Green 版 (精华区)

发信人: ersy (Green Mouse), 信区: Green
标  题: 国外载人飞船扫描 
发信站: 哈工大紫丁香 (Thu Apr  4 13:25:25 2002) , 转信

　　编者按　公元14世纪末，中国人“万户”曾手持风筝、坐着自制的装有47支火箭的座
椅，去圆“升天”的梦想，虽然为此他付出了生命的代价，但“万户” 的勇敢使他成为迄
今世界上第一位试图坐火箭上天的“航天员”。几百年来，人类探索宇宙，“谁持彩练当
空舞”的梦想与努力从未停止过。进入20世纪以来，空间技术成为当代科技发展最快的尖
端技术之一，尤其是近30年来，世界空间技术和航天活动的发展，极大地扩展了人类活动
的新领域。航天技术已成为一个国家科学技术水平的重要标志。特别在载人航天领域，大
国之间的角逐更是日趋白热化，呈现出千帆竞过，百舸争流的壮观场面。 

　　前苏联、俄罗斯三代飞船渐进式发展 

　　●士元 

　　当年，苏联为谋求载人航天的霸主地位，曾在宇宙飞船领域和美国展开过激烈竞争，
经过几十年的明争暗斗，结果苏、美平分秋色：前苏联在卫星式宇宙飞船上技高一筹，美
国则在登月式飞船方面一花独秀。今天的俄罗斯仍很重视宇宙飞船的发展及其应用，堪称
宇宙飞船领域的“大哥大”。目前，俄罗斯在载人飞船领域已发展了三代。 

　　●“东方”号奏响人类翱翔太空序曲 

　　前苏联发展的第一代载人飞船是“东方”号。它最先把人类送入太空，称得上是开路
先锋。飞船采用两舱式，即由球形座舱和倒圆锥形服务舱组成，重量4. 7吨，只能乘1名航
天员，最长飞行时间为5天。世界上最早进入太空的航天员加加林就是乘“东方”号飞船上
天的。当座舱单独再入大气层下降到离地7公里高度时，航天员靠弹射座椅离开座舱，乘降
落伞单独着陆。该宇宙飞船为苏联赢得了巨大荣誉，使美国脸上无光。 

　　●“上升”号演绎苍穹惊险二十四分钟 

　　第二代是“上升”号。它是为了与美国竞争多载人、在“东方”号的基础上改进而成
的，即把笨重的弹射座椅改为3把普通的座椅，以便坐3人；在座舱外增设气闸舱，供航天
员出舱使用；还增加了着陆缓冲用的制动火箭，重量5吨多。1 964年10月，上升1号飞船首
次载科学家绕地飞行，进行了天体物理学、航天医学、生物学研究和技术试验。1965年3月
发射的上升2号飞船使列昂诺夫成为世界太空行走第1人，再次让苏联扬眉吐气。这里还有
一段惊心动魄的故事。 

　　1964年，苏联弹射座椅和舱外太空行走设备总设计师塞弗林了解到，美国正在研制舱
外行走设备，并拟在双子星座号飞船上使用。于是，他立即上书当局，呼吁加紧舱外行走
设备的开发步伐，抢在美国之前完成这一创举。 

　　但是事情并没有那么简单，因为苏联的飞船没有供航天员出舱所需要的气闸舱。 

　　当时，美国双子星座号飞船已设置了气闸舱，而苏联的“上升”号飞船很小，仅有一
道用螺母紧固的舱门，它是供航天员在地面出入用的。若重新设计飞船肯定要落在美国之
后。为此，塞弗林提议采用一种能节省空间，可膨胀的简易气闸，结果这一大胆的方案立
即就被批准了。 

