NASA 成立以来都有哪些比较知名的航天器

NASA 成立以来都有哪些比较知名的航天器,第1张

NASA成立以来那些著名的航天器

1959 - 1963 水星计划 (Project Mercury)水星计划的目的是验证载人航天的可行性,并抢在俄国人之前把宇航员送上太空(近地轨道)。一共六次任务,完成了首次载人航天飞行、首次近地轨道绕行和首次超过一天的任务。

(水星计划六次载人发射的场景拼图,可见所使用火箭的不同。)

2  196155 Mercury-Redstone 3 / Freedom 7 -第一位美国宇航员:发射升空的水星计划 Freedom 7 飞船,载着航天员 Alan Shepard 完成了美国首次载人航天飞行。飞船完成了时长 15 分钟的亚轨道飞行,达到了 188 km 的远地点高度。

(发射时的场景)

3  1961721 Mercury-Redstone 4 / Liberty Bell 7 - 第二位升空的美国宇航员:设计与前一次任务相同的 Liberty 7 飞船,载着 Gus Grissom(之后丧命于 Apollo 1 任务,后文有提到)完成了第二次亚轨道飞行。返回落海时舱门意外打开,海水瞬间涌入,Gus 险些丧命不过被直升机救起。

(升空前的 Gus Grissom 和他的飞船)

4  1962220 Mercury-Atlas 6 / Friendship 7 - 首位完成近地轨道绕地飞行的美国宇航员:后来当上了俄亥俄州参议员的宇航员 John Glenn 乘 Friendship 7 飞船完成了美国人的首次近地轨道绕地飞行(俄罗斯人的首次是 Yuri Gagarin 在 1961412 完成的,绕地一圈),一共 3 圈。

(升空前的 John Glenn 和他的飞船)

5  1962912 "We choose to go to the Moon":肯尼迪在莱斯大学演讲,提出要在 1970 年到来之前完成登月。

"We choose to go to the moon We choose to go to the moon in this decade and do the other things, not because they are easy, but because they are hard, because that goal will serve to organize and measure the best of our energies and skills, because that challenge is one that we are willing to accept, one we are unwilling to postpone, and one which we intend to win, and the others, too"  

- John F Kennedy

6  1963 - 1966 双子座计划(Project Gemini)<双子座计划的目的是在确定了登月的目标后,验证其可行性。一共十次任务,完成了轨道交会、太空对接、出舱行走等多种登月所必备的技术的可行性验证和试验。

(双子座计划使用飞船的结构示意图 )

7  196563 - 196567 Gemini 4 - 美国宇航员的首次太空行走:宇航员 James McDivitt 和 Ed White 乘双子座 4 号飞船登上太空,并由 Ed White 完成美国宇航员的首次太空行走,时长 22 分钟。

由另一位宇航员 James MvDicitt 记录下的 Ed White 出舱行走的情景(从双子座计划,NASA 开始在太空任务中使用哈苏相机,成像质量更好)

8  1965124 - 19651218 Gemini 7 & Gemini 6A - 首次轨道会合:Gemini 6A 任务原计划由宇航员 Wally Schirra 与 Thomas Stafford 操作双子座 6 号飞船和无人目标飞船进行对接,但是目标飞船发射失败,迫使任务改为和载有宇航员 Frank Borman 和 Jim Lovell 的双子座 7 号飞船进行轨道会合试验,同时确定宇航员在太空生存 2 周的可能性。

(会和后从双子座 7号飞船拍到的双子座 6 号飞船)

9  1966316 - 1966317 Gemini 8 - 首次太空对接:宇航员 Neil Armstrong 和 David Scott 乘双子座 8 号飞船完成与目标飞船的轨道会合后,完成首次太空对接。

(在双子座 8 号飞船中看到的对接目标飞船)

10  1961 - 1972 阿波罗计划 (Apollo program)<阿波罗计划在 1969 年完成了人类首次登月的壮举,实现了肯尼迪设下的目标。总共 11 次载人任务,登月 6 次,共有 12 位宇航员踏上月球表面。原定 10 次登月,有一次失败(阿波罗 13 号),最后三次(阿波罗 18、19 和 20 号)被取消。

