從前蘇聯(lián)航天員加加林首次乘飛船遨游太空至今,,世界載人航天事業(yè)走過了42個(gè)年頭,。人類一次次沖破地心引力的束縛,把自己的活動(dòng)范圍擴(kuò)大到地球之外的空間,。世界載人航天技術(shù)在輝煌和挫折中越來越成熟,,航天事業(yè)越來越熱門,。
載人航天處于現(xiàn)代科技發(fā)展的前沿,是社會生產(chǎn)力高度發(fā)達(dá)的重要標(biāo)志,,是綜合國力的具體體現(xiàn),。因此,航天優(yōu)勢可以抬高國家在國際事務(wù)中的地位,,增強(qiáng)民族自尊心和自豪感
,。作為一門邊緣性學(xué)科,載人航天技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)和帶動(dòng)了其他科技領(lǐng)域,。它已經(jīng)并將繼續(xù)為人類的物質(zhì)文明和精神文明帶來巨大而深遠(yuǎn)的影響,。
到目前為止,載人航天器共有宇宙飛船,、航天飛機(jī)和空間站3種,。其中,,宇宙飛船以俄羅斯的“聯(lián)盟”系列為代表,航天飛機(jī)的使用則集中于美國,,而在建中的國際空間站則更多地體現(xiàn)出了各國合作共同探索太空的理想,。
前蘇聯(lián):率先進(jìn)入太空
千百年來,人類一直渴望遨游太空,,這個(gè)夢想終于在20世紀(jì)由載人飛船率先實(shí)現(xiàn),。
1961年4月12日,加加林乘坐“東方”號載人宇宙飛船升空,,成為世界航天第一人,,開創(chuàng)了載人航天的新紀(jì)元。此舉不僅使加加林名揚(yáng)四海,,宇宙飛船也因此蜚聲全球,,家喻戶曉。
載人宇宙飛船是一種天地間往返運(yùn)輸器,,也是載人航天器中最小的一種,。每艘飛船只能使用一次,在太空一般可以單獨(dú)飛行數(shù)天到十幾天,。除了載人飛船外,,還有貨運(yùn)飛船和載人貨運(yùn)混合式飛船。
前蘇聯(lián)和繼承其航天產(chǎn)業(yè)的俄羅斯一直很重視宇宙飛船的發(fā)展及其應(yīng)用,。其第一代飛船為“東方”號,,是人類登天的“元老”。它采用兩艙式,,但只能乘一名航天員,,最長飛行時(shí)間為5天。
第二代是“上升”號,。它在“東方”號的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成,,即把笨重的彈射坐椅改為三把普通坐椅,以便乘坐3人,。1964年10月,,“上升-1”號飛船首次載航天員繞地球飛行。
第三代便是至今仍活躍在載人航天第一線的“聯(lián)盟”號,。它于1967年開始使用,,采用三艙式,可乘坐3名航天員,,主要用于為空間站提供服務(wù),,其軌道艙不僅是航天員在空間軌道上工作和生活的場所,前端還有對接裝置,,可與空間站對接,,以便航天員進(jìn)入空間站,。
與“東方”號相比,“聯(lián)盟”號內(nèi)部可居住容積增大了一倍,,1979年和1986年,,“聯(lián)盟”號又先后改進(jìn)為“聯(lián)盟-T”和“聯(lián)盟-TM”飛船,在對接系統(tǒng),、太陽能電池,、軌道機(jī)動(dòng)性能和建造材料上有所改進(jìn)。
美國:航天飛機(jī)獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷
為謀求和保持“空間領(lǐng)先”地位,,在“空間競賽”中戰(zhàn)勝前蘇聯(lián),,美國自1958年成立航空航天局以來實(shí)施了一系列載人航天計(jì)劃,。美蘇之間航天系統(tǒng)的差異,,甚至表現(xiàn)在對于太空人的稱謂上,美方稱其為Astronaut(宇航員),,而前蘇聯(lián)以及俄羅斯方面則稱之為Cosmonaut(航天員),,一直沿用至今。
“水星”計(jì)劃是美國1958年開始實(shí)施的第一個(gè)載人航天計(jì)劃,。但當(dāng)前蘇聯(lián)于1961年4月12日把航天員加加林送上太空時(shí),,“水星”飛船尚處于無人試驗(yàn)階段,直到1962年才進(jìn)行首次載人軌道飛行,。1961年5月5日,,美國宇航員艾倫·謝潑德乘坐“自由-7”號飛船進(jìn)入距地面將近27公里的亞軌道,經(jīng)歷了5分鐘失重狀態(tài),。
美國航天局官員和火箭專家據(jù)此宣稱,,美國在20世紀(jì)60年代能夠趕上并且略微超出前蘇聯(lián)開發(fā)能力,美國的航天目標(biāo)是載人登月,。于是,,時(shí)任美國總統(tǒng)的肯尼迪于1961年5月25日宣布了“阿波羅”載人登月計(jì)劃。
“阿波羅”計(jì)劃從1961年開始實(shí)施至1972年結(jié)束,,共花費(fèi)240億美元,,先后完成6次登月飛行,把12人送上月球并安全返回地面,。它不僅實(shí)現(xiàn)了美國趕超前蘇聯(lián)的政治目的,,同時(shí)也帶動(dòng)了美國科學(xué)技術(shù)特別是推進(jìn)、制導(dǎo),、結(jié)構(gòu)材料,、電子學(xué)和管理科學(xué)的發(fā)展。但該計(jì)劃耗資太大,,幾乎占用了航天局當(dāng)時(shí)全部經(jīng)費(fèi)的60%,,嚴(yán)重影響了美國空間科學(xué)和應(yīng)用領(lǐng)域其他項(xiàng)目的發(fā)展,。美國被迫重新考慮下一步的航天目標(biāo)。