　　前苏联航天总设计师科罗廖夫命令塞弗林用9个月啃下这块硬骨头。塞弗林不敢懈怠，
率领一帮精兵强将夜以继日地抢时间。 

　　1965年3月18日，莫斯科。上午10时，上升2号飞船轰鸣着载着两名航天员从拜克努尔
发射场升空，其中别列亚耶夫为指令长，列昂诺夫是驾驶员。 

　　当飞船绕地飞行第2圈时，列昂诺夫在确认座舱密封完好后打开了向内开的舱门，随着
别列亚耶夫的一声“祝你走运”，列昂诺夫浮游进入密封过渡舱，即气闸舱。 

　　列昂诺夫进入过渡舱后，便给自己的航天服充压，并检查过渡舱的密封性，调整头盔
。此后，别列亚耶夫关上座舱盖，并给过渡舱减压。最后，列昂诺夫打开外盖，于11点34
分51秒进入茫茫太空，成为世界上第1个在太空漫步的人。事后他说，当我准备好出去时，
轻轻地推了一下舱盖，于是就像一个软木塞一样呼的一下冲出舱口。 

　　出舱后，列昂诺夫在太空不仅浮游，还翻筋斗，并从舱外卸掉1个相机，移动了几件舱
外物体。事实证明，太空并不那么可怕，人只要穿上航天服和生保系统背包，就能在舱外
工作和存活。 

　　10分钟后，别列亚耶夫提醒列昂诺夫准备返回座舱，可此时出现了麻烦。起先，列昂
诺夫报告说取回舱外相机有困难，每次把相机放进过渡舱时它都飘走。最后，列昂诺夫硬
把相机推进通道，并用脚踩住，这才将它放入。这时列昂诺夫已精疲力竭，出汗量超出了
他的航天服所能吸收的量。接着，又遇到了新问题，他的脚先迈到过渡舱里，可身子怎么
也回不来，他卡在了舱门口。这是由于太空是真空的，无法从外部给航天服施压，使航天
服比想象的要鼓得多，如气球一般。此外，因戴头盔不能擦汗，汗水流到了眼睛上，汗气
也使面罩模糊了。这时，列昂诺夫除了能听到自己的心在咚咚地急促跳动外，什么也看不
清，听不见。突然他灵机一动，给航天服放气降压。一次不行两次，两次不行三次，直到
将压力降到了极危险的低限，即从0.4降至0.25个大气压。他终于穿着瘪下来的航天服活着
爬进了舱门。列昂诺夫在太空行走了10分钟，但为了挤进舱门他又拼力花了14 分钟。惊心
动魄的24分钟犹如24个心结，记录了人类探索太空的艰辛之旅。 

　　●“联盟”号担当天地往来“粮草官” 

　　前苏联的第三代是“联盟”号。它是从1976年开始使用的，由近似球形的轨道舱、钟
形座舱和圆柱形服务舱组成，重约6.8吨，可乘坐3名航天员，主要用于为空间站提供服务
。 

　　其轨道舱分隔成工作区和生活区两部分，是航天员在轨道上工作和生活的场所。轨道
舱前端还有交会对接机构，具有轨道机动和交会对接功能，可与“礼炮 ”号空间站对接，
航天员通过这个对接机构进入“礼炮”号空间站。在没有对接任务的自主飞行中，对接机
构处可装科学仪器。 

　　“联盟”号是组合式飞船，与东方号相比，其内部可居住容积增大1倍；座舱由球形改
为钟形是为了达到良好的外力控制特性和精确的落点。 

　　“联盟”号飞船在轨道上曾作过编队飞行、交会对接试验、材料焊接试验、大地观测
、生物研究等。它既能自主飞行较长时间，也可为空间站接送航天员，或与空间站对接后
成为空间站的1个构件舱一起联合飞行。 

　　1984年起，苏联开始使用进一步改进的联盟－ TM飞船。它采用了“库尔斯” 新型交
会对接系统，可使飞船与处于任何相对姿态的空间站对接，而空间站不必机动；采用了强
度更高、质量更轻材料制成的降落伞，使发射和着陆的有效载荷均有所增加，且在钟形座
舱里占有更小的体积。 

　　2002年4月，俄罗斯将发射新型改进飞船联盟— T MA。其特点是航天员所占的空间变
大，因而可以运送个子更高、体重更大的航天员。 

　　由于空间站的发展，运货量增加，故从1978年开始，苏联把“联盟”号飞船改装成专
门的货运飞船，改装后的飞船称为“进步”号，每次飞行可为空间站送去2吨物资。2001年
，新型改进货运飞船进步— M1投入使用。其载货量大大提高，装上了新型计算机，与空间
站之间的无线电通信距离扩大到30公里。同空间站对接后的联合飞行时间增加到180天。进
步— M和进步— M1的主要区别是：进步 — M1飞船可储存约2吨航天燃料，相当于进步—
 M飞船燃料储量的2倍。 

