载人航天史及意义

                            陈有荣   瑞笛
1961年3月23日,苏联准备上天的航天员邦达连科在为期10天的地面训练的最后一天,在一个高浓度氧气舱里,用酒精棉球擦完身上固定过传感器的部位后,随手将它仍在电热器上,立即引起大火,他被严重烧伤,10小时后,抢救无效死亡。
1961年4月12日,苏联发射世界第一艘载人飞船“东方”1号。尤里·加加林少校乘“东方”1号飞船用了108分钟绕地球运行一圈后,在萨拉托夫附近安全返回。加加林成为世界上第一位遨游太空的航天员,使苏联在与美国开展的载人航天竞赛中赢得了世界第一。1968年3月27日,加加林驾驶米格15歼击机训练时,因飞机事故遇难身亡。
1961年5月5日,美国第一位进行亚轨道飞行的航天员艾伦·B·谢泼德驾驶美国“水星”MR3飞船进行首次载人亚轨道飞行,美国因此成为继苏联之后世界上第二个具有载人航天能力的国家。
1962年2月20日,美国发射载人飞船“水星”6号,航天员欧约翰·H·格伦中校驾驶“水星”6号飞船绕地球飞行3圈,历时4小时55分23秒,在大西洋海面安全返回。格伦因此成为美国第一个进入地球轨道的人。
1962年8月11日,苏联发射载有尼古拉耶夫少校的“东方”3号飞船上天。8月12日,苏联发射载有波波维奇中校的“东方”4号飞船上天。“东方”4号与“东方”3号首次在太空实现载人飞船的交会飞行,最近相距5公里,第一次从太空传回电视。
1963年6月16日,世界上第一位进入太空的女航天员捷列什科娃中尉驾驶苏联“东方”6号飞船进入太空,飞船绕地球飞行48圈,历时70小时50分,19日返回。
1964年10月12日,苏联成功发射载3人的第二代载人飞船“上升”1号。航天员科马罗夫、耶戈洛夫和费捷斯托夫驾驶飞船绕地球飞行16圈,历时24小时17分,返回于库斯塔奈地区。这是苏联、也是世界航天史上第一次载3人飞行。
1965年3月18日,苏联发射载有别列亚耶夫、列昂诺夫的“上升”2号飞船。飞行中,列昂诺夫进行了世界航天史上第一次太空行走,他在离飞船5米处活动了12分钟,完成了目视观测、拆卸工作及其他实验。
1965年3月23日,美国成功发射第二代载人飞船“双子星座”3号。飞船乘载着美国航天员格里索姆中校和约翰·杨少校,绕地球飞行5圈,历时4小时53分钟。这是美国首次载2人飞行。
1965年6月3日,美国发射载有航天员麦克迪维特上尉和怀特上尉的“双子星座”4号飞船,绕地球飞行62圈。怀特到舱外行走21分钟,用喷气装置使自己在太空中机动飞行。这是美国第一次太空行走。
1965年12月15日,美国发射“双子星座”6号飞船,飞船载有希拉中校和斯坦福尔德上尉。飞船绕地球飞行16圈,历时25小时51分钟。此次飞行是与12月4日发射的“双子星座”7号交会,并保持近距离编队飞行,最近时约0.3米。这是美国载人飞船第一次空间交会飞行。
1966年3月16日,美国发射载有航天员阿姆斯特朗和斯科特的“双子星座”8号,绕地球飞行6.5圈,历时10小时41分。飞行中首次实现载人飞船与一个名叫“阿金纳”的对接舱体对接。这是世界航天史上第一次空间对接。
1967年1月27日,美国“阿波罗”4A飞船在发射台上进行登月飞船的地面试验。飞船内坐着曾参加过“水星”号、“双子星座”飞船飞行的格里索姆上校、美国第一个完成舱外活动的怀特中校和第一次准备参加太空飞行的查菲少校。突然,充满纯氧的座舱起火爆炸,3名航天员当即烧死。
1967年4月23日,苏联用“联盟”号运载火箭发射第三代飞船“联盟”1号。4月24日飞船返回时,因降落伞故障,飞船坠毁于乌拉尔奥伦波克附近,航天员科马罗夫不幸遇难。
1968年4月14日,苏联发射宇宙212号无人飞船。飞船在轨运行中与后来发射的宇宙213号无人飞船自动对接。这是苏联完成的第一次空间对接。
1968年10月11日,美国发射“阿波罗”7号飞船。航天员希拉、艾西尔和坎宁哈姆绕地球飞行163圈,历时260小时9分钟,22日返回。这是“阿波罗”飞船的第一次载人地球轨道飞行。
1968年12月21日,美国发射载有波尔曼、洛弗尔和安德斯的“阿波罗”8号飞船。飞船进入距月面112公里的月球轨道上飞行了10圈,时间20小时6分钟,并向地球发回电视。27日返回。这是世界上第一艘绕月飞行的载人飞船。
1969年7月16日,美国发射“阿波罗”11号载人飞船,第一次把人送上月球。飞船上载有航天员阿姆斯特朗、科林斯、奥尔德林3名航天员,经过75小时50分钟的飞行后,进入环月轨道。7月21日格林尼治时间2时56分,航天员阿姆斯特朗将左脚踏到月球上,成为世界上第一个踏上月球的人,并说出了一句广为流传的名言:“这对一个人来说,只不过是小小的一步,可是对人类来讲,却是巨大的一步。”19分钟后,奥尔德林跟着也踏上了月球。他们在月面插上美国国旗,放置科学仪器,搜集22公斤月球岩石和土壤样品,共活动了2小时31分40秒。
1970年4月11日,美国发射载有航天员洛弗尔、海斯和斯威加特的“阿波罗”13号飞船进行第3次登月飞行。飞行56小时后,飞船离地球33万公里,差不多接近月球时,因两个钮扣大的恒温器开关故障,使服务舱燃烧电波贮氧箱爆炸,舱内许多设备遭损坏,氧气和水也损失过半,航天员洛弗尔、海斯和斯威加特面临葬身太空之灾。但他们临危不惧,按地面科学家们精确计算的轨道和地面指挥员的命令,手动操纵飞船,使用登月舱的氧气和动力,于4月17日成功地返回地球,创造了航天史上死里逃生的奇迹。

