大家都知道我國(guó)的“神舟”系列飛船,從“神舟5號(hào)”實(shí)現(xiàn)中華民族“飛天夢(mèng)”開(kāi)始,每一次“神舟”飛船的發(fā)射都會(huì)牽動(dòng)全中國(guó)的神經(jīng)。然而當(dāng)我們把目光投向遙遠(yuǎn)的北方,投向曾經(jīng)的那個(gè)超級(jí)大國(guó),我們還會(huì)看到另一款神奇的宇宙飛船。
她誕生于冷戰(zhàn)最激烈的時(shí)期,寄托了她的創(chuàng)造者們太多的夢(mèng)想;她曾經(jīng)因惡性事故瀕臨下馬的邊緣,又靠另一個(gè)計(jì)劃的支撐頑強(qiáng)的挺了下來(lái)。在她誕生的40多年來(lái),她參與并見(jiàn)證了許多人類(lèi)航天史上的大事,也是中國(guó)“神舟”飛船設(shè)計(jì)時(shí)的主要參考對(duì)象;由于她的可靠,她至今仍工作在國(guó)際空間站運(yùn)營(yíng)的第一線(xiàn)。
她就是蘇聯(lián)/俄羅斯的“聯(lián)盟”號(hào)飛船,世界航天器中絕對(duì)的經(jīng)典。
怎么樣,是否對(duì)這艘宇宙飛船感到好奇呢?
跟著曉航一起來(lái)了解它的故事吧~
1
太空競(jìng)賽
1957年10月4日,人類(lèi)歷史上第一顆人造地球衛(wèi)星被蘇聯(lián)發(fā)射進(jìn)入太空,打破了那里持續(xù)了不知多少年的寧?kù)o。人類(lèi)文明的航天時(shí)代開(kāi)始了,它一開(kāi)始就演變成了一場(chǎng)“太空競(jìng)賽”:美國(guó)和蘇聯(lián)爭(zhēng)相奪取航天史上的“第一”,第一次載人飛行、第一個(gè)女航天員、第一次發(fā)射無(wú)人探測(cè)器探測(cè)月球……在競(jìng)賽中,蘇聯(lián)似乎總是占據(jù)上風(fēng),美國(guó)每次都落后一步。自豪的美國(guó)人感到了恥辱,他們下定決心要證明自己才是地球上科學(xué)技術(shù)最先進(jìn)的國(guó)家。1962年美國(guó)總統(tǒng)肯尼迪在演講中說(shuō):“我們選擇去月球,不是因?yàn)檫@簡(jiǎn)單,而是因?yàn)檫@困難?!?/strong>(“We choose to go to the Moon, not because it’s easy, but because it’s hard.”)美國(guó)的“阿波羅”載人登月計(jì)劃就在這一年開(kāi)始了。
“第一次把人送上月球”,這個(gè)“第一”是無(wú)論如何也必須爭(zhēng)的。在鐵幕另一邊的蘇聯(lián),載人登月計(jì)劃也開(kāi)始有條不紊地進(jìn)行,蘇聯(lián)的登月計(jì)劃就叫做“聯(lián)盟”,“聯(lián)盟”號(hào)宇宙飛船的設(shè)計(jì)目標(biāo),就是搭載蘇聯(lián)宇航員飛向月球。
2
月球飛船
為登月而生的“聯(lián)盟”號(hào),和與她針?shù)h相對(duì)的美國(guó)登月飛船“阿波羅”號(hào)一樣,屬于美蘇第三代飛船,相較前輩們有大幅的改進(jìn)。
1961年升空的蘇聯(lián)第一代宇宙飛船,也就是世界第一種宇宙飛船“東方”號(hào),本質(zhì)上就是一個(gè)增壓的“膠囊”,里邊塞進(jìn)了一個(gè)人。“東方”號(hào)飛船只擁有一具再入大氣層用的固體燃料降軌火箭,其在太空中只能按固定的軌道前進(jìn),不能使用飛船自己的動(dòng)力進(jìn)行變軌;攜帶的空氣、水等物資也十分有限,無(wú)法進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的太空航行。1965年首次發(fā)射的蘇聯(lián)第二代宇宙飛船“上升”號(hào),僅僅是在“東方”號(hào)的基礎(chǔ)上將乘員增加到兩人、加上了宇航員出艙進(jìn)行太空行走的能力而已。去往月球的往返飛行要持續(xù)6天以上,中間需要飛船做多次變軌操作,還要具有與月面登陸艙太空對(duì)接的能力;上述兩種飛船顯然不能滿(mǎn)足這樣的要求。
