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各国载人航天器

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载人航天器

 

载人航天器--能够满足人在其内生活和工作的航天器为载人航天器。载人航天器与人造卫星等不载人航天器的主要区别是:具有保障人生存的生命保障功能,舱内有适合人生存的大气压和大气成分,有适合的温度和湿度,并提供饮水和食物及生活设施;具有人工作所需的操作和实验设备,显示系统及时显示航天器工作状态和实验数据,具有天地通信功能,使航天器中的人能够与地面控制中心进行语音通信;具有一定的活动空间,使人在其内工作和生活具有一定的舒适性。

目前载人航天器共有宇宙飞船、航天飞机和空间站3种。其中,宇宙飞船以俄罗斯的“联盟”系列为代表,航天飞机的使用集中于美国,在建中的国际空间站则更多地体现出了各国合作共同探索太空的理想。

 

东方号宇宙飞船

“东方”号宇宙飞船前往发射场图

 

东方1号宇宙飞船,所属国家苏联,它由乘员舱和设备舱及末级火箭组成,总重6.17吨,长7.35米。 乘员舱呈球形,直径2.3米,重2.4吨,外侧覆盖有耐高温材料,能承受再入大气层时因摩擦产生的摄氏5000℃左右的高温。乘员舱只能载一人,有三个舱口,一个是宇航员出入舱口,另一个是与设备舱连接的舱口,再一个是返回时乘降落伞的舱口,宇航员可通过舷窗观察或拍摄舱外情景。宇航员的座椅装有弹射装置,在发生意外事故时可紧急弹出脱险。同时在飞船下降到距离地面7000米的地方,宇航员连同座椅一起弹出舱外,并张开降落伞下降,在达到4000米高度时,宇航员与座椅分离,只身乘降落伞返回地面。设备舱为顶锥圆筒形,长2.25米,重2.27吨,在飞船返回大气层之前,与乘员分离,弃留太空成为无用之物。东方1号宇宙飞船打开了人类通往太空的道路。

 

上升号宇宙飞船

苏联“上升”号飞船

 

上升号宇宙飞船,所属国家苏联,重5.32吨,球形乘员舱直径与东方号飞船大体相同,改进之处是提高了舱体的密封性和可靠性。宇航员在座舱内可以不穿宇航服,返回时不再采用弹射方式,而是随乘员舱一起软着陆。上升1号载三名宇航员,在太空飞行24小时17分钟;上升2号载两名宇航员,在太空飞行26小时2分钟。

 

“双子星座”飞船

双子星座飞船

 

1965年12月4日国际标准时间十九点三十分,美国在肯尼迪角用“大力神Ⅱ”式火箭发射了“双子星座七号”卫星式宇宙飞船。

宇宙飞船上有两名宇宙航行员:博尔曼和洛弗尔。这个宇宙飞船重3289公斤。飞船发射后六分钟进入轨道,并

于国际标准时间二十一点零六分时环绕地球运行了一周。它的近地点为161公里,远地点为325公里。

按预定计划,这个飞船将运行十四天,以便研究长期失重对人体的影响。宇宙航行员在飞行期间,将进行多种不同的实验工作,其中包括第一次用莱塞光在宇宙中同地面通话。

 

联盟号宇宙飞船

联盟号宇宙飞船

 

联盟号飞船,所属国家苏联,俄罗斯,它由轨道舱、指令舱和设备舱三部分组成,总重量约6.5吨,全长约7米,宇航员在轨道舱中工作和生活;设备舱呈圆柱形,长2.3米,直径2.3米,重约2.6吨,装有遥测、通信、能源、温控等设备;指令舱呈钟形,底部直径3米,长约2.3米,重约2.8吨。飞船在返回大气层之前,将轨道舱和设备舱抛掉,指令舱装载着宇航员返回地面。从联盟10号飞船开始,前苏联的宇宙飞船转到与空间站对接载人飞行,把载人航天活动推向了更高的阶段。

 

阿波罗飞船

“阿波罗”飞船

 