阿波罗计划中使用的 Apollo 飞船 和 土星 5(Saturn V)火箭可以说是当时美国举全国之力(阿波罗计划总耗资 239 亿美元,相当于现在的约 1000 亿美元)在短短的几年时间内设计、制造、试验完成的。

(阿波罗飞船在火箭前段整流罩内的示意图)

最前端的是逃逸塔,在发射阶段一旦出现问题,逃逸塔火箭启动将下面的指挥舱(Command Module)带离土星火箭。指挥舱,也是返回舱,是三位宇航员大部分时间所待的地方。与指挥舱连接在一起的是服务舱(Service Module),搭载引擎和燃料、氧气等。下面是登月艇(Lunar Module),土星火箭完成最后一次点火,将飞船送入地月转移轨道后,连为一体的指挥舱与服务舱(Command/Service Module)将会和载有登月艇的火箭分离,旋转 180 度,再和它对接,将登月艇从火箭里 “抽” 出来,完成这个高难度动作后,就可以飞向月球了。登月时,指挥(Commander)和登月舱驾驶员(Lunar Module Pilot)乘登月舱在月球表面着陆。指挥舱驾驶员(Command Module Pilot)在指挥舱中,留在绕月轨道上,等待登月完成后和升空的登月舱会合对接后返回地球。进入大气层之前,月岩样品等被转移至指挥舱,抛弃登月舱和服务舱。随后指挥舱带着三位宇航员重返大气层。

(阿波罗 15 号的指挥/服务舱,由登月舱宇航员拍摄)

登月艇由两部分组成:下半部分是返回时留在月球表面的下降级(Descent Stage),包括着陆下降时用的反推引擎及燃料,和要留在月球表面的科学实验仪器等,在后期的任务中所用的月球车也是放在这个舱里;上半部分是返回时的上升级(Ascent Stage),也有一个引擎,当它点火时,将下面的下降级作为发射台(这也是高难度动作…)。

(阿波罗 16 号的登月舱)

土星火箭高达 110 米,重 3000 吨,其中燃料就有 2500 吨,第一级的五台 F-1 引擎可以产生 3400 吨的推力,可以将 45 吨重的阿波罗飞船送往月球(很多现代火箭的近地轨道运载能力都远低于这个数字)。它是人类有史以来所制造的最大、最重、推力最强劲、运载能力最大(值得一提的是,中国研发中的长征-9 火箭的设计运载能力超过了土星火箭)的火箭。

(从发射架拍到的阿波罗 11 号飞船起飞的场景)

11  1967127 Apollo 1 - 三位宇航员葬身火海:原定于 1967 年 2 月 21 日发射的 AS-204 任务,在之前的一次例行发射演练中,由于座舱失火,导致三名宇航员 Gus Grissom、Ed White 和 Roger Chaffee 丧生,其中前两人都是参加过水星计划和双子座计划的资深宇航员(前面均有提到)。导致起火的原因是座舱中充满了比大气压压力要大的纯氧,同时舱盖是向内开的,以保证不会意外打开。结果电火花造成起火后,火势迅速蔓延,同时三位宇航员无法打开舱盖,最后导致惨剧。

(被烧毁的指挥舱)

12  19681221 - 19681227 Apollo 8 - 人类首次绕月飞行:阿波罗 8 号飞船搭载宇航员 Frank Borman、Jim Lovell 和 William Anders 在历史上首次离开近地轨道,飞向月球。飞船绕月 10 圈,共 20 小时。

阿波罗 8 号宇航员拍摄到的历史上首张地球全景照片(近地轨道距离地球太近,无法拍到完整的地球)

13  1969716 - 1969724 - 人类首次登月:在 8 年之前阿波罗计划启动的时候,NASA 甚至连可以把宇航员送上太空的火箭都没有,而是在弹道导弹上装个载人舱,改装成了美国最早的载人火箭。短短 8 年之后的 1969 年 7 月 20 日,阿波罗 8 号飞船登月成功,Neil Armstrong 和 Buzz Aldrin 踏上了月球表面,赶在 1970 年到来之前完成了肯尼迪设下的 “1970 年前登月” 的目标。指挥舱驾驶员是 Michael Collins。Neil Armstrong 首先出舱,Buzz Aldrin 随后,两人在月球表面活动了 2 小时 30 分钟。

