美国载人飞船 系列。从1965年3月到1966年11月共进行10次载人飞行。主要目的是在轨道上进行机动飞行、交会、对接和航天员试作舱外活动等。为“阿波罗”号飞船载人登月飞行作技术准备(见阿波罗工程)。“双子星座”号飞船重约32~38吨,最大直径3米,由座舱和设备舱两个舱段组成。
上次讲到了苏联开始对联盟号飞船进行试验。联盟号飞船的版本很多,其中有一个版本是登月专用版。飞船本身改动不大,但是配备的服务舱和轨道舱有很多的变化。比如说登月的版本就需要在前面对接一个登月舱。不过当时苏联设计的对接机构是插头插座的结构,是分“公母”的。没法实现对接以后人员直接从轨道舱进入登月舱,还需要宇航员穿上宇航服,进入太空,然后爬进前面的登月舱,把门关好。登月舱是杨格尔设计局搞出来的,联盟号是科罗廖夫的设计局主导的,不是一家人。
当时,苏联还没有测试过太空对接,因此实验对接是联盟号很重要的一项工作。第一艘被发射到太空的联盟飞船是无人飞船,里面安装了一个假人用于收集测试数据。既然不载人,就没有用联盟号的代号,而是采用科斯莫 133 的编号。科斯莫就是宇宙的意思,苏联的一系列飞行器都叫宇宙,不管是卫星也好太空船也罢,反正不想让你打听用途,就起这么个稀里糊涂的名字。
本来这艘飞船是 2 号,应该是 1 号先发射,然后再发射 2 号,在太空里实现对接。但是,1 号出故障了,2号只能先发射。本来打算1号修好了以后能赶上来。结果左等不来右等不来。宇宙 133 号在太空里还出故障了,自己一直在旋转,姿态稳定不下来。最后,耗光了飞船的燃料也没有搞定。反正这艘飞船就是不怎么听话,地面的控制人员花了两天时间,做了 5 次努力,也没能拯救宇宙 133 号。
地面人员就这么眼巴巴看着宇宙 133 号的轨道逐渐降低,粗略的计算了一下飞船的飞行轨迹,最后地面测控人员发现这艘飞船可能会落到中国境内,实在是没办法,开启了自毁装置。飞船上有 23 公斤的炸药,直接把飞船炸成了碎片。
那么正在修理的 1 号飞船怎么样呢?1 号飞船还不如 2 号呢。本来都准备好发射了,结果点火的时候其中一台助推器没点火,自动控制装置马上就把所有助推器和主发动机熄火了。火箭愣是哑火了,停在发射台上,发射台周围马上喷出大量的水,用来给飞船降温。当时科罗廖夫已经去世了,米申接手了科罗廖夫的设计局。火箭出问题了,米申马上派人去检查,先要把燃料卸出来。有当年涅杰林的前车之鉴,谁也不敢造次。
结果,到了 27 分钟的时候,出事儿了,火箭的逃逸塔突然点火了。苏联这是第一次使用逃逸塔,之前都是采用弹射座椅。逃逸塔把顶上的飞船整个给拔出去了,打开降落伞,安全降落在了 400 米外。但是,逃逸塔顺手就把火箭的第三级给点着了。下面的火箭正在卸燃料,也不知道高温燃气是怎么烧过去的,离着还挺老远呢。工作人员一看,吓得抹头就跑。还好不是立刻爆炸,有 2 分钟的缓冲时间,尽管如此,还是造成了 1 人死亡多人重伤的惨剧。说白了,都说宇航员危险,其实航天事业中,死在地面的人比死在太空的多得多。
所以说,联盟号的研发一开始就不顺利。都说苏联是举国体制,你仔细去看看他们的工作,你就会发现,根本不是。设计局还是挺想省钱的,有些该在实验室里做的实验,他们就是没做。航天方面,地面测试的钱是一点都不能省的呀,省了就要出大麻烦。
美国人的双子座计划在 1966 年已经全部收官了,美国人倒是比苏联人顺利得多。双子座 8 号要完成的就是双子座 6 号泡汤的计划,那就是和阿金纳上面级进行对接。还要进行美国人的第二次太空行走。从双子座飞船的前部拿回一个实验装置,还要激活阿金纳上面级的一个微流星探测装置。这都是宇航员斯科特的事儿,在后边给他观敌料阵的是 阿姆斯特朗,这位就是未来的登月第一人 。
