為了將人類送上太空,實現世世代代的夙願,無數科學家、工程技術專家以自己的智慧和辛勤的勞動,建造了載人飛船、航天飛機、空間站。直接參加飛行活動的航天員,更是以他們高度的智慧、敢於探險的膽識、熟練的駕駛技術,開拓人類從未進行過的偉大事業。他們在航天活動中的事跡,永遠值得後人稱頌。
載人飛船的航天活動,自1961年4月12日加加林上天開始,至1998年底,短短的37年中,進行了共6種型號119次載人飛船飛行任務。其中114次飛行任務取得成功,成功率達到95%。
另一方面,載人航天是一項前無古人、異常龐大複雜並帶有很大探險性的活動。雖然從一開始就從高安全性高可靠性上嚴密進行論證、設計和試驗,但難免有不週到之處。因此,在美、蘇實施各自的載人航天工程以來,在地面試驗、訓練、發射、在軌運行、返回再入中,都曾發生過重大災難性的事故,為此付出了15名航天員的生命和其它政治、經濟上的巨大代價。與載人飛船試驗訓練有關而死亡的航天員8名,其中地面模擬訓練死亡1人,地面試驗死亡3人,返回再入死亡4人。就飛行安全性來説,1961-1988年底,共有268名航天員啟航,安全返回地面的264名,安全生還率達到98.9%。
每次載人飛船發射都非常壯觀,每艘載人飛船的安全返回都很激動人心,每次災難性事故都使千百萬人寢食不安。整個載人航天是一部史詩,一部巨著;每次飛行都是一首美好的詩篇,一則令人難忘的故事。下面記錄的是三次影響重大的飛行事件的前後經過。
東方1號飛船將人類第一次送入太空
蘇聯東方號載人飛船工程從1957年開始論證,1959年春完成設計,1960年初運載火箭和飛船都研製出來,並於當年1月進行了兩次無人亞軌道飛行試驗。1960年5月15日,在拜科努爾發射場東方號發射工位,首次進行無人駕駛的衛星式飛船1號的發射試驗,以考核飛船密封性能和控制系統、生命保障系統、通信系統工作情況。在返回時,由於飛船姿態控制系統故障,制動火箭點火後將返回艙推向了更高的軌道,1962年9月5日飛船才進人大氣層燒燬。
1960年8月19日,載有兩隻狗兩隻大白鼠、40隻小老鼠和其它一些動植物的衛星式飛船2號發射入軌,進行了生物和航天醫學試驗,檢驗了飛船的安全性能和返回系統。返回艙飛行18圈後,返回著陸成功。
1960年12月1日,又發射了衛星式飛船3號,船上裝有兩隻小狗和一些植物,飛行27圈後再入回收時失敗。
1961年3月9日,蘇聯發射衛星式飛船4號,船內裝有模擬假人及1隻幾內亞豬、1隻狗、若干小動植物。該飛船和載人飛船狀態完全一致,結果獲得圓滿成功,按指令在指定地點著陸。
與此同時,在莫斯科郊外的航天員培訓中心,準備上天的首批航天員季托夫、加加林、邦達連科等人正在進行一系列上天前的模擬訓練。
1961年3月23日,邦達連科在為期10天的地面訓練的最後一天,在充滿高濃度氧氣的氣壓室裏訓練後,他用酒精棉球擦拭身上固定過傳感器的部位,然後順手將棉球扔向一旁,恰巧落在熾熱的電熱器上,火苗一下躥了起來,立即引起大火。他被嚴重燒傷,經搶救無效而死亡。這是第一個死於事故的未上天的航天員。
1961年3月25日,又一次進行了衛星式飛船5號的發射試驗,獲得了圓滿結果。
至此,蘇聯已進行了9次無人飛船試驗,除了用衛星式飛船編號的5次外,另外4次用了衛星編號。9次試驗中,失敗4次,成功5次,其中最後兩次連續成功。蘇聯決策機關認為已完全具備了載人飛船的發射能力。
1961年4月8日,蘇聯國家航天委員會研究決定發射載人的東方1號飛船。10日晚,加加林被決定為第一個上天的航天員,季托夫為替補航天員。
11日2時,已對接成水平整體狀態的東方號運載火箭和飛船運往發射陣地,然後進行火箭飛船的測試、加注。
