劉朝暉

中國(guó)空間站效果圖。
自1961年蘇聯(lián)宇航員尤里·加加林乘坐東方1號(hào)飛船進(jìn)入地球軌道,成為全世界第一個(gè)進(jìn)入外層空間的宇航員,拉開(kāi)了載人航天的序幕,到今年中國(guó)的航天員入駐自己的天宮空間站,時(shí)間已經(jīng)過(guò)去了整整60年。
60年間,全球一共有九種載人航天器將人類送上太空,而這九種航天器其實(shí)就是兩類:垂直起飛垂直返回的載人飛船與垂直起飛水平降落的航天飛機(jī)。而水平起飛水平降落的空天飛機(jī)目前還只停留在紙面上。
飛往地外,我們將乘坐怎樣的交通工具?人們也許會(huì)有飛碟之類的終極暢想,但眼下,還是要依靠目前這些最靠譜的方式。
在美蘇爭(zhēng)霸太空那些年,載人飛船是最主要的“飛天”交通工具。
東方1號(hào)飛船顯然是載人航天的探索鼻祖,1961年4月12日,東方1號(hào)飛船由拜克努爾航天發(fā)射場(chǎng)升空,在89分鐘的時(shí)間內(nèi)繞地球一圈,而后成功返回地面,引起世界轟動(dòng)。不過(guò)因?yàn)槭鞘状螄L試,和現(xiàn)代化的載人設(shè)備相比,東方1號(hào)有些簡(jiǎn)陋,尤其是返回艙,非常狹小只能容納一人,甚至沒(méi)有降落傘等減速裝置,回歸地球時(shí),宇航員要像飛行員一樣連同座椅彈射而出,再自行打開(kāi)降落傘落地。但無(wú)論如何,蘇聯(lián)的確在載人航天領(lǐng)域確保了先發(fā)優(yōu)勢(shì),并且保持了一段時(shí)間。1961年到1963年,東方號(hào)共進(jìn)行了6次載人發(fā)射,其中包括搭載歷史上進(jìn)入太空的首位女性宇航員瓦蓮京娜·捷列什科娃。
在同一時(shí)期,美國(guó)也正極力發(fā)展航天技術(shù)意圖與蘇聯(lián)一決高下,但美國(guó)落后了一步,只能屈居第二。1961年5月5日,美國(guó)水星飛船自由7號(hào)搭載飛行員阿蘭·謝潑德進(jìn)行了一次亞軌道飛行,僅僅比蘇聯(lián)晚了三個(gè)星期,不過(guò)這不是真正意義上的地球軌道載人飛行,因?yàn)轱w行高度只有186公里,距離只有480公里。美國(guó)真正完成追趕蘇聯(lián)是1962年2月友誼7號(hào)的發(fā)射,約翰·格倫成為第一位環(huán)繞地球飛行的美國(guó)人。1961年到1963年之間,美國(guó)水星飛船共進(jìn)行了5次飛行,每一次飛行的飛船都有不同的名字。

俄羅斯“聯(lián)盟TMA-15M”飛船。
1963年后,美蘇兩國(guó)分別開(kāi)啟了新的航天計(jì)劃。蘇聯(lián)推出了東方號(hào)改進(jìn)而來(lái)的第二代載人飛船上升號(hào),1964年載人首飛。上升號(hào)完成了兩大紀(jì)錄:搭載3名宇航員的宇航器,以及第二次發(fā)射完成了人類史上首次太空行走。美國(guó)隨后也推出了雙子星飛船,也是在水星號(hào)基礎(chǔ)上研制的。1965年3月到1966年11月不到兩年時(shí)間里,雙子星飛船進(jìn)行了10次載人飛行。到1967年,蘇聯(lián)的聯(lián)盟號(hào)飛船載人首飛,也由此奠定了蘇聯(lián)(俄羅斯)此后載人飛船的基礎(chǔ)。
在載人航天剛剛興起的那十余年,美蘇兩國(guó)你追我趕互不相讓。蘇聯(lián)以先發(fā)優(yōu)勢(shì)暫時(shí)領(lǐng)先,但美國(guó)也實(shí)現(xiàn)趕超,比如1969年7月16日用土星5號(hào)火箭將阿波羅11號(hào)飛船送往了38萬(wàn)公里外的月球, 4天后宇航員阿姆斯特朗首次實(shí)現(xiàn)了人類登月的夢(mèng)想。此后,美國(guó)用阿波羅號(hào)系列飛船又進(jìn)行了6次載人登月飛行,其中5次成功。到上世紀(jì)80年代,美國(guó)又發(fā)射了史上最龐大的載人航天器——航天飛機(jī),這也是人類史上第一種可復(fù)用載人航天器。