　　目前俄罗斯每年向国际空间站发射2艘载人飞船、6艘货运飞船。 

　　●“C21”号谱写星际旅行新华章 

　　2002年3月14日，莫斯科郊外展示了载人去太空旅行的最新太空飞船同比例模型“ C2
1”号，现场还同时展出了它的运载飞行器。这架太空飞船将搭乘 M－55 型运输机，运载
1名飞行员和两名太空旅行者，升空到1.7万米，飞船与运输机分离后自带的固体燃料发动
机点火，继续爬升到100多公里高度，然后开始作3分钟失重飞行。 

　　按计划，“ C21”号飞船将于两年后首航。在旅行开始前，工作人员将用机械锁把“
 C21”号飞船固定在 M－55型飞机背部的支架上。当经过训练的游客、驾驶员进入座舱并
密封舱门后，运输机起飞。待飞至距地面约17公里的高空时，机背上的支架前端向上抬起
，固定飞船的机械锁按指令打开， M—55运输机迅速向下飞行，“ C21”号飞船则继续向
上攀升。之后，飞船驾驶员启动火箭发动机，使飞船加速冲向太空。“ C21”号飞船能够
飞至距地面101公里的高空作亚轨道飞行。游客可在这一过程中感受失重，眺望头顶的星空
和脚下蔚蓝的地球。旅行结束时，“ C21”号飞船能像飞机一样用起落架着陆。因此，笔
者认为，它也可称航天飞机。 

　　据悉，整个旅行约持续1~1.5小时，其中失重的时间约为3分钟。如此一番旅行的价格
为每人10万美元。招揽游客的美国空间冒险公司总裁安德森透露，迄今为止美方已预售了
100多张太空旅游“飞船票”。据美俄企业所做的全球市场调查显示，愿意参加此类太空旅
游的约有数千人。 

　　 

　　美国三代飞船跳跃式发展 

　　●天兵 

　　与前苏联相似，美国载人飞船也发展了3代。只不过由于美国没有像苏联那样采用循序
渐进的方式，而是竞相跳跃，以满足政治、军事和科学等的需要。因此在卫星式飞船方面
，美国技不如人，但其登月式飞船至今仍独占鳌头。 

　　●“水星”“双子星”接踵进太空 

　　美国第一代飞船是1961年4月至1963年6月使用的水星号。它为单舱式，重量约1.3~1.
8吨，能乘1名航天员，用于进行地球轨道飞行，试验飞船各种工程系统的性能，考察人在
空间环境下的生存和工作能力。总共发射了6艘，每艘最长飞行时间为2天，顶端有1个5米
高的救生塔。航天员躺在特制的座椅上，通过飞船舷窗、潜望镜和显示器观测地球表面。
返回前点燃制动火箭，然后抛弃制动火箭组合件，再入大气层，下降到低空时打开降落伞
，航天员与飞船一起溅落到海上，由直升机和打捞船回收。美国第1个航天员格伦就是乘“
水星”号登天的。 

　　1962年2月20日，大约1亿多美国人通过电视观看了航天员约翰·格伦乘坐宇宙飞船进
入太空的画面。这次有着重大历史意义的太空之旅耗时90分钟，最后以飞船载人舱成功降
落在大西洋上圆满告终。美国宇航局称，那次飞行以及其后5年内的5次试验性飞行证实，
人在微小重力的情况下，依然可以毫发不损地在太空中生活一天。格伦当年的飞行赶在苏
联载人飞船环绕地球飞行的10个月后，因为这项壮举，格伦作为首位环绕地球飞行的美国
航天员而被永载史册。 