1970年6月1日,苏联发射载有航天员尼古拉耶夫和谢瓦斯基扬诺夫的“联盟”9号飞船。飞船绕地球飞行268圈,历时424小时59分,创造了载人飞行史上的新记录。

1971年4月19日,苏联用“质子”号火箭发射世界上第一个载人空间站“礼炮”1号。“礼炮”1号空间站于1971年10月11日在太平洋上空坠毁,共飞行了175天。运行期间对接了两艘“联盟”号飞船,其中“联盟”11号的航天员进站工作了3星期。此后一直到1982年,苏联又连续发射了“礼炮”2~5号空间站和第二代“礼炮”6号、7号空间站。

1971年6月6日,苏联发射载有航天员多勃罗沃尔斯基、帕查耶夫和沃尔科夫和“联盟”11号飞船。飞船成功地实现了和“礼炮”1号空间站的对接、在轨运行24天后,在返回途中,返回舱空气泄露,返回地面时,人们发现未穿航天服的3 名航天员全部遇难。

1971年12月7日,美国发射载有塞尔南、埃文斯和施密特的“阿波罗”17号飞船。11日到达月球,两名航天员在月面逗留75小时,在月球轨道上释放了一颗卫星。飞船19日返回。这是人类迄今最后一次载人登月飞行,也是“阿波罗”飞船第7次登月飞行。

1973年5月14日,美国用“土星”V火箭发射名为“天空实验室”的空间站。后与多艘“阿波罗”飞船对接,先后有3批9名航天员到其上工作。原预计“天空实验室”能运行到1982年,但终因空间站故障严重,无法正常使用,其运行轨道急剧下降,于1979年7月12日坠落于南印度洋澳大利亚西南水域。这是美国发射的第一个载人空间站。

1975年4月5日,苏联发射载有拉扎列夫和马卡罗夫的联盟18A飞船,准备与礼炮4号对接。火箭第3级点火不久,正值火箭上升到144公里的高空时,因制导系统发生故障,飞船在空中翻滚,并偏离预定轨道。地面控制中心不得不发出应急救生指令,使火箭紧急关机,返回舱与飞船分离,航天员按应急方案返回,在西伯利亚西部山区安全着陆。飞行只进行了22分钟。这是载人航天以来,第一次因火箭飞行不正常而成功地采取的应急救生措施。

