了三面級火箭。這些火箭採用自然推進劑,可回收的助推火箭帶有疊尾翼及機翼。在與芯級分離後,機翼及尾翼張開,飛回發射基地,水平降落。
俄羅斯已有數家機構開始對空天飛機進行探索性研究,並提出了多種方案。1993年9月在莫斯科舉辦的一個航空航天展覽會,推出了發展空天飛機的各種各樣的設想、草圖及眾多的設計方案。其中以電磁發射器方案特別引人注目。採用這種電磁懸浮技術可推進一些高速運行裝置或發射和回收航天飛機中不同類型的遙控可器(這些工具都是由洲際特超音速飛機運送的)。航天飛機是在洲際特超音速飛機裝置的“電磁跑道”上起飛和降落的。這種電通道既能使航天飛機在起飛時加速,又能在返回時使其制動減速都是採用了磁場中運動系統相互作用的同一原理。還有一種空天飛機,也採用上述技術,但在結構上是一種單級式的可重復使用無污染的飛行器。它發射安全性高,向軌道運送或回收有效載荷成本低,可廣泛應用於觀測、研究和運輸。在廣泛開展國際合作的今天,美國和俄羅斯聯合研製空天飛機可能性很大。一個正在醞釀中的合作方案,被稱作“國際空天飛機系統”,它重27噸,可運載10噸有效載荷。在空中發射後空天飛機帶著一個可脫扣的裝有液氫、液氧和煤油的油箱,可飛到200千米的高空。
|