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“聯(lián)盟”號(hào)飛船的結(jié)構(gòu)示意圖,原圖中的俄文筆者已將自己認(rèn)識(shí)的部分用中文標(biāo)注在旁邊??梢郧宄乜吹健奥?lián)盟”號(hào)標(biāo)志性的三艙制結(jié)構(gòu)
蘇聯(lián)登月飛船“聯(lián)盟”號(hào)首次具有了自己的液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī),航天員可以在飛船內(nèi)操縱飛船改變軌道,在太空中飛到自己想去的地方?!奥?lián)盟”號(hào)的“船頭”設(shè)置了對(duì)接艙門(mén),具有太空對(duì)接的能力;艙內(nèi)的空間相比之前的飛船幾乎擴(kuò)大了兩倍,最多搭載的乘員增加到了三個(gè),在太空中的自持力也相應(yīng)上升。
為了實(shí)現(xiàn)這些特點(diǎn),“聯(lián)盟”號(hào)首創(chuàng)“三艙制”構(gòu)型,整個(gè)飛船由軌道艙、返回艙和推進(jìn)艙三個(gè)艙段組成:軌道艙和返回艙加壓密封,裝載航天員和各種儀器設(shè)備;軌道艙同時(shí)還可以減壓作為宇航員出艙做太空行走的過(guò)渡艙;推進(jìn)艙則裝載燃料、導(dǎo)航設(shè)備和發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)“聯(lián)盟”號(hào)飛船準(zhǔn)備返回地面時(shí)就先拋掉軌道艙和推進(jìn)艙,三名宇航員呆在有防熱大底的返回艙里再入大氣層。
這種三艙制構(gòu)型后來(lái)直接被我國(guó)的“神舟”飛船效仿,不過(guò)這是后話(huà)了。當(dāng)時(shí)在1960年代,“聯(lián)盟”號(hào)的性能和美國(guó)的登月飛船“阿波羅”號(hào)差不多;美蘇各自的第三代飛船瞄準(zhǔn)了月球一齊發(fā)力,就看誰(shuí)能先沖到那兒了。
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“兩艙制”的美國(guó)“阿波羅”號(hào)登月飛船,同樣是最多搭載三名成員、能變軌和太空對(duì)接
1967年4月23日,第一艘“聯(lián)盟”飛船——“聯(lián)盟1號(hào)”用R-7運(yùn)載火箭發(fā)射升空。然而這第一次飛行卻并不順利:入軌之后,飛船一側(cè)的太陽(yáng)能電池板出了故障沒(méi)有展開(kāi)。電力短缺使得飛船上的電子設(shè)備瀕于癱瘓,用來(lái)計(jì)算返回地球的軌道的計(jì)算機(jī)無(wú)法工作,飛船上搭載的唯一一名宇航員弗拉基米爾·科馬洛夫不得不手動(dòng)計(jì)算回家的軌道;盡管他用自己驚人的耐心和準(zhǔn)確性最后得到了正確的答案,然而在飛船成功再入地球大氣層后,降落傘又出現(xiàn)故障沒(méi)有打開(kāi),飛船以超音速的速度撞到了地上,科馬洛夫壯烈犧牲。“聯(lián)盟1號(hào)”的毀滅性事故給蘇聯(lián)的登月計(jì)劃造成了巨大的破壞,“聯(lián)盟”號(hào)飛船險(xiǎn)些下馬。