12日7時10分,加加林進入東方1號飛船座艙,等待著人類歷史上第一次進入太空飛行時刻的到來。蘇聯火箭之父、東方號總設計師科羅廖夫坐陣指揮了這次具有歷史意義的發射。
9時07分,東方號火箭載著飛船從拜科努爾發射場東方號火箭發射工位發射升空。兩分鐘後,捆綁在東方號火箭上的4個助推器分離並脫落。又過30秒,衛星整流罩打開並被拋掉。起飛後5分鐘,芯級發動機關機,2級火箭點火。當飛船達到預定軌道時,火箭關機。東方1號飛船按預定程序同火箭分離,進入了一條近地點181公里、遠地點327公里、傾角為65度的橢圓軌道。
加加林駕駛飛船飛行44分鐘後,飛船開始調姿,準備返回。至78分鐘,制動火箭點火,儀器艙與座艙分離。距地面7公里時,加加林連同座椅一起被彈射出來。在4公里的高度時,他從座椅中又一次被彈射分離出來,乘降落傘徐徐落在薩拉托夫州的斯梅洛夫卡村。
這一歷史行程從發射到著陸歷時108分鐘。
加加林1934年3月9日出生於俄羅斯格扎茨克盧希洛鎮的木匠家。1955年參加空軍,成為空軍飛行員。後來被挑選為蘇聯第一批航天員。1964年4日14日,加加林被授予蘇聯英雄稱號,以後又獲得列寧勳章。1968年3月27日,已晉陞為上校的加加林與另一名飛行教官在演習飛行中,因為天氣不好出事故而喪生。為了紀念他,蘇聯將他的出生地改名為加加林區,將發射東方1號飛船的發射陣地命名為加加林發射陣地,並在陣地旁邊修建了加加林塑像,把莫斯科郊外的航天員培訓中心命名為加加林航天員培訓中心。月球背面的一座環形山也以他的名字命名為加加林山。國際航空聯合會設立了以他的名字命名的加加林金質獎章,以獎勵那些有突出貢獻的航空人員。
阿波羅10號載人登月飛行
阿波羅工程是美國于60年代至70年代初組織實施的一項大型登月航天工程。1961年5月25日正式宣佈開始實施,1969年5月18日發射了阿波羅10號飛船,進行了登月全過程的演練並安全返回。
1969年7月16日是人類首航月球的日子。位於美國佛羅裏達州東海岸的梅裏特島卡納維拉爾角的肯尼迪航天中心,人們正在忙碌著,準備在此將人類首批赴月使者送上月球。
土星V號運載火箭載著阿波羅11號飛船聳立在39A發射臺上。飛船上載有指令長N A 阿姆斯特朗、登月艙駕駛員E E 奧爾德林和指令艙駕駛員科林斯。
在離發射臺5公里的控制室裏,1300多台電腦和其它設備正在有條不紊地運轉。
格林尼治時間13時32分(以下所用時間均指格林尼治時間),火箭點火發射。土星V火箭在火山爆發似的氣浪中,騰空而去。
第1級火箭工作2分42秒後燃盡而分離。這時,飛行的速度已達到了2.7公里/秒,高度67公里。
發射後3分17秒,拋掉救生塔。
發射後9分11秒,速度增加到6.8公里/秒,距發射點1550公里,飛行高度為182公里,第2級火箭關機並分離。
第3級運載火箭可以多次啟動。它第1次啟動於發射後9分5秒,第1次關機于起飛後11分40秒。這時飛船已加速到7.7公里/秒,進入了近地點180公里、遠地點185公里的繞地球運行的停泊軌道。
發射後2小時44分,第3級火箭再次點火加速。工作約5分鐘後,3級火箭再次關機。此時,飛船離地球高度為328公里,速度達到10.9公里/秒的速度,飛船按計劃進入登月過渡軌道。
7月16日16時40分,指令艙從第3級火箭中脫開,並調頭180度,然後再和與火箭連在一起的登月艙對接。重新對接後的飛船和3級火箭再次分離。
飛船在起飛前的對接順序是登月艙-服務能-指令艙,經過調頭對接後,飛船艙段的排列順序變為服務艙-指令船-登月般。整個調頭過程直到14時12分才結束。
第3級火箭完成任務後,點燃剩餘燃料,奔向繞太陽飛行的軌道。
當飛船飛離地球12萬公里,快飛完距地球1/3的路程時,3名航天員已順利完成第1天的航行。
第2天,即17日16時17分,在飛往月球的過渡軌道上,點燃飛船小發動機進行第1次軌道修正。