　　1965年投入使用的“双子星座”号飞船是第2代。它由座舱和服务舱两个舱组成，重约
3.2~3.8吨，最大直径3米，可坐两名航天员。 

　　“双子星座”号飞船进行了10次载人飞行。它具有轨道机动、交会和对接能力，并能
让航天员在轨出舱，主要用途是为以后的“阿波罗”号飞船进行载人登月飞行做技术准备
。虽然它与“水星”号飞船外形相似，也呈圆锥—钟形，但其密封舱容积加大了；飞船各
系统不再采用“堆积”方式装在一起，而是按舱室形式安装；增加了交会雷达……这使飞
船性能大为提高。 

　　双子星座号飞船在返回前先抛弃服务舱下舱，然后点燃4台制动火箭，再扔上舱；座舱
再入大气层，下降到低空时打开降落伞，航天员与座舱一起在海面上溅落。 

　　●“阿波罗”开创登月先河 

　　大名鼎鼎的“阿波罗”号飞船是美国的第三代飞船，也是目前唯一上过天的登月式载
人飞船，一共发射过7艘，其中6艘登月成功。 

　　20世纪50年代末至60年代初，苏联连续获得数项空间竞赛第一：1957年10月 4日发射
第一颗人造地球卫星，1961年4月12日第一位航天员加加林进入太空…… 与之相比，尽管
美国也取得了两项第一：1960年4月发射第一颗气象卫星“泰罗斯 ”，1962年7月第一颗有
源通信卫星升空作试验性通信，但这些同苏联的巨大航天成就相比，则显得小巫见大巫。
因此，美国朝野上下均深感这是一个极其严重的政治问题。于是在加加林上天之后，美国
就虎视眈眈地提出一定要赶超苏联的口号，下定决心要显示一下美国作为世界头号超级大
国的科技水平和国力，最后终于在1961年5月25日由肯尼迪总统向全世界宣布：实施雄伟的
载人登月计划。“我认为我们的国家应当在本十年结束之前，实现把人送上月球并使其安
全返回地球这一目标。”由此可见，美国实施载人登月计划是一项政治性决定，主要目的
是为了在全世界重新确立美国的技术领先地位。阿波罗载人登月工程对美国进展缓慢的航
天计划起了巨大的激励作用。全国各界纷纷献计献策，结果只用了8年时间，就登上了月球
。 

　　“阿波罗”号登月飞船由座舱（也叫指挥舱）、服务舱和登月舱组成，与卫星式飞船
最大的不同就是增设了登月舱。其中圆锥形座舱是航天员在轨飞行中生活和工作的地方，
也是控制中心及唯一回收的部件，并有供航天员爬进登月舱的舱门和观察用的舷窗；服务
窗为圆柱形，装有主发动机、姿态控制系统、环境控制系统和电源等，能提供3名航天员1
4天的生活环境；登月舱由上升级和下降级两部分组成，用于把2名航天员从月球轨道下降
到月面，完成任务后再把他们送回在月球轨道上运行的座舱。 

　　1969年7月20~21日，阿波罗11号飞船首次实现了人类登月的理想，把2名航天员送上了
月球。后来，又5次把10名航天员送上月球，其中在阿波罗15、16和17号的登月舱中，还带
有一辆200公斤重的月球车。阿波罗－13号是因服务舱液氧箱中途爆炸而中止了登月任务的
，但该飞船经过航天员的千辛万苦的努力还是安全返回了地面。 

　　“阿波罗”号飞船载人登月是上世纪最伟大的壮举。1975年7月，美国又发射了一艘“
阿波罗”号飞船，但它不是为了登月，而是与前苏联“联盟”号载人飞船进行对接飞行，
实现了当时两个超级大国的太空首次握手，在全球产生巨大反响。至此，美国停止使用飞
船，转向发展航天飞机去了。 

　　●星际飞船引领商用新潮流 

　　进入21世纪以后，美国对宇宙飞船又重新产生了兴趣，目的是把它用于空间站救生、
旅游和载人行星探测等。 

　　美国珀杜大学研究人员2002年表示，他们目前正在设计一种能够让乘客在地球和火星
之间旅行的星际飞船。这项计划的负责人是有史以来第2位在月球上行走的地球人奥尔德林
，他非常支持这一太空旅行计划。据悉，奥尔德林和手下的工程师们设计的星际太空飞船
能够载着旅客以2.1万公里／小时的速度在火星和地球之间旅行。星际飞船将利用太阳、行
星及其卫星对它的引力将旅客们送往目的地。 