在登月計(jì)劃中,由于關(guān)鍵技術(shù)無(wú)法解決,蘇聯(lián)明智地調(diào)轉(zhuǎn)了方向,將自己的目標(biāo)定在發(fā)展空間站上,研制了足以令其自豪的聯(lián)盟號(hào)飛船系列。時(shí)至今日,聯(lián)盟號(hào)系列飛船依然是主流的國(guó)際空間站“擺渡車(chē)”。
聯(lián)盟號(hào)系列飛船是蘇聯(lián)/俄羅斯研制的聯(lián)盟號(hào)飛船及其一系列改型的總稱。實(shí)際上,蘇聯(lián)從1962年就開(kāi)始研制聯(lián)盟號(hào)飛船,研制初期曾經(jīng)歷過(guò)多次慘痛的失敗,如1967年4月24日,聯(lián)盟1號(hào)飛船第一次載人飛行回收失敗,航天員科馬羅夫喪生;1971年6月30日聯(lián)盟11號(hào)飛船返回時(shí),返回艙失壓導(dǎo)致3名航天員死亡。
在吸取教訓(xùn)和進(jìn)行技術(shù)改進(jìn),并進(jìn)行了大量的可靠性試驗(yàn)后,從1973年9月至今,聯(lián)盟號(hào)系列飛船一直保持著安全飛行,成為當(dāng)今世界上使用時(shí)間最長(zhǎng)的載人飛船。從聯(lián)盟號(hào)到聯(lián)盟T,再到聯(lián)盟TM,最后到聯(lián)盟TMA,聯(lián)盟號(hào)系列飛船每一次改進(jìn)都提高了飛船的可靠性和適應(yīng)性,適應(yīng)了不同時(shí)期載人航天的需要。
早期的聯(lián)盟號(hào)飛船承擔(dān)了空間交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)任務(wù)。從聯(lián)盟11號(hào)起至聯(lián)盟T14號(hào)止,承擔(dān)了禮炮號(hào)空間站的天地往返運(yùn)輸任務(wù)。從聯(lián)盟T15號(hào)起至聯(lián)盟TM30號(hào)止,承擔(dān)了和平號(hào)空間站的天地往返運(yùn)輸任務(wù)。聯(lián)盟TM31號(hào)和從聯(lián)盟TMA2號(hào)起的聯(lián)盟TMA飛船承擔(dān)了國(guó)際空間站的天地往返運(yùn)輸任務(wù)。在研制聯(lián)盟號(hào)系列飛船的同時(shí),蘇聯(lián)還研制了進(jìn)步號(hào)和進(jìn)步M號(hào)貨運(yùn)飛船,實(shí)現(xiàn)了人貨分運(yùn)。
1972年,阿波羅17號(hào)飛船帶著迄今為止最后一批登月宇航員出發(fā)。同年,美國(guó)也開(kāi)始著手設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)下一代載人飛船。大約十年后,一種叫航天飛機(jī)的載人航天器問(wèn)世了。
1981年4月12日,哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)從肯尼迪航天中心具有歷史意義的39A發(fā)射臺(tái)升空,完成了首次軌道測(cè)試飛行。在此后的30年中,航天飛機(jī)一直是美國(guó)載人航天工作的核心。2011年7月21日,當(dāng)亞特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)執(zhí)行完任務(wù)停止在跑道上時(shí),一個(gè)屬于航天飛機(jī)的時(shí)代結(jié)束了。美國(guó)所有的航天飛機(jī)宣布退役。
當(dāng)初之所以研制航天飛機(jī),是因?yàn)槊绹?guó)國(guó)家航空航天局(NASA)認(rèn)為,之前的載人飛船和火箭,都是一次性使用的,而航天飛機(jī)因可重復(fù)利用從而可以降低成本。當(dāng)時(shí)NASA為說(shuō)服美國(guó)當(dāng)局發(fā)展航天飛機(jī),表示航天飛機(jī)擁有很多優(yōu)點(diǎn),除可以多次往返重復(fù)使用外,運(yùn)載量也是其他航天器的數(shù)十倍。同時(shí),航天飛機(jī)還可以捕獲太空中的其他飛行器如衛(wèi)星,還可以通過(guò)航天員的太空行走對(duì)飛行器進(jìn)行檢修,也可將其帶回地球。