但是这一次,斯科特完全没有任何出舱的机会。NASA 用宇宙神火箭发射了阿金纳上面级,阿金纳工作正常,进入了 298 公里的圆轨道。接下来就等着双子座 8 号发射升空了。双子座飞船是用大力神火箭发射的,发射倒是一切顺利。接下来就是和阿金纳目标飞行器做对接。阿姆斯特朗他们做了 4 次轨道调节。开始逐渐逼近阿金纳目标飞行器。在距离 300 公里的时候,雷达捕捉锁定了阿金纳飞行器,只有捕捉到了,才能用计算机控制做自动对接。
美国人用的对接机构也很简单,阿金纳目标飞行器头上装一个漏斗,双子座飞船本来就是个圆锥形,顶上有个突出的圆柱体。只要把圆柱体插进阿金纳的漏斗,锁死,那就算万事大吉了。阿金纳不是太空站,比一口水缸粗不了多少。所以双子座上的人也不可能钻进钻出。所以 这个时候的对接真的只是把飞行器插在一起 ,是没办法让宇航员钻过去的,美苏两国都是如此。
双子座 8 号和阿金纳目标飞行器的距离越来越近。轨道渐渐的汇合,最后几乎贴到一起。阿姆斯特朗先用眼睛检查了一下阿金纳飞行器,看看有没有损坏。然后在得到地面的许可以后,开始一点点接近阿金纳,速度大概是每秒靠近 8 厘米。就这么一寸一寸地靠过去,对准了阿金纳头部的对接口,双子座飞船的头插了进去,等听到咔嚓一声锁定的声音,绿灯亮起,表示两个飞行器已经完成了对接。 这是人类 历史 上第一次太空飞行器实现了对接 。
本来按照程序,阿金纳和双子座的联合体应该是转动 90 度,但是这个联合体开始慢慢翻滚,两位宇航员只能靠双子座上面的姿态控制火箭来调整姿势,想办法让联合体稳定下来,阿姆斯特朗只要手控,飞船就能保持稳定,但是一撒手就不行。如果再这样下去,燃料会消耗光的。
最后,阿姆斯特朗决定和阿金纳飞行器脱离,可是脱离以后,双子座 8 号飞船反而转得更快了,1 秒转一圈,这个速度很恐怖,舱里的好多东西被都甩到舱壁上。阿姆斯特朗在控制飞船姿态过程之中耗费了大量的燃料,他们唯一能做的就是尽快返回地球。
本来按计划,他们应该是 3 天以后返回大气层,落在大西洋。现在返回地面的话,落点相差太远了。但是阿姆斯特朗他们俩坚持不到那个时候了,只要还待在太空里,飞船就会翻滚,翻到人彻底头晕脑胀,最后燃料全部耗光,那时候,想回地球都回不去了,干脆现在就下去算了。
他们赶紧往计算机里输入数据,改变坠落地点。在中国上空,他们开启了反推火箭,开始再入大气层的过程。这个地方完全在美国的测控网覆盖范围之外,地面已经没办法看到他们的情况了。最后,他们掉在了冲绳岛以东 800 公里,横须贺以南 1000 公里的海上。这地方是前不着村后不着店。在海上漂浮着,完全孤立无援。
美国负责救援的人员也抓瞎了,这是世界上飞船返回地面,偏离落点最大的一次。偏出去半个地球啊。还是一架 C54 巡逻机发现了他们,这是一架固定翼飞机,没办法悬停,但是有三个救援人员跳伞下来,开着橡皮艇过来,把两个宇航员从舱里拉出来。太平洋是一点都不太平,风吹浪打,这 5 个人都开始晕船。就这么在海里飘了 3 个钟头,梅森号驱逐舰才开到附近,他们连双子座飞船一起全都捞上来了。顺便说一句,梅森号后来被美国送给了台湾,改名叫“绥阳”号,2003 年沉在了台东外海,成了人工珊瑚礁。
两个宇航员在船上睡了 9 个钟头,第二天驱逐舰开到了冲绳的那霸。有宇航局的官员来迎接他们,把他们带到了嘉手纳空军基地,从那儿搭飞机回了佛罗里达。阿姆斯特朗回去还遭到质疑,有一种说法是他按错了按钮。不过我想不应该,可能还是飞船本身的问题。静电导致某个姿态调整发动机一直不听话,一直在喷气,弄得飞船一直打滚。后来所有的控制电路都增加了屏蔽,而且改成了独立线路,防止出现静电干扰问题。
后面几次双子座飞船就比较的顺利,美国人太空行走的经验越来越多。一开始是延长到了 49 分钟,后来在外面飘几个小时也不成问题了。 双子座 12 号任务,奥尔德林完成了 5 小时的太空行走 。