　　珀杜大学航空学教授詹姆斯·朗乌斯基解释说：“只要将太空飞船送往轨道，它就会
保持自己的动量，来回在地球和火星之间飞行。当然，它偶尔也需要一些推进燃料，但它
基本上应该被看作是一个无需燃料的完美的飞行器。”此外，美国还有许多其它火星飞船
方案正在研究之中。 

　　 

　　欧洲、日本、印度飞船开发竞争先 

　　●广龙 

　　除俄美外，目前欧洲正在为国际空间站研制的自动转移飞行器（ A TV）也是一种宇宙
飞船。它主要用来向国际空间站运送补给品，能定期再入轨道的 A TV的服务模块，现已与
货运飞船的机械和热力模块集成到一起。 

　　A TV的服务模块包括推进系统、电力系统、计算机以及大部分航空电子设备。模块的
大部分被推进剂箱和加压箱、推进器、燃料管线和推进控制电子设备所占据。该货运飞船
上有一个加压舱，国际空间站内的航天员能进入并卸载补给品，运走垃圾，并通过它传送
空气、氮气和氧气。飞船上还有一套系统用来向国际空间站运送火箭燃料。这2个模块将被
组装到一起，生产出第一个试验模型——— 结构和热力模型（STM）。它将进行11个月的
声、热和振动试验。 

　　第一个达到飞行标准的 A TV将于2002年中期开始建造，2004年向国际空间站发射。 
A TV将由阿里安5号火箭发射，至2013年预计将完成8次飞行任务。这是第一个由欧洲开发
的太空飞船，将成为国际空间站的一个“集合点和码头”。 

　　面对航天领域的激烈竞争，为抢占一席之地，日本文部省决定投巨资进行载人宇宙飞
船的研究工作。该省的宇宙开发委员会在2002年3月提交建议进行载人宇宙飞船研究的报告
。日本文部省认为，目前日本每年在航天领域的预算约2900亿日元，而美国宇航局的预算
再加上国防部用于航天领域的预算1年将达到3万亿日元。如果这样持续下去，日本在该领
域将会越来越落伍。因此政府必须加大在该领域的投入。 

　　目前日本负责宇宙空间开发的部门有3个：宇宙开发事业团、航空宇宙技术研究所、宇
宙科学研究所。有消息称这3个部门计划在2003年合并。载人宇宙飞船的研究将是部门合并
后的重要课题。日本目前正在全力完善国产 H－2A火箭，文部省计划下一步研究如何回收
火箭，这是实现载人宇宙飞船的关键技术难关之一。 

　　印度空间研究组织主席卡斯图兰甘博士2001年12月表示，印度已把自行研制宇宙飞船
列入了国家空间项目的长期发展计划之中。据他透露，该系统将包括一系列运载发射系统
，以及可供多次使用的宇宙飞船。据他称，该系统将在2025年准备就绪，目前关于可供多
次使用的宇宙飞船的设计工作已经展开，印度还正在尝试对最新的“对地同步卫星运载火
箭”进行大的改进。 

　　尽管可以部分重复使用的航天飞机早已问世，并跃升为目前最先进的载人航天运输器
；尽管在轨道上长期运行的载人空间站技术日趋成熟，并正向大规模开发太空资源方向发
展，但所有这一切都无法掩盖最早的载人航天器———宇宙飞船的夺目光芒，至今也不能
完全取代这一载人航天鼻祖的重要位置，它仍将活跃在天地往返的第一线。 

　　载人宇宙飞船为人类的航天事业立下了汗马功劳。未来载人飞船将朝3个方面发展：有
多种功能；返回落点的控制精度提高到百米级的范围以内；返回地面的座舱，经适当修整
后可重复使用。21世纪人类将实现用宇宙飞船进行载人行星际飞行的梦想。

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※ 来源:．哈工大紫丁香 http://bbs.hit.edu.cn [FROM: 202.118.228.124]