("That's one small step for a man, one giant leap for mankind" 个人的一小步,人类的一大步。安装在登月艇侧面的电视直播摄像机拍到的即将登上月球的 Neil Armstrong)

Buzz Aldrin 拍摄的自己的脚印(虽然这张照片极为有名,但是本来拍摄的目的其实是用来计算月球土壤的硬度等参数的)

(Neil Armstrong 拍摄的 Buzz Aldrin,从面罩反光中可以看到 Armstrong)

14  1970411 - 1970417 Apollo 13 - 一次成功的失败:成功登月 2 次之后,第三次阿波罗任务遇到了前所未有的困难。在飞向月球途中,一次例行的设备检查使得服务舱的氧气罐发生爆炸,三位宇航员 James Lovell、John Swigert 和 Fred Haise 不得不关闭所有仪器设备,转移到登月舱中,将登月舱作为 “救生艇”,在克服了一个接一个的困难,解决了无数的问题之后,三人平安返回。

(分离后拍到的服务舱,氧气罐爆炸将整个面板炸飞)

15  1971726 - 197187 Apollo 15 - 首次使用月球车:在月球表面蹦蹦跳跳实在不爽,搞个月球车吧!于是 NASA 就搞了个月球车…全重仅 220 kg,还可以折叠塞到登月艇里,比 F1 赛车不知道高到哪里去了。

(史上最贵的车)

16  1973 - 1974 天空实验室计划(Skylab)天空实验室计划是 NASA 的空间站计划,阿波罗计划结束后还剩余三枚土星 V 火箭,NASA 决定把它利用起来,用来发射无人的空间站(实际只有第一次天空实验室任务 SL-1 使用了土星 V 火箭,后续任务都是使用的土星 IB 运载火箭,剩余的两枚土星 V 火箭都躺在博物馆里了…- -),后续任务再将宇航员送到空间站里(和中国的天宫计划类似)。

END

神舟系列飞船从前到后依次由轨道舱、返回舱和推进舱和一个附加段构成,根据飞行任务需要,最前端可安装交会对接机构。

1)轨道舱

轨道舱呈圆桶形状,是航天员在太空生活和工作的地方,舱内除为航天员提供食品、饮用水和大小便收集器等生活装置外,还安装了大量的空间试验装置和仪器设备。轨道舱外部两侧有两个像鸟儿翅膀一样的太阳能电池翼,提供轨道舱运行所需要的电能。神舟七号飞船的轨道舱取消了以往飞船的留轨功能,增加了气闸舱功能和航天员生活舱功能。

2)返回舱

返回舱行似大钟,舱门与轨道舱相连,航天员可通过舱门进入轨道舱,也可乘坐它上天和返回地面。该舱也是飞船的指挥控制中心,舱内设有仪表显示、报警与照明设备,可显示飞船导航及飞行姿态数据、飞行程序、舱内环境等;同时设有手动操作手柄及专用配套设备,必要时航天员可手动控制飞船姿态。

3)推进舱

推进舱也称动力舱,呈圆柱形,舱内安装推进系统发动机和推进剂、飞船电源、环境控制和通信等系统设备,为飞船在轨飞行和返回地面提供能源和动力。推进舱外部两侧也安装了两个太阳翼,为飞船提供所需电能。

4)附加段

附加段用来安装有效载荷的设备,根据各艘船有效载荷的变化,结构构型和形式有所变化。

神舟系列飞船由结构与机构、制导导航与控制、热控、电源、测控与通信、数据管理、着陆回收、环境控制与生命保障、推进、仪表照明、应急救生、乘员、有效载荷共13个分系统组成。

环境控制与生命保障分系统(简称环控生保分系统)是载人飞船研制中最关键、最复杂的分系统之一,主要任务是对飞船轨道舱、返回舱在正常状态下的环境控制,包括舱内气体总压、氧分压、二氧化碳分压,温度、湿度以及舱内通风;在故障及应急状态下的安全保证;保障航天员在微重力环境下的正常生活,包括饮用水供应、食品管理以及大小便的收集处理,共包括9个子系统。

在航天员进行出舱活动时,由舱外航天服环控生保系统保障服装内的纯氧压力,按要求控制服装内气体的温度、湿度和二氧化碳浓度,为舱外航天服内的液冷服和通风服提供冷却水和气流循环,保障出舱活动航天员在体能消耗大、代谢产物多的情况下处在良好状态。