为什么奥尔德林能够大幅度提高太空行走的时间呢。这和地面训练是分不开的。奥尔德林提出用一个大水池来模拟太空的漂浮环境,这样就可以在地面上训练宇航员的舱外活动经验。这的确是个好办法。在此之前,每次舱外活动都把宇航员弄得一身的汗,脸憋得通红,在太空的失重环境下,浑身找不到发力点,精神又紧张,一个个都心跳加速,手忙脚乱。所以,能在地面解决那是最好不过的事情,现在 水池训练成了宇航员的必修科目之一 。
苏联那边一直不太顺,宇宙 133 失控了,不得不开启自毁,另一艘飞船干脆火箭在地面就炸了,连代号都没有。下一艘实验飞船编号为宇宙 140 号,还是从拜科努尔发射升空。这艘飞船还是老毛病,跟 133 号一样,在太空里姿态控制有问题。但是地面人员还算能控制住局面。就这么在太空里坚持了两天,再入大气层的时候,因为飞船姿态控制的问题,角度有偏差,导致飞船像打水漂一样弹出去了。这一下就偏离了原定的着陆地点,偏出去好几百公里。这一歪不要紧啊,倒是打得挺准的。飞船直接砸穿了咸海的冰层,掉进了 10 米深的水下。
当年的咸海总面积 68 万平方公里,是世界第 4 大湖泊。比两个渤海还大,那真是烟波浩渺,湖水还是蛮深的。现在的咸海基本已经干透了,水面变成了 4 个不相连的湖泊,总面积只剩下过去的 10%,即便如此,也比我国最大的青海湖要大。
苏联派潜水员下去,把飞船给捞出来了。等捞起来一看,大家倒抽了一口凉气,原来是防热大底已经被烧穿了一个 30 公分的大洞。联盟号飞船是个钟形,和东方号的球形不一样。返回大气层的时候是底部朝前拍回地球。只有底部承受高温,飞船身上温度不算高。底部要加隔热层,还要加烧蚀材料,靠烧蚀材料的蒸发来带走热量,防止温度高到烧化的程度。如果防热大底被烧穿,那是非常危险的事情。
所以,技术人员普遍认为,应该再发射一艘无人飞船做实验。毕竟这次实验,稀里哗啦地出了一堆的问题。但是,领导层认为,这些毛病都很容易解决,即便是不做测试也没问题。防热大底被烧穿,那是因为再入大气层的角度不对造成的,与飞船设计无关。飞船的姿态控制问题,应该是很容易解决的。因为东方号每次返回也会打转转。最后不都是有惊无险嘛。所以,他们还是决定,下一次就正式发射载人的联盟一号飞船,隔一天发射联盟2号飞船,实现太空对接。美国人只是用双子座飞船和阿金纳飞行器对接,俄国人打算对接两艘载人飞船,然后交换宇航员,这可比美国人强多了。
当然,苏联人知道美国已经超过自己的,所以领导层也有点着急。现在美国人白送了一个机会,前些天,他们的新的阿波罗飞船在地面测试的时候炸了,刚好给了苏联人翻盘的可能性。
炸了是怎么回事呢?事情是这样的,阿波罗飞船是美国的新飞船,比双子座要大一号,起码可以运载 3 个宇航员,登月计划也采用这个飞船。所以这是个关键。新型的阿波罗飞船总要发射到地球轨道去测试吧。那犯不着用巨大的土星五号运载火箭,用土星 1B 火箭就够用了。本来阿波罗飞船是要在 1966 年内发射,但是后来推迟到了 1967 年。这次选定的宇航员有格里森,怀特和查菲。
格里森是老宇航员了,参加了水星计划,他乘坐的自由钟 7 号因为舱盖的爆炸螺栓突然启动,炸开了舱门,导致飞船大量进水,最后沉入了海底。格里森对此还耿耿于怀呢。后来他还参加了双子座 3 号任务,所以他算是经验最丰富的的宇航员之一。怀特嘛,不久前刚完成双子座 4 号任务,成了第一个完成太空行走的美国人。查菲是个新兵蛋子,压根没上过太空。所以,这个团队算是老中青相结合。
1967 年的 1 月 27 号,他们来参加联合演练。这一次并非是发射任务,而是地面测试,看看飞船完全依靠自身的电力,能不能正常运转。三个人穿好宇航服,和真实发射的流程都是一样的,然后钻进了飞船里,封闭了舱门。
这天早上,工程师们就觉得奇怪,管子里老是有一股怪味。不知道从哪里来的,折腾了一个小时,总算是没有怪味了。然后呢,飞船的无线电出问题了,格里森在里边还挺郁闷的,如果两栋大楼之间都无法通话,就更别提上太空了。无线电修来修去修不好,于是整个测试流程就卡住了,进行不下去了。