第3天,即18日20時40分,飛船距地球約32萬公里,阿姆斯特朗和奧爾德林進入登月艙,檢查艙內設備,併為地球上的人們拍攝登月艙內實況錄像。
7月19日11時33分,飛船到達了地球和月球引力相等的分界點。此時,飛船離地球37萬公里,距月球僅有2.8萬公里。
7月19日16時50分,服務艙制動發動機點火,飛船速度不斷降低。當速度降至2.57公里/秒時,飛船被月球吸引拐了彎,隨後進入近月點103公里、遠月點312公里的橢圓軌道。
阿波羅繞月飛行了12圈後,航天員阿姆斯特朗和奧爾德林進入代號為“鷹”的登月艙。又飛行了1圈後,登月艙和指令艙分離。
科林斯仍留在指令艙內,繼續沿環月軌道飛行。
登月艙分離後啟動下降發動機,使速度降至31米/秒,然後下降到距月面15公里的高度。
當“鷹”下降到9000米時,計算機報警燈亮了。這表明計算機出了故障。從9000米到1900米的幾分鐘內,弄得阿姆斯特朗、奧爾德林和休斯敦航天中心的人都十分緊張。休斯敦指揮人員判斷可能是計算機過載運行所致,指揮部叫航天員不要什麼事都詢問計算機。兩名航天員互相鼓勵:“沉著,沉著!”關閉了輸入計算機的交會對接雷達數據,計算機報警燈才熄滅了。
登月艙繼續下降。
離月球高度還有1000多米時,航天員發現預定的著陸點是一個怪石磷峋的火山口。航天員改為半自動操作,越過火山口,選擇了一個較為平坦的地方降落。實際著陸點比預定區域中心偏離9.5公里。
登月艙座艙裏的藍燈一閃一亮,説明長1.5米的探針已觸到月面,登月艙就停在那裏不動了。
此時是1969年7月20日格林尼治時間20時17分43秒,“鷹”在月球靜海西南角著陸。人類派出的兩個探險者第一次成功地來到月球。
兩名航天員利用4個多小時做好了出艙登月的準備工作,然後激動而急切地向地面指揮中心請求,放棄原計劃5小時的用餐休息時間,提前出艙登月。
7月21日2時39分,登月艙的門打開了,阿姆斯特朗在奧爾德林的幫助下,倒著鑽出艙口。阿姆斯特朗穩穩地站在舷梯上,奧爾德林準備好了電視錄像機和照相機,分分秒秒地拍下了人類首次登月的珍貴鏡頭。阿姆斯特朗一步步地爬下舷梯,到了最後一層,他若有所思地向月面邁出了左腳,輕輕地用穿著月面靴的腳蹭蹭月面。此時是7月21日格林尼治時間2時56分。接著,他使勁踩了一下,既不滑也不下陷,於是右腳也踏上了月面。
他激動地説:“這對一個人來説,只不過是小小的一步,可是對人類來講,卻是巨大的一步。”
19分鐘後,奧爾德林也一級一級地從舷梯上走下來。當剩下最後兩級時,索性一步跳了下來。
他們拿出一塊薄薄的金屬紀念牌,上面鐫刻著地球東西兩半球的畫面和一段留言:“1969年7月,太陽系的行星—地球上的人,第一次在月球上留下了足跡。我們代表人類來這裡進行了一次和平旅行。”
接著,他們在月面上豎起了一面美國國旗,兩個人站在國旗旁,接受了美國總統尼克松在休斯敦指揮大廳裏的祝賀。
隨後,他們開始了緊張的科學探測,放置了1台激光反射器、1台測量月震的月震儀、1個捕獲太陽風粒子的鋁箔帆。他們同時還拍照了月面照片,蒐集到22公斤月球岩石和土壤樣品。
5時10分,兩個人把兩箱月球標本裝進登月艙後,互相招呼著鑽進狹小的艙口。為了減輕返回時的負擔,他們再一次打開艙口,脫下了在月面上用過的揹包、航天服、手套和靴罩,連同其它不再需要的物品,統統扔到月面上。一切安排就緒以後,他們才吃飯並睡了7小時。
17時54分,他們利用下降段作發射架,打開自動開關,點燃了爆炸螺栓,推力為15.6千牛的上升發動機點火,登月艙以10.8米/秒的速度離開月面。
飛離月面780米後,他們改為手動操作。飛行4分鐘後,進入近月點19.2公里,遠月點83.3公里的環月軌道,並逐漸接近指令艙。