座舱大气通风净化系统是保障飞船舱内大气质量要求的重要系统。座舱大气通风净化系统排除航天员正常生理代谢产生二氧化碳和其他微量有害气体,排除密封舱内仪器设备等放出微量有害气体,控制舱内CO2浓度,保障舱内大气清洁和流动;保障飞船在海上和陆地着陆后舱内大气处于良好状态。

座舱温、湿度控制系统是保障飞船座舱内温、湿度要求的重要系统,用于航天任务全过程舱内的温度、湿度控制,为在舱内工作和生活的航天员及仪器设备正常运行创造一个良好的温、湿度环境条件。

饮用水贮存和供给系统按执行航天任务的人数及飞行周期贮存足量的饮用水,在太空飞行微重力条件下;为航天员提供安全卫生、操作方便的饮用水。

工作和生活在飞船座舱内的航天员正常呼吸及体表不断产生水汽排到舱内,个人卫生处理及用餐等活动也有不少水汽排到座舱大气中。通过排热降温的方法将这些水汽冷凝并进行收集、输送和贮存。

这个无人驾驶的~~~绝大多数航天器为无人飞行器,各系统的工作要依靠地面遥控或自动控制。航天员对载人航天器各系统的工作能够参与监视和控制,但是仍然要依赖于地面指挥和控制。航天器控制主要是借助地面和航天器上的无线电测控系统配合完成的。航天器工作的安排、监测和控制通常由航天测控和数据采集网或用户台站(网)的中心站的工作人员实施。随着航天器计算机系统功能的增强,航天器自动控制能力在不断提高。

1963年5月,美国开始了双子星座计划,目的是研究人类登月所必需的技术和试验人类在太空中飞行的耐力。双子星飞船一共制造了12艘,分别用高27米,重136吨,推力35吨的大力神2型火箭发射。最初两艘双子星座飞船的飞行,并不载人,目的是对大力神2型火箭和双子星座飞船进行飞行试验。

1号于1964年4月8日发射入轨,2号于1965年元月发射入轨。两次无人驾驶飞船的发射和重返大气层的试验,表明火箭性能稳定,飞船能耐住返回地球的考验。1965年一共发射入轨了5只双子星座太空船,主要是为了逐渐延长飞行时间。“水星计划”的最长飞行时间是一天半,而双子星座4号就延长到4天,双子星座5号飞行了8天,到7号,延长到了14天,在当时,这是惊人的记录。

这表明,人类完全可以禁受前往月球的长时间太空飞行。此外,1965年双子星座载人飞行还试验了宇航员外出到太空漂游及太空船编队飞行。1965年6月3日发射的4号飞行了4天,绕地球62圈。飞第二圈时,怀特利用喷枪喷气推力,在舱外太空里作了20分钟的“漫步”,在太空里聊天、说笑和拍照。太空“漫步”,除了试验宇航员在太空中的工作能力外,还对宇航服的安全性进行试验。

第一次编队飞行是由6号和7号实现的。1965年12月4日,以飞行两个星期为目标,将7号射入轨道。宇航员是鲍曼和拉斐尔。11天后,即12月15日,又成功地将6号射入轨道。发射后6小时,6号飞了4圈,距离7号只有30米远了。随后,6号飞船逐渐接近了7号,最近的接近距离为1米,两艘飞船的宇航员可以通过窗口相互看清对方的面孔。在以后的5个半小时里,两只飞船保持数米距离,编队飞行,绕地球4圈。

第二天,6号先返回地面,7号继续完成了飞行14小时的目标,而后返回地球。1966年,又成功发射了5号双子星座飞船,侧重于试验宇航服和会合时对接技术以及宇航员操纵飞船的本领。1966年3月16日,先发射了无人飞船“阿金那B”进入轨道,然后又将双子星座8号送入轨道,宇航员是阿姆斯特朗和斯科特。</p><p>8号一进入轨道,就去追“阿金那B”飞船,飞了4圈后,终于接近了它。

