小火箭出品
本文作者:邢强博士
1971年4月19日,苏联“礼炮”1号空间站升空。如今,到了2016年,距离“礼炮”1号这个人类的第一个空间站升空已经过去了45年。现在,国际空间站已经运行多年,而中国也正准备将新的空间站送上太空。人类是如何决定开始发展空间站的?一个成功的空间站上面需要有哪些独特的设计?早期的空间站又给后人留下了哪些宝贵的经验教训呢?一起来和小火箭回顾这段历史吧!
浪漫又理性的计划
苏联第一个将人类送上了太空,美国第一个将人类送上了月球。在日益白热化的太空技术的竞赛中,两个国家都为了能够获得更多的第一而殚精竭虑。但是,一个充满了浪漫主义的设想开始逐渐成形,那就是让人类尽可能长久地在太空中生活下去。
与美国追求跨越式发展的方式不同,苏联的“礼炮”系列空间站从计划伊始就准备走循序渐进的路数。毕竟有关在太空中长时间停留对人体的影响和相关的生命保障系统能否长时间可靠工作的研究还没有先例可循。“礼炮”1号至5号空间站是该计划中的第一代空间站。之后的“礼炮”6号和7号再根据第一代空间站的经验实施改进。然后就可以用搭积木的方式建设大规模的轨道空间站了。
大胆而细致的设计
“礼炮”1号由轨道舱、服务舱和对接舱三个主要舱段组成,总长约12.5米,最大直径4米,总质量18.5吨。为了实现太空对接和载人运输,“礼炮”1号空间站设有一个飞船对接口。(后期的礼炮号空间站设有一前一后两个对接口,分别用来对接联盟号载人飞船和进步号无人货运飞船。)
在第一批航天员进驻空间站之前,就已经有火灾预警、森林监测、粮食估产等目标任务送到了“礼炮”1号的项目组那里。因此,可以说人们一开始对空间站的期望是很高的,根本没有过多考虑任务本身的风险性,而是早早地就把空间站在多个领域的应用准备工作做好了。而太空实验的任务则给空间站引入了有关微重力试验、植物培养、太空医学等领域的仪器设备。
所有这些用于观测和试验的设备将要与3名航天员共享85立方米的舱内空间,而且要在太空中停留尽量长的时间。这在当时的技术水平下,无疑是一个大胆的设计理念。
而为了万无一失地完成任务,“礼炮”1号的设计师们做了很多创新。小火箭认为,当时的礼炮号空间的设计理念的精髓在于:设计师们认识到从空间站站内布局本身的设计上来避免失误要比培训航天员进行失误率较少的操作更为重要。于是,太空中最早的区块化控制设备的设计理念得到了大量应用。在“礼炮”1号空间站内,主要的活动区域分为3段:对接舱、小直径轨道舱和大直径轨道舱。对接舱内主要设置一些对突然失压和温度波动不敏感的设备。对接舱的一侧安装有著名的“猎户座”望远镜的控制设备。对接舱与轨道舱的连接处则放置着用于太空医学研究的设备。经过巧妙的设计,这些设备不会阻碍将来由联盟飞船运送来的航天员的进出。
再向里,便是礼炮1号的控制核心,中央控制仪表板了。在这里,所有的控制设备的信息会汇总显示。用于控制空间站轨道和姿态的手柄分别放置在2个驾驶座椅前面。紧凑的设计使得空间站的指令长不用移动位置就可以获得空间站飞行状态的所有信息。
向更远处飘去,穿过一个1米多长的小通道之后,航天员将会豁然开朗,进入直径4米,长度接近4.2米的大直径轨道舱。这段轨道舱除安置一些用于监测和计算的科学仪器之外,主要用于航天员的日常生活。
宝贵的经验和教训
1971年4月23日,苏联发射了载有3名航天员的“联盟”10号飞船。在太空中孤零零地运行了4天的“礼炮”1号空间站终于迎来了第一批航天员“房客”。
“联盟”10号飞船在太空中精确入轨,奔向了在近地点200千米,远地点222千米,倾角为51.6°的轨道上等待他们的“礼炮”1号。在经过24小时的变轨调姿操作之后,“联盟”10号飞船与“礼炮”1号空间站成功对接!欢呼后的航天员检查了对接口的情况,确认已紧密联接后,准备进入“礼炮”1号。但是,他们却怎么也打不开舱门。在用了各种方法之后,“联盟”10号的3名航天员没辙了。只好就这样保持着对接状态眼巴巴地看着近在咫尺的“礼炮”1号,体验着“小扣柴扉久不开”的意境。5个半小时后,他们悻悻然地奉命搭乘返回舱回到了地面。
1971年6月6日,“联盟”11号飞船载3名航天员在拜科努尔航天基地发射升空,第二天与“礼炮”1号空间站成功对接。3名航天员依次进入了“礼炮”1号。经验丰富又风趣幽默的指令长格奥尔基·多勃罗沃利斯基惊叹道:“这么大的空间!简直是一眼望不到边啊!”他驾驶着“礼炮”1号空间站漂亮地完成了一系列变轨动作,将空间站的轨道高度提升为近地点259千米,远地点282千米。帕查耶夫和沃尔科夫合作进行了大量空间实验。帕查耶夫操纵“猎户座”望远镜进行了太空观测,使他成为了第一个在太空中使用望远镜的人。
1971年10月11日,“礼炮”1号空间站因轨道高度衰减最终坠入大气层烧毁。在轨运行了175天的“礼炮”1号在环绕地球飞行了2929圈后完成了她的历史使命。
东德发行的纪念礼炮空间站的邮票
纪念礼炮空间站的首日封
礼炮6号空间站的弹载计算机,这种设计一直沿用到了礼炮7号和和平号空间站上。
礼炮4号空间站
礼炮4号空间站的地面模拟站
斯维特兰娜·伊芙吉尼娜·萨维茨卡娅(Светла?на Евге?ньевна Сави?цкая)1948年8月8日生于俄罗斯莫斯科,苏联飞行员与宇航员,曾参与1982年 Soyuz T-7任务,成为继瓦莲京娜·捷列什科娃之后,世界上第二位女性宇航员。她曾参与两次礼炮7号太空站任务,在1984年,成为世界上第一位完成太空行走的女性宇航员。
礼炮6号空间站
礼炮空间站的地面模拟器,用于宇航员在地面的日常训练。
被做成纪念碑的礼炮7号空间站1:1模型。注意,中间的大白为礼炮7号空间站的核心舱段,左侧对接了一艘联盟载人飞船,右侧对接了一艘进步货运飞船。
礼炮7号宇航员正在进行太空行走
从联盟飞船上拍摄的礼炮7号空间站
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