21時15分,隨著“哐當”一聲響,登月艙穩穩地嚙合在指令艙上。等候在指令艙的科林斯早就漂到對接通道口迎接他們兩人的返回。
阿姆斯特朗和奧爾德林帶著月球樣品,費力地爬過連接通道回到指令艙。
載著兩位航天員成功地登月和返回的登月艙,完成使命以後,最後與指令艙分離了。它載著航天員在月面用過的手套、安全帽等物品,繼續在月球軌道上運行。
7月22日5時30分,啟動服務艙的主發動機,飛船以2.4公里/秒的速度,脫離環月軌道,進入月-地過渡軌道。
22日17時39分,阿波羅11號又一次通過了月球和地球引力分界點。
7月24日16時20分8秒,飛船飛回到距地球高度1500公里處,指令艙已飛入返回走廊。在此之前15分鐘,與3名航天員飛行中相依為命的服務艙也被拋掉。
24日16時35分8秒,指令艙以11公里/秒的速度衝入大氣層。由於高速再入,使飛船周圍空氣溫度上升到2700攝氏度,指令艙底部和它的周圍燒成了一個大火球。當高度降到60公里時,指令艙以45度角圓底朝前飛行,並不斷調姿,利用空氣阻力減速。
在20公里的上空時,執行監視任務的噴氣飛機已看到火球。執行回收任務的大黃蜂號航空母艦也發現了目標。
在8公里高度上,指令艙降落傘打開,隨後打開3個大主傘。
4日16時50分22秒,飛船指令艙在預定海域—夏威夷西南太平洋海面上濺落。
阿姆斯特朗高喊:“我們已經降落。”休斯敦控制中心的人們全體起立,雷鳴般的掌聲經久不息。
指令艙大頭朝下沉入海裏,3個圓形救生圈又把它浮到海面。
3個人在熱烈的掌聲中揮手走進大黃蜂號的隔離室。在此等候的總統尼克松隔著玻璃向他們表示了祝賀。
25日,他們回到休斯敦空軍基地,隔著玻璃與家人會了一面。因為他們要同帶回的月球樣品一起,到月球資料研究所接受1個月的身體、防疫方面的檢查。
8月10日,經認真檢查,未發現異常現象。
8月11日,他們提前離開月球資料研究所,回到溫暖可愛的家。
第一個登上月球的美國航天員阿姆斯特朗,1930年8月5日生於俄亥俄州瓦帕科內塔。1962年選為航天員以前是飛行員。1966年3月16日曾與D R 斯科特同乘雙子星座飛船進入太空。由於他對航天活動的重大貢獻,阿姆斯特朗獲美國自由勳章、美國航天局卓越服務獎章和國際航空聯合會金質獎章。
阿波羅和聯盟號飛船聯合對接飛行
1962年6月,在蘇聯和美國載人飛船相繼進入太空不久,蘇聯科學院和美國航天局就簽訂了第一個太空合作協議。1969年,雙方把載人航天飛行中的安全及相互救援問題作為合作的首選問題,醞釀進行兩種飛船對接的可行性。1970年10月,兩國成立了聯合工作組,具體研究實現兩國飛船對接的技術途徑及所需經費。
1972年5月24日,美國總統尼克松和蘇聯部長會議主席柯西金在莫斯科簽署一項美蘇進行聯合載人空間飛行協議。協議上説:“發展蘇聯和美國載人飛船和空間站的相容會合與對接系統,以提高載人太空飛行的安全性,併為將來進行聯合科學實驗提供機會。”協議定於1975年安排一次阿波羅和聯盟號飛船的聯合飛行,使兩國航天員到彼此的飛船互訪。
此後,兩國航天專家解決了為實現對接而遇到的一系列問題,諸如兩種飛船會合對接時的距離測量問題、通信問題、對接機構插入定位問題、氣壓及成分不同的問題、發射窗口問題等。這些問題中,最難解決的是兩種飛船生命保障系統體制不一樣的問題。阿波羅飛船內為純氧環境,氣壓大約為地面的1/3。而聯盟號飛船內用21%的氧和79%的氮,混合大氣壓約為1個大氣壓。聯盟號航天員直接進入低氣壓的阿波羅飛船,會造成減壓病,體內液體會形成氮氣泡。為了解決這一問題,經雙方反復協商,最後決定在兩船之間設計一個對接過渡艙。過渡艙長3.15米,直徑1.42米,兩端可以分別與兩艘飛船對接。同時設計了爪式對接機構,兩艘飛船均可實施主動對接。其它問題經過協調也都—一得到解決。