美国的阿波罗计划是人类第一次登上月球的伟大工程,始于1961年5月,结束于1972年12月,历时11年7个月。阿波罗计划的目的是把人送上月球,实现人对月球的实地考察,并为载人行星探险做技术准备。

 

阿波罗飞船由指挥舱、服务舱和登月舱3部分组成,发射上升段时还有救生塔。飞船总重量约50t,高约16m连同救生塔约25m。其中指挥舱为圆锥形,高3.5m,底部直径3.9m,重约6t;服务舱是一个直径为3.9m、高7.6m的圆柱体,重约25 t;而登月舱高6.9m,宽4.3m,质量14t。

 

阿波罗计划载人登月的技术途径是选用月球轨道交会方案,即将一艘载有3名航天员的飞船发射到月球轨道上,然后2名航天员乘登月舱在月面上降落,进行月面探险。另一名航天员仍留在指挥舱中绕月球轨道飞行,并进行科学实验。返回时,在月面上的2名航天员启动登月舱的上升段发动机,飞上月球轨道,与指挥舱交会对接。2名航天员进入指挥舱后,抛弃登月舱的上升段,脱离月球轨道返回地球。在再入大气层前,抛弃服务舱,仅指挥舱在太平洋上溅落。

 

阿波罗飞船研制出来后,相继进行过6次无人亚轨道和环地轨道飞行、一次环地飞行、3次载人环月飞行,最后才正式进行了登月飞行。1968年10月11日发射的阿波罗-7是第一艘载3名航天员的阿波罗飞船。在此之前,阿波罗计划中只做了不载人的飞行试验。自阿波罗-7起,到阿波罗-18为止,美国发射了12艘载人阿波罗飞船。

 

前苏联礼炮号空间站

前苏联“礼炮”4号空间站

 

前苏联礼炮号空间站是苏联发射的低轨道载人系列航天站。1971年4月19日,前苏联发射了第一座空间站礼炮1号,从此载入太空飞行进入一个新的阶段。礼炮1号空间站由轨道舱,服务舱和对接舱组成,呈不规则的圆柱形,总长约12.5米,最大直径4米,总重约18.5吨。它在约200多千米高的轨道上运行,站上装有各种试验设备,照相摄影设备和科学实验设备。与联盟号载入飞般对接组成居住舱,容积100立方米,可住6名宇航员。礼炮1号空间站在太空运行6个月,相继与联盟10号,联盟11号两艘飞船对接组成轨道联合体,每艘飞船各载3名宇航员,共在空间站上停留26天。礼炮1号完成使命后于同年10月11日在太平洋上空坠毁。

自1971年4月19日至1982年4月11日,前苏联一共发射了7座礼炮号空间站。其中1~5号为第一代,与联盟号宇宙飞船对接,组成“礼炮—联盟”航天复合体,前5座只有一个对接口,即只能与一艘飞船对接飞行。因站上携带的食品,氧气,燃料等储备有限,在太空寿命都不很长。经过改进的礼炮6号和7号空间站为第二代,增加了一个对接口,除接待联盟号载入飞船外,还可与进步号货运飞船对接,用以补给宇航员生活所需的名种用品,上述三者组成航天复合体,是从事宇宙物理、地球大气现象、医学—生物学、地球资源调查等各种科学研究和工艺试验的航天实验室。1977年9月29日发射上天的礼炮6号空间站,在太空飞行近5年,共接待18艘联盟号和联盟T号载人飞船。有16批33名宇航到站上工作,累计载人飞行176天。其中1980年宇航员波波夫和柳明创造了在空间站飞行185天的纪录。1982年4月19日礼炮7空间站进入轨道飞行,接待了联盟T号飞船的11批28名宇航,其中包括第一位进行太空行走的女宇航员萨维茨卡娅。特别是1984年3名宇航员基齐姆,索洛维约夫和阿季科夫在空间站创造了237天的飞行纪录。礼炮7号空间站载入飞行累计达800多天,直到1986年8月才停止载人飞行。