就在这时候,监控飞船的工作人员发现飞船起火了。马上听到了宇航员的呼救声。通过闭路电视可以看到舱内的情况,不知道怎么回事,舱内烧起来了。通过监控也看到舱内的宇航员也在拼命想打开舱门,但是要连开 12 个机构才能把门打开,他们显然是做不到的。外边的人也想把飞船打开,可是门就是打不开,最后眼睁睁地看着三个宇航员被活活的烧死。
这个门怎么就打不开呢?我们下回再说。
尼尔·奥尔登·阿姆斯特朗 (Neil Alden Armstrong) 1930年8月5日生于俄亥俄州瓦帕科内塔。1955年获珀杜大学航空工程专业理学硕士学位。1949-1952年在美国海军服役(飞行驾驶员)。1955年进入国家航空技术顾问委员会(即后来的国家航空和航天局)刘易斯飞行推进实验室工作,后在委员会设在加利福尼亚的爱德华兹高速飞行站任试飞员。1962年至1970年在休斯敦国家航空和航天局载人宇宙飞船中心任宇航员。1966年3月为“双子星座-8”号宇宙飞船特级驾驶员。
1969年7月20日,美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林乘“阿波罗”11号飞船首次登月
1969年7月16日,同奥尔德林和柯林斯(由他担任指令长)乘“阿波罗-11”号宇宙飞船,飞向月球。7月20日,由阿姆斯特朗操纵“飞鹰”号登月舱在月球表面着陆,当天下午10时他和奥尔德林跨出登月舱,踏上月面。阿姆斯特朗率先踏上月球那荒凉而沉寂的土地,成为第一个登上月球并在月球上行走的人。当时他说出了此后在无数场合常被引用的名言:“这是个人迈出的一小步,但却是人类迈出的一大步。”他们在月球上度过21个小时,21日从月球起飞,24日返回地球。同年获总统颁发的自由勋章。
1970年至1971年在华盛顿的国家航空和航天局总部任高级研究和技术办公室副主任。1971年从宇航局退职后,任辛辛那提大学航空工程学教授至1979年。1985年3月任太空问题全国委员会成员。1986年2月任调查航天飞机事故的总统委员会副主席。八十年代起,他还曾担任多所公司的董事或董事长。
1999年7月20日,美国在华盛顿航空航天博物馆举行仪式,纪念人类首次登月30周年。戈尔副总统在仪式上将“兰利金质奖章”授予首次登上月球的美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗和他的同伴埃德温·奥尔德林以及驾驶指令舱的迈克尔·柯林斯。
飞船 发射日期 航天员 飞行时间 双子星3号 1965年03月23日 维吉尔·格里森、约翰·杨 4小时52分钟31秒 双子星4号 1965年06月03日 詹姆斯·麦克迪维特、爱德华·怀特 4天1小时56分钟2秒 双子星5号 1965年08月21日 戈尔登·库勃、皮特·康拉德 7天22小时55分钟14秒 双子星6A号 1965年12月15日 瓦尔特·施艾拉、托马斯·斯塔福德 1天1小时51分钟24秒 双子星7号 1965年12月04日 弗兰克·博尔曼、詹姆斯·洛威尔 13天18小时35分钟1秒 双子星8号 1966年03月16日 尼尔·阿姆斯特朗、大卫·斯科特 10小时41分钟26秒 双子星9A号 1966年06月03日 托马斯·斯塔福德、尤金·塞尔南 3天0小时20分钟50秒 双子星10号 1966年07月18日 约翰·杨、迈克尔·柯林斯 2天22小时46分钟39秒 双子星11号 1966年09月12日 皮特·康拉德、理查德·戈尔登 2天23小时17分钟8秒 双子星12号 1966年11月11日 吉姆·洛威尔、巴兹·奥尔德林 3天22小时34分钟31秒
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