1975年7月15日格林尼治時間12時20分,聯盟19號飛船在拜科努爾發射場加加林發射陣地準時發射升空(誤差小于5毫秒)。飛船上的兩名航天員是指令長阿 列昂諾夫上校和隨船工程師瓦 庫巴索夫。列昂諾夫曾在上升2號飛船中作為第一個進行太空行走的人而被授予蘇聯英雄稱號。庫巴索夫在聯盟6號飛船上進行了人類第一次太空焊接實驗,也獲得蘇聯英雄稱號。
蘇聯進行了實況轉播,1億多人收看了這一壯觀景象。美國駐蘇大使、美國航天局副局長及其他官員到拜科努爾發射場觀看了發射。
飛行530秒後,運載火箭末級發動機關機,飛船和火箭分離。飛船進入了近地點180公里,遠地點228公里,傾角51.8度的初始軌道。
聯盟19號在第4、第17兩圈的遠地點,分別做了兩次機動飛行,使飛船進入了225公里的圓軌道,以等待和美國阿波羅飛船對接。兩次機動飛行都極其成功,設計要求軌道最大偏差1500米,到達軌道時間允許最大偏差90秒,但實際軌道最大偏差僅為250米,時間相差僅7.5秒。
聯盟19號發射後7小時30分,美國土星1B火箭從肯尼迪航天中心39號發射陣地發射阿波羅18號飛船上天。
飛船上乘載著3名航天員。指令長是美國空軍准將斯坦福爾德。他參加過3次太空飛行,包括乘坐阿波羅18號飛船1969年5月18-26日的月球軌道飛行,獲得過美國航天局服務功勳章3枚。登月艙駕駛員斯萊頓和指令艙駕駛員布蘭德則是第1次參加太空飛行。
阿波羅飛船進入了近地點149公里、遠地點167公里、傾角引51.8度的軌道。
飛行1小時後,阿波羅與土星1B運載火箭分離,並執行了調頭飛行,以便從運載火箭里拉出對接密封艙,然後完成了可能和火箭碰撞而進行的躲避操縱,併為對接作好姿態調整。
在第3次經過遠地點時,阿波羅做了機動飛行,使飛船進入169公里的圓軌道。以後又進行了5次機動飛行。
在聯盟19號飛行至36圈,阿波羅飛行到29圈,即聯盟號發射51小時49分鐘之後,兩船進行了對接。對接完成得非常順利,比原計劃還提前了幾分鐘。
接著進行航天員互訪活動。阿波羅飛船的指令長斯坦福爾德和對接駕駛員斯萊頓首先進入對接過渡艙,然後關閉通往阿波羅飛船的艙門,將對接船充上氧、氮混合大氣,並調整艙內壓力。待和聯盟號氣壓平衡後,將對接船和聯盟號的通道艙門打開。
阿波羅飛船兩名航天員進入了聯盟號。
斯坦福爾德緊緊握住列昂諾夫的手。
列昂諾夫微笑地用英語説:“很高興見到您!”
兩人相互擁抱,非常激動。
通過電視轉播,全世界數以萬計的觀眾目睹了這一重要歷史場面。
會見期間,美國總統福特同航天員通了電話。蘇共總書記勃列日涅夫向兩國航天員發了賀電。
會見中,兩國航天員交換了國旗,共同進餐,一起做體操,還聯合舉行了太空答記者問的電視節目,回答了蘇、美新聞記者的問題。第一次會見進行了10小時。
會見完畢後,美國航天員返回阿波羅飛船。
第2天,聯盟號飛船的指令長對阿波羅飛船進行了回訪。
在對接狀態下,共飛行了兩天。
分離後,7月19日又做了32項科學實驗,其中聯合實驗5項。此5項中有1項是著名的人造日蝕實驗。兩飛船對接分離後,阿波羅飛船作為遮掩物擋住太陽,聯盟號的航天員進行了觀測並拍下日冕照片,並報告了美麗的日冕情況。另外還進行了帶狀菌生物節律、微生物交換、紫外吸收等實驗,均取得滿意的效果。
分離後,聯盟19號又經過43小時的飛行,于7月20日在哈薩克的阿爾卡利克東北87公里處安全著陸。
阿波羅18號飛船分離後,又繼續飛行了6天,7月24日返回,濺落于夏威夷以西434公里的太平洋上。返回時,由於回收系統開關故障,致使有毒的四氧化二氮氣體泄漏,進入返回艙,航天員眼睛被刺激和灼傷,並引起肺炎。
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