在宇航员的操纵下,8号的突起的鼻部成功地插入“阿金那B”的对接口里,首次对接获得成功。可是,对接不久,8号的姿控小火箭的一支错误地点火,急速地喷射气流,使得飞船乱跳乱转起来。接到地面返航命令后,阿姆斯特朗镇静地设法将飞船与“阿金那B”分开,而后成功地返回地球。他们在太空里飞了不到一天时间。1966年6月3日发射9号飞船入轨,宇航员是斯塔福德和塞尔南,他们驾驶飞船用三种不同方法和一个目标会合,没有能进行对接试验,因为目标的对接口没有从保护罩中露出来。

在返回地球前,6月6日,塞尔南在太空“漫步”了128分钟,以试验宇航服的可靠性和人在太空中的活动能力。1966年7月18日,约翰·扬和柯林斯乘10号飞船作了三天飞行,他们先与自己的目标靶“阿金那B”会合,又追上8号的目标靶,与之会合。最后,他们和自己的“阿金那B”实现了对接。这次飞行中,柯林斯先后两次出舱,共活动了87分钟。1966年9月12日发射入轨了11号飞船,宇航员是康拉德和戈登,他们飞了近三天时间。

他们先和一只“阿金那”对接,然后开动了“阿金那”上的主火箭发动机,将对接体推进到更高的轨道。戈登出舱活动了44分钟,又打开舱盖130分钟。</p><p>最后一次发射的双子星座飞船12号是1966年11月11日进入轨道的,先进行了会合对接试验,而后奥尔德林出舱活动了149分钟,又两次打开舱盖,半露出身体在太空中进行照相。这样,奥尔德林露在太空中的时间有5个半小时。双子星座计划是阿波罗计划的一个分方案,10次载人飞行都完成了各自的飞行目的,考验了人在太空中行走和长时间飞行的耐力,试验改进了宇航服。同时,也考验了地面设施和宇航工程管理队伍,这些是阿波罗计划的精彩一页。

神舟飞船是中国自行研制,具有完全自主知识产权,达到或优于国际第三代载人飞船技术的飞船。 神舟号飞船是采用三舱一段,即由返回舱、轨道舱、推进舱和附加段构成,由13个分系统组成。

神舟号飞船与国外第三代飞船相比,具有起点高、具备留轨利用能力等特点。神舟系列载人飞船由专门为其研制的长征二号F火箭发射升空,发射基地是酒泉卫星发射中心,回收地点在内蒙古中部的四子王旗航天着陆场。

一、轨道舱

飞船结构分为:轨道舱、返回舱、推进舱、附加段,四部分,“神舟”飞船的轨道舱是一个圆柱体,总长度为2.8米,最大直径2.27米,一端与返回舱相通,另一端与空间对接机构连接。轨道舱被称为“多功能厅”,因为几名航天员除了升空和返回时要进入返回舱以外,其它时间都在轨道舱里。

轨道舱集工作、吃饭、睡觉和清洁等诸多功能于一体。为了使轨道舱在独自飞行的阶段可以获得电力,轨道舱的两侧安装了太阳电池板翼,每块太阳翼除去三角部分面积为20×34米,轨道舱自由飞行时,可以由它提供05千瓦以上的电力。

轨道舱尾部有4组小的推进发动机,每组4个,为飞船提供辅助推力和轨道舱分离后继续保持轨道运动的能力;轨道舱一侧靠近返回舱部分有一个圆形的舱门,为航天员进出轨道舱提供了通道,不过,该舱门的最大直径仅65厘米,只有身体灵巧、受过专门训练的人才能进出自由。

舱门的上面有轨道舱的观察窗。轨道舱是飞船进入轨道后航天员工作、生活的场所。舱内除备有食物、饮水和大小便收集器等生活装置外,还有空间应用和科学试验用的仪器设备。返回舱返回后,轨道舱相当于一颗对地观察卫星或太空实验室,它将继续留在轨道上工作半年左右。

轨道舱留轨利用是中国飞船的一大特色,俄罗斯和美国飞船的轨道舱和返回舱分离后,一般是废弃不用的。作为航天员的“太空卧室”,轨道舱的环境很舒适,舱内温度一般在17至25摄氏度之间。