空间站与地球资源遥感有关的活动主要有:①礼炮4~5号,轨道高度245公里,倾角51.6°。载有KATE—140航天摄影机,其焦距为144毫米,像幅18×18厘米2,覆盖地面450×450公里2,地面分辨率30米,使用黑白全色、彩色和两层彩色红外胶片,获得东起千岛群岛、远东,西至中亚,面积达2200万公里2的地面照片,用于编制1:10万比例尺的专题地图和进行自然资源与环境研究;②礼炮6~7号,轨道高度260公里,倾角65°。载有MKF—6型多光谱摄影机,焦距125毫米,像幅55×81毫米2,覆盖地面114.4×168.5公里2,采用的6个波段分别为0.45~0.52、0.52~0.60、0.57~0.65、0.63~0.72、0.69~0.77、0.75~0.94微米。地面分辨率在可见光波段为16~22米,在近红外波段为40~48米。仅礼炮6号在1977年9月至1981年1月,就获得5万多幅航天遥感像片,覆盖了4860万公里2。1978年,礼炮6号开始用KATE—140航天摄影机对地面进行交向摄影,获取立体影像,用于立体测图。更新一代的航天站“和平号”于1986年2月20日上天,有6个对接口,开辟了载人航天从考察试验向广泛进行生产活动过渡的新阶段。

 

美国惟一的空间站——“天空实验室”

美国天空实验室

 

1973年美国发射了一个名叫“天空实验室”的空间站。它的样子大致是个圆柱体,长36米,最粗的地方直径接近7米,重达80吨。它有6块发电用的太阳电池翼板,其中较小的4块是狭长条形的,交叉成为十字形,好像是风车的旋转翼。

 

“天空实验室”在离地面430千米的轨道上运行。它里面有实验室、生活区、食堂、厕所,还有专供航天员锻炼身体的“健身房”,三、四个人在这里生活是很适宜的。“天空实验室”的前端有好几个对接装置,可以同时和几艘飞船对接。

 

“天空实验室”有左右两块较大的太阳电池翼板。其中,一块电池翼板在上升过程中被气流冲刷掉了,另一块太阳电池翼板在“实验室”入轨以后又出了故障伸展不开。使得“实验室”电力几乎完全丧失。这个耗资20多亿美元的太空实验计划,面临着夭折的危险。美国航宇局决定,派出航天员到太空去进行抢修。

 

于是,在“天空实验室”进入轨道10天之后,3名航天员乘坐“阿波罗”飞船来到出了故障的“天空实验室”身边。阿波罗飞船同“天空实验室”在太空中进行了对接。航天员通过对接舱口,爬进了充满危险的“实验室”,勇敢地展开了抢修活动。他们首先修理被损坏的太阳电池翼板,几经周折,终于将剩下的这块太阳电池翼板修复好,正常打开,电力勉强够用了。

 

自1974年2月第三批航天员返回地球之后,“天空实验室”就被关闭起来了。它实际上成了一颗重达80吨的特大型人造卫星,独自在太空中绕着地球运行。按照原来的计划,“天空实验室”至少有10年的轨道寿命,可以运行到1983年。到那个时候,美国航天飞机将研制成功,发射上天,对将要坠落的“天空实验室”进行抢救,由航天飞机帮它加速,提高它的运行轨道。

 

不幸的是,由于70年代末期,太阳黑子活动加强,大气层的气体分子密度增加,“天空实验室”在运行中所受到的阻力增大,结果它的运行轨道高度的降低比预计的要快得多。而航天飞机又由于技术上有困难,尚未研制出来,不能上天执行营救任务。于是,这个庞然大物在地球引力的作用下,终于在运行了2200多天,行程14亿千米之后,于1979年7月12日凌晨陨落。它在通过大气层时被烧毁了。据目击者说,无数残骸碎片像发光的雨点,倾泻在南印度洋海面和澳大利亚西部的沙漠地区。燃烧的碎片像无数颗流星划破长空,色彩缤纷,景象壮丽。

 

“天空实验室”是利用“阿波罗”载人登月飞行剩余的火箭壳体改装而成,是“一锤子买卖”,没有第二发,所以“天空实验室”陨落以后,就没有后续的空间站了.


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