經(jīng)論證,,美國航天局和國防部最終確定在70年代把重點(diǎn)轉(zhuǎn)向航天飛機(jī)計(jì)劃,。美國從1972年至1981年最大限度地壓縮載人航天活動(dòng),集中財(cái)力研制航天飛機(jī),,經(jīng)過近10年的努力終于研制成功并投入使用,。
航天飛機(jī)是可以重復(fù)使用、往返于近地軌道和地球表面之間的載人航天器,。在軌道上運(yùn)行時(shí),,宇航員可在機(jī)載設(shè)備的配合下完成多種任務(wù),如施放衛(wèi)星和各種太空望遠(yuǎn)鏡,、進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)和太空行走等,。航天飛機(jī)由火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn),但又能像飛機(jī)一樣在返回地面時(shí)滑翔著陸,。
根據(jù)美國航天局的計(jì)劃,,建立月球基地和載人火星探測是美國今后載人航天活動(dòng)的主攻目標(biāo)。
歐洲:借助合作發(fā)展載人航天
歐洲第一個(gè)進(jìn)入空間的宇航員是法國人讓·魯·克雷蒂安,。他于1982年6月24日乘坐前蘇聯(lián)“聯(lián)盟”號飛船進(jìn)入“禮炮-7”號空間站,在那兒呆了6天,進(jìn)行了多項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn),。
“空間實(shí)驗(yàn)室”是歐洲研制的第一個(gè)可載人飛行器,它標(biāo)志著歐洲在載人航天領(lǐng)域邁出了第一步。早在1973年,,歐洲空間研究組織與美國航天局就簽署了聯(lián)合研制“空間實(shí)驗(yàn)室”的協(xié)議,,此后經(jīng)過10年時(shí)間,花費(fèi)10多億美元研制成功了可重復(fù)使用的“空間實(shí)驗(yàn)室”,。1983年11月,,“空間實(shí)驗(yàn)室”搭乘美國航天飛機(jī)進(jìn)行了首次飛行。
隨著載人航天活動(dòng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,,1975年在歐洲空間研究組織和歐洲運(yùn)載火箭發(fā)展組織基礎(chǔ)上組建的歐洲航天局還成立了歐洲宇航員培訓(xùn)中心,。該機(jī)構(gòu)設(shè)在德國科隆的航天研究機(jī)構(gòu)內(nèi),其任務(wù)是選拔和訓(xùn)練來自各成員國的宇航員,。
多國聯(lián)手打造國際空間站
作為第四代空間站的國際空間站工程耗資600多億美元,,是人類迄今為止規(guī)模最大的載人航天工程。
美國政府1993年提出,,將“自由”號空間站計(jì)劃由美國獨(dú)自建造改為國際合作建設(shè),,把美國在航天領(lǐng)域內(nèi)的對手俄羅斯拉進(jìn)來,再聯(lián)合日本,、歐洲航天局及加拿大作為伙伴共同籌建,。而俄羅斯則由于國內(nèi)政局動(dòng)蕩,經(jīng)濟(jì)困難,,已無力獨(dú)自開展大規(guī)模航天活動(dòng),,所以也樂意與美國聯(lián)手建造空間站,。這樣,經(jīng)過5年準(zhǔn)備,,空間站工程于1998年底正式“破土動(dòng)工”,。
國際空間站預(yù)計(jì)將在2006年前建成??臻g站現(xiàn)已建成“曙光”,、“星辰”等6個(gè)艙以及機(jī)械臂和太陽能電池等外部設(shè)施。最終建成的國際空間站將包括6個(gè)實(shí)驗(yàn)艙,、1個(gè)居住艙,、3個(gè)節(jié)點(diǎn)艙以及平衡系統(tǒng)、供電系統(tǒng),、服務(wù)系統(tǒng)和運(yùn)輸系統(tǒng),,總重量約為500噸。站上居住艙容積為1200立方米,。建成后的國際空間站將是個(gè)“太空城市”,,它將成為人類在太空中長期逗留的一個(gè)平臺,,可容納7名宇航員在上面長期居住,,最多時(shí)可容納15人在上面從事考察活動(dòng),目前的國際空間站可以供3名宇航員長期工作,。俄羅斯航天專家最近披露,,“神舟”五號載人飛船發(fā)射成功后,中國有可能被邀請參加國際空間站的建設(shè),。
目前參與建設(shè)國際空間站的國家有16個(gè),,是世界航天領(lǐng)域最大規(guī)模的科技合作項(xiàng)目,也是航天史上第一個(gè)由各國合作建設(shè)的載人空間站,。這項(xiàng)工程預(yù)示著一個(gè)各國共同探索開發(fā)宇宙空間的時(shí)代即將到來,。(寒山)(來源:《半月談》內(nèi)部版)
作者:
寒山
編輯:
劉延清
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