二、返回舱

返回舱又称座舱,长200米,直径240米(不包括防热层)。它是航天员的“驾驶室”。是航天员往返太空时乘坐的舱段,为密闭结构,前端有舱门。

神舟飞船的返回舱呈钟形,有舱门与轨道舱相通。返回舱式飞船的指挥控制中心,内设可供3名航天员斜躺的座椅,供航天员起飞、上升和返回阶段乘坐。座椅前下方是仪表板、手控操纵手柄和光学瞄准镜等,显示飞船上各系统机器设备的状况。

航天员通过这些仪表进行监视,并在必要时控制飞船上系统机器设备的工作。轨道舱和返回舱均是密闭的舱段,内有环境控制和生命保障系统,确保舱内充满一个大气压力的氧氮混合气体,并将温度和湿度调节到人体合适的范围,确保航天员在整个飞行任务过程中的生命安全。

另外,舱内还安装了供着陆用的主、备两具降落伞。神舟号飞船的返回舱侧壁上开设了两个圆形窗口,一个用于航天员观测窗外的情景,另一个供航天员操作光学瞄准镜观测地面驾驶飞船。

返回舱的底座是金属架层密封结构,上面安装了返回舱的仪器设备,该底座重量轻便,且十分坚固,在返回舱返回地面进入大气层时,保护返回舱不被炙热的大气烧毁。

三、推进舱

推进舱又叫仪器舱或设备舱。推进舱长305米,直径250米,底部直径280米。安装推进系统、电源、轨道制动,并为航天员提供氧气和水。

它呈圆柱形,内部装载推进系统的发动机和推进剂,为飞船提供调整姿态和轨道以及制动减速所需要的动力,还有电源、环境控制和通信等系统的部分设备。两侧各有一对太阳翼,除去三角部分,太阳翼的面积为20×75米。

与前面轨道舱的电池翼加起来,产生的电力将三倍于联盟号,平均15千瓦以上,差不多相当于富康AX新浪潮汽车的电源所提供功率。这几块电池翼除了所提供的电力较大之外,它还可以绕连接点转动,这样不管飞船怎样运动,它始终可以保持最佳方向获得最大电力,免去了“翘向太阳”所要进行的大量机动,这样可以在保证太阳电池阵对日定向的同时进行飞船对地的不间断观测。

设备舱的尾部是飞船的推进系统。主推进系统由4个大型主发动机组成,它们在推进舱的底部正中。在推进舱侧裙内四周又分别布置了4对纠正姿态用的小推进器,说它们小是和主推进器比,与其他辅助推进器比它们可大很多。另外推进舱侧裙外还有辅助用的小型推进器。

四、神舟飞船附加段

附加段也叫过渡段,是为将来与另一艘飞船或空间站交会对接做准备用的。在载人飞行及交会对接前,他也可以安装各种仪器用于空间探测。

对于附加段现阶段的设备没有官方介绍,但是一些业内人士进行了大胆的推测,如:其中一个半环型装置,据推测是用来安装方形的仪器装置。而三个相互垂直并可伸出的04米的探针被推测为可能是导航系统的一部分或对接系统的一部分。

因为美国的阿波罗飞船上曾有类似的装置用来进行对接。神舟飞船轨道舱前端可能装有俄罗斯式的对接系统。但这些装置可能只是一种试验型,在将来执行与太空站对接的任务时肯定会被新型对接系统所替换。

扩展资料:

神州飞船各型号概览

1、神舟一号,发射时间:1999-11-20 06:30,返回时间:1999-11-21 03:41,乘组:无人飞船,飞行时间:21小时11分。

2、神舟二号,发射时间:2001-01-10 01:00,返回时间:2001-01-16 19:22,乘组:无人飞船,飞行时间:6天18小时22分。

3、神舟三号,发射时间:2002-03-25 22:15,返回时间:2002-04-01 16:54,乘组:搭载模拟人,飞行时间:6天18小时39分。

4、神舟四号,发射时间:2002-12-30 00:40,返回时间:2003-01-05 19:16,乘组:搭载模拟人,飞行时间:6天18小时36分。

5、神舟五号,发射时间:2003-10-15 09:00,返回时间:2003-10-16 06:28,乘组:杨利伟,飞行时间:21小时28分。

6、神舟六号,发射时间:2005-10-12 09:00,返回时间:2005-10-17 04:32,乘组:费俊龙、聂海胜,飞行时间:4天19时32分。

7、神舟七号,发射时间:2008-09-25 21:10,返回时间:2008-09-28 17:37,乘组:翟志刚、刘伯明、景海鹏,飞行时间:2天20小时30分。

