揭秘创造奇迹的世界载人航天第一船
发布日期:2011-04-01 字体【

东方1号

  载加加林上天的东方1号是两舱式载人飞船:

  飞船上端是球形返回舱,直径2.3米,质量2.46吨;返回舱外部有两根遥控天线和顶端安装的通信天线,通信电线下端是1个小型通信电子设备舱;返回舱侧傍有1个观察窗和1个弹射窗,内部除装有生命保障及食物外,还有1台电视摄象机,1个光学定向装置,1个航天员观测装置和航天员应答装置,航天员按设计一直躺在弹射座椅上,生命保障系统可供航天员生存10昼夜。

  飞船下端是仪器舱(也叫服务舱或推进舱),它呈圆台圆锥结合体,最大直径2.43米,高2.25米,重2.27吨;在紧靠航天员舱处有18个球形高压氮气和氧气瓶,用以为航天员提供尽可能类似地面的大气环境;气瓶下面是圆台形仪器舱,它的侧面有3根鞭状天线,再住下则是反推发动机和内部推进剂贮箱;底端还有主发动机,它用于飞船再入前变轨制动,发动机采用硝酸和苯氨作为推进剂,推力1.614吨,比冲266秒,推进剂重275千克,工作时间45秒。这个系统能把飞船的速度减到155米/秒。为简单起见,整个末级火箭和整个飞船是一同进入轨道的,因此轨道上的飞船总长达7.35米。

在争议中问世

  1958年苏联载人航天的研究工作正式开始。当时针对首次载人航天飞行的采取何种形式明显地分成两种观点。一种主张首先进行亚轨道飞行,认为这样比较安全性;另一种观点则认为首次飞行即应采取轨道飞行方式。经过一番热烈的讨论,科罗廖夫总设计师最后还是决定直接进行载人轨道飞行,认为从安全上看,这2种飞行方式差别不太大。

  东方1号载人飞船返回舱(也叫座舱或乘员舱)选择什么样的形状也是当时争议很大的一个问题。有人认为圆柱体最合理,有人主张采用圆锥体,有人建议半球形,也有人拥护球形。在听取了各方面意见和理由之后,科罗廖夫总设计师主张采用球形结构,认为一定的外形尺寸的条件下,对称形结构的内部容积最大;球形有明显的象征意义,代表全球;这种形状有利于减少再入时气动热流的不利影响,而且有利于在各种速度下保持稳定。

加加林跳伞返回地面

  东方1号系列载人飞船的轨道设计有一个突出的特点。它采用近地点只有180千米的低轨道,这样低的高度大气对飞船轨道衰减十分厉害。但这种设计有几大优点:一是一旦制动火箭系统失灵,飞船可以在10天内逐渐衰减降低轨道,最终以不太大的再入速度返回地面;二是飞船设计可以不必考虑和设计复杂的轨道保持系统,简化了设计;三是由于飞船不是垂直高速再入而是缓慢地大倾角再入,因而使烧蚀防热设计更容易些,但随之也带来了一个严重缺点,即飞船的再入和着陆点很难预测,而且往往离发射场地很远。

  飞船回收过程设计的很有趣。为了确保航天员再入回收安全,总设计师科罗廖夫提出采用类似美国水星计划所设想的海上回收方案。但赫鲁尧夫却坚持苏联第1艘载人飞船必须在苏联领土上降落,理由是如果在公海上降落,西方航天专家和记者势必蜂拥而至,那么苏联的航天技术就会暴露在西方面前,不利于保密。这个要求使科罗廖夫等设计人员大为作难,因为在陆地上降落的安全性要差得多。如果采用火箭减速,那么系统设计和飞船质量都会变得无法接受的程度。如果用降落伞也必须相当大才能回收一个几吨重的飞船。最后不得不采用一个折衷的但仍带很大冒险性的方案:不回收返回舱而只回收航天员,即在返回舱再入离地面7千米左右后,将航天员连同座椅一道弹射出去,并用降落伞回收,而返回座舱则任其硬着陆。所以,加加林首次太空飞行最后是像飞行员那样在7.2千米高空通过跳伞返回地面的。

  这种办法当时看似比较安全,但实际上飞船在航天员弹射时的速度比飞机快得多,航天员用降落伞着陆能否成功确是个未知数。由于时间紧迫,已不可能进行充分的动物试验。

  由此可见,人类为打开通天之门,曾付出了巨大代价。

差点血洒太空

  加加林108分钟的航天奇迹震撼了全世界,被世人传为佳话。然而随着苏联解体后,有些当年机密被公开了,从而使人们了解到许多与之有关的惊人内幕。

  20世纪90年代初,美国索斯比拍卖行发现了一本世界首次载人航天的地面指令长卡尔波夫上校的日记,上面记述了加加林飞行的全过程,说加加林在返回地球时遇到了麻烦。

  东方1号载人飞船返回地面的程序是:制动火箭点火,返回舱(也叫座舱或乘员舱)与仪器舱(也叫服务舱或推进舱)分离,在座舱降到离地7.2千米时,加加林应被弹出返回舱,用降落伞实现软着陆。卡尔波夫在日记中写道:“返回舱与仪器舱不能及时分离,返回舱疯狂地旋转。”“故障,不要惊慌。”很显然,卡尔波夫当时心情十分紧张。分离过程原计划用10秒,但实际上用了10分钟。在这10分钟里,制动火箭推力使飞船不断旋转打滚。不过万幸的是,两者最后终于分离了,否则第1个太空使者就有去无回了。事后专家分析认为,可能是连接不当,使两舱一时难以脱离。

  西方专家也相信日记的真实性,并认为若当时知道这一秘密,肯尼迪总统可能会延迟美国登月计划,在地面上做更多的载人航天实验和猴子的太空飞行实验,以便更稳妥可靠。这也难怪,在美苏航天竞争时代,这两个大国常常报喜不报忧。

(资料提供:《国际太空杂志》)

(责任编辑:王楠
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