更可怕的是,要想成功登月,使用蘇聯(lián)當(dāng)時(shí)擁有的,300噸重的R-7運(yùn)載火箭是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,蘇聯(lián)需要一款比之前的所有火箭都要強(qiáng)大得多的火箭。美國(guó)人用專(zhuān)門(mén)研制的“土星5號(hào)”運(yùn)載火箭將“阿波羅”號(hào)飛船送上了月球,重達(dá)3000噸的“土星5號(hào)”直到1980年代仍然是人類(lèi)制造過(guò)的最大最強(qiáng)的運(yùn)載火箭。蘇聯(lián)這邊也在研制一種巨大的火箭用于把“聯(lián)盟”號(hào)發(fā)射到月球——N-1火箭,重達(dá)2700噸。然而大火箭需要有大型火箭發(fā)動(dòng)機(jī),蘇聯(lián)一直無(wú)法攻克這個(gè)技術(shù),于是N-1火箭使用了多達(dá)30臺(tái)小型火箭發(fā)動(dòng)機(jī),這么多發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)致燃料管線(xiàn)復(fù)雜、火箭的可靠性急劇降低。從1969年開(kāi)始這種大火箭進(jìn)行了四次試射,竟無(wú)一次成功;而美國(guó)人已經(jīng)于1969年7月21日把阿姆斯特朗成功地送上了月球。1976年,蘇聯(lián)的登月計(jì)劃由于技術(shù)和政治上的雙重原因宣告取消。
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左側(cè)為美國(guó)的“土星5號(hào)”運(yùn)載火箭,近地軌道運(yùn)載能力高達(dá)135噸,相比之下今天大部分重型運(yùn)載火箭都只有20噸左右;右側(cè)就是蘇聯(lián)的N-1火箭,四次發(fā)射四次失敗的她挫敗了蘇聯(lián)人的登月夢(mèng)想;或許就是受她的刺激,蘇聯(lián)后來(lái)在1987年成功試射了“能源”號(hào)運(yùn)載火箭,這是人類(lèi)歷史上唯一一種比“土星5號(hào)”還要強(qiáng)大的火箭——然而“能源”號(hào)還沒(méi)來(lái)得及大顯身手蘇聯(lián)就解體了
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空間站班車(chē)
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人類(lèi)第一座空間站“禮炮1號(hào)”
1972年12月,“阿波羅17號(hào)”飛船離開(kāi)了月球,這是美國(guó)迄今為止最后一次載人登月任務(wù)。“阿波羅”計(jì)劃結(jié)束后,美國(guó)人陷入了一種沒(méi)有目標(biāo)的狀態(tài):太空計(jì)劃對(duì)于美國(guó)來(lái)說(shuō)一直是一場(chǎng)與蘇聯(lián)的競(jìng)賽,現(xiàn)在美國(guó)已經(jīng)贏(yíng)得了這場(chǎng)競(jìng)賽,接下來(lái)該做什么呢?加上“阿波羅”計(jì)劃耗費(fèi)了美國(guó)大量的錢(qián)財(cái),甚至間接導(dǎo)致了70年代美國(guó)經(jīng)濟(jì)的大蕭條,美國(guó)的太空探索進(jìn)入了一個(gè)低谷期。