8、神舟八号,发射时间:2011-11-01 05:58,返回时间:2011-11-17 19:32,乘组:搭载模拟人,飞行时间:18天。

9、神舟九号,发射时间:2012-06-16 18:37,返回时间:2012-06-29 10:03,乘组:景海鹏、刘旺、刘洋,飞行时间:12天。

10、神舟十号,发射时间:2013-06-11 17:38,返回时间:2013-06-26 08:07,乘组:聂海胜、张晓光、王亚平,飞行时间:15天。

11、神舟十一号,发射时间:2016-10-17 07:30,返回时间:2016-11-18 13:33,乘组:景海鹏、陈冬,飞行时间:32天。

参考资料:

—神舟飞船

神舟十三号飞船回家航天员返回共分为5步,分别是离开空间站登上飞船,并更换上舱外压力服,其次执行“径向交会”实验,飞到天和核心舱的前端,第三步是与地球同步作息,第四步是完成两舱分离,第五步是进入大气层。飞船三舱制动之前,飞船就会调整一个姿态,叫第一次调姿,之后轨道舱就和返回舱就分离了。

神舟十三号飞船已经成功返回地球,船上的三位宇航员也已经结束了长达一百多天的太空生活,回到了地面,在这段旅途中,三位宇航员不仅出色的完成了科研任务,还在春节跟冬奥期间跟大家传递了来自于太空的问候,而且还开办了天宫课堂,为小朋友们普及太空知识,如今的顺利返航可以算是我国太空事业取得的又一个重大突破。下面就来说一说神州十三返回地球一共分为几步:

一、登上飞船

第一步是三位宇航员离开空间站,要登上飞船,飞船跟天和核心舱分离,宇航员需要更换上舱外压力服,关闭双向承压舱门。

二、径向交会实验

经过45个小时,完成首个径向交会实验,三位飞行员在这个过程中要移动到天和核心舱的前端。

三、同步作息

之后要做的就是等待返航,飞船要绕地球十圈左右,期间需要一名宇航员到返回舱进行值守,做好返回准备。

四、两舱分离

飞船完成推进舱分离,准备进入大气层,飞船由原来轨道进入大气层之前需要调整一次姿态。

五、返回地球

飞船经历高温震动等恶劣环境的考验,成功返回地球,在距地面10公里左右的高度,回收着陆系统开始工作。

你知道神十三回家航天员返回分几步?飞船三舱如何分离?欢迎留言讨论。

航天员不能同时三个人出舱主要有三个原因,分别是:航天飞船舱门设计问题、安全问题、协调问题。接下来我们分别从这三个角度来认真解释一下为什么航天员不能同时三个人出舱 。

1航天飞船舱门设计问题 

航天飞创的舱门,因为安全问题,设计的是很小的,一次最多只能有一个人出舱门。所以从这个最根本的原因来说,三个航天员是不可能同时出舱的,最多只能一个一个人的出舱门。所以这就是为什么航天员不能三个人同时出舱门的原因之一,同时这也是最次要的一个原因。

2安全问题

这个原因就比较重要了,也是三个航天员为什么不能同时出舱的根本原因。航天飞船并不是很安全的,太空中的环境也不安全。一不注意,很可能就会有太空垃圾袭击到了航天器,所以必须要有一个人在航天器内,同时也方便对出舱人员的救援。出舱人员一旦发生意外,就必须靠在航天器内的航天员救援,否则就没人可以救他们了,换句话说,如果三个人都出舱,那么一旦有人出意外,这个就真的要死掉的。因为没人救的了他。

3协调问题

航天员出舱要和地面保持通信的,但是地面不能和航天员直接通信,而是通过航天器和航天员通信。所以航天员出舱的时候,必须要有一个航天员在航天器内保持和地面的通信以及和出舱航天员的通信,充当一个接线员的职位。

总的来说,航天员不能同时三个人出舱的原因从中到轻分别是: 安全问题、协调问题、航天飞船舱门设计问题。但注意,这并不是说三个人不能同时出舱,而是因为有规定不能三个人同时出舱。

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。

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