而蘇聯(lián)呢?在不爭(zhēng)氣的N-1火箭頻頻爆炸的同時(shí),蘇聯(lián)開(kāi)始推進(jìn)另一個(gè)偉大的太空計(jì)劃:空間站。蘇聯(lián)將通過(guò)深入研究空間站技術(shù),讓人類(lèi)長(zhǎng)期生活在太空中,乃至最后移民太空。1971年4月19日,人類(lèi)歷史上第一座空間站“禮炮1號(hào)”由蘇聯(lián)發(fā)射升空。此時(shí)“聯(lián)盟”號(hào)飛船已經(jīng)由R-7運(yùn)載火箭運(yùn)載進(jìn)行了9次成功的飛行,雖然由于N-1火箭的拖累無(wú)法飛往月球了,但由于空間站計(jì)劃的需要,“聯(lián)盟”號(hào)接下來(lái)義不容辭地?fù)?dān)起了運(yùn)送航天員往返于地面和空間站之間的重任。
1971年4月23日,“聯(lián)盟10號(hào)”飛船成功與“禮炮1號(hào)”對(duì)接。可是由于設(shè)計(jì)問(wèn)題,宇航員們?cè)趺匆泊虿婚_(kāi)進(jìn)入空間站的艙門(mén),無(wú)法離開(kāi)飛船進(jìn)入空間站,只能悻悻地返回了地球。到了6月7日,經(jīng)過(guò)了改進(jìn)的“聯(lián)盟11號(hào)”飛船終于成功地把三名宇航員送入了空間站,完成了人類(lèi)航天史上的一件壯舉。
完成任務(wù)后,三名宇航員返回“聯(lián)盟11號(hào)”,離開(kāi)空間站落向地球。然而災(zāi)難再次發(fā)生了:返回地球的過(guò)程中飛船返回艙上的一個(gè)氣閥意外破裂,導(dǎo)致艙內(nèi)失壓,三名宇航員全部窒息而亡。
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(蘇聯(lián)發(fā)行的紀(jì)念“聯(lián)盟11號(hào)”任務(wù)中三名犧牲宇航員的郵票)
“聯(lián)盟11號(hào)”的事故是慘重的,但“聯(lián)盟”號(hào)飛船日益成熟,一次事故不會(huì)停下蘇聯(lián)人使用“聯(lián)盟”號(hào)探索空間站技術(shù)的腳步?!岸Y炮1號(hào)”于1971年10月使用壽命耗盡按計(jì)劃墜毀。
1973年4月3日,“禮炮2號(hào)”又成功上天。自此之后直到1982年4月19日“禮炮7號(hào)”發(fā)射,這段時(shí)間里蘇聯(lián)一直在不停地發(fā)射、實(shí)驗(yàn)“禮炮”系列空間站,而“聯(lián)盟”號(hào)飛船則負(fù)責(zé)在空間站與地面之間來(lái)回運(yùn)送人員和物資,成了空間站計(jì)劃中的“工作馬”;甚至后來(lái)為了支撐起空間站運(yùn)作的龐大貨運(yùn)需求,蘇聯(lián)又在“聯(lián)盟”號(hào)的基礎(chǔ)上改裝出了“進(jìn)步”號(hào)貨運(yùn)飛船,不載宇航員,專(zhuān)門(mén)拉貨。“聯(lián)盟”號(hào)飛船成為了蘇聯(lián)太空計(jì)劃的脊梁,而她曾經(jīng)的對(duì)手美國(guó)“阿波羅”號(hào)飛船則早已被丟進(jìn)了歷史的故紙堆。
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(“禮炮7號(hào)”空間站,左下角可以看到一艘與之對(duì)接的“聯(lián)盟”號(hào)飛船)
后來(lái)的故事大家多少都聽(tīng)說(shuō)過(guò)了:
蘇聯(lián)航天事業(yè)最瑰麗的成就,劃時(shí)代的超級(jí)空間站“和平”號(hào)。
1986年2月20日升空,之后逐漸添加艙段,到1992年才建成130噸重的龐然大物,成為有史以來(lái)最巨大的人造太空物體。
當(dāng)然在“和平”號(hào)的建設(shè)和運(yùn)行中,那個(gè)不可或缺的中堅(jiān)力量還是“聯(lián)盟”號(hào)宇宙飛船,她又一次親眼見(jiàn)證、親手哺育了這座偉大的空間站。
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