1975年7月15日,苏、美发射飞船进行联合对接飞行。首先发射的是载有苏联航天员列昂诺夫和库巴索夫的“联盟”19号飞船。发射后7.5小时,美国“阿波罗”18号飞船载着美国航天员斯坦福尔德、斯莱顿和布兰德从肯尼迪航天中心发射成功。7月17日,“阿波罗”18号飞船和“联盟”19号飞船成功地对接。飞船对接状态保持了两天,美苏航天员实现了飞船间的互访。这是冷战期间美苏两个竞争对手难得的“太空握手”。

1981年4月12日,美国发射了世界上第一架航天飞机“哥伦比亚”号。此后又陆续建造了“挑战者”号、“亚特兰蒂斯”号、“发现”号和“奋进”号航天飞机。1986年1月28日,“挑战者”号航天飞机在发射升空仅73秒后即爆炸,机上7名航天员全部遇难;2003年2月1日,“哥伦比亚”号航天飞机在返航途中解体,机上7名航天员再次遇难。尽管如此,美国航天飞机投入运营22年来,已成功飞行111次,在太空部署过卫星、维修过“哈勃”、完成了无数科学试验,是目前正在建造中的国际空间站的主要运送工具。

1984年7月17日,苏联发射“联盟”T12号飞船升空。船上载有扎尼拜科夫、沃尔克和女航天员萨维卡娅,与“礼炮”7号空间站-“联盟”T10号飞船联合体对接。25日,萨维茨卡娅和扎尼拜科夫一起进行了3小时35分钟的舱外活动。萨维茨卡娅成为世界上第一位在太空行走的女性。

1986年2月20日,苏联发射了第三代长期载人空间站——“和平”号空间站的核心舱。此后历时10年,直到1996年4月26日,苏联(俄罗斯)才建成由核心舱、“量子”1号舱、“量子”2号舱、“晶体”舱、“光谱”舱和“自然”舱组成的完整的“和平”号空间站。2003年3月23日,“和平”号在绕地球飞行8万多圈、行程约35亿公里、超期服役近10年后,坠毁在太平洋预定海域。作为世界上第一个长期载人空间站,“和平”号是20世纪质量最大、载人最多和寿命最长的航天器,堪称“一代天骄”!在“和平”号天马行空近15载中,共接待了来自10多个国家和国际组织的航天员100多人次。其中俄罗斯航天员在“和平”号上创造了两项太空飞行纪录:一项是由玻利亚科夫创造的、人在太空连续生活和工作438天的世界纪录,另一项是由阿夫杰耶夫创造的、在太空飞行累计时间达748天的世界纪录。科学家们利用“和平”号空间站进行了包括生命科学、微重力科学与应用、空间科学、对地观测等众多领域的成千上万项科学实验,取得了举世瞩目的丰硕成果。

1995年6月27日,美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机载着5名美国航天员和2名俄罗斯航天员升空,首次实现与俄罗斯“和平”号空间站对接飞行。此后一直到1998年,美国航天飞机与俄罗斯“和平”号空间站进行了8次对接飞行,所取得的成功经验降低了目前正在组装的国际空间站装配和运行中的技术风险。

1996年9月26日,在俄罗斯“和平”号空间站上工作的美国女航天员露西德乘“亚特兰蒂斯”号航天飞机返回地面。露西德在太空生活了188天,打破了俄罗斯航天员康达科娃创造的女性在太空飞行的最高纪录。

1998年11月20日,俄罗斯用“质子”K火箭将国际空间站的第一个部件——“曙光”号多功能舱送入太空,建造国际空间站的宏伟而艰巨的任务从此拉开了帏幕。国际空间站是由美国和俄罗斯牵头、欧洲11国(即德国、法国、意大利、英国、比利时、荷兰、西班牙、丹麦、挪威、瑞典和瑞士)、日本、加拿大和巴西共16个国家建造的,预计要到2006年才能全部建成。建成后的国际空间站长110米,宽88米,大致相当于两个足球场大小,总质量达400余吨,将是有史以来规模最为庞大、设施最为先进的人造天宫,运行在倾角为51.6°、高度为397公里的轨道上,可供6~7名航天员在轨工作,之后国际空间站将开始一个为期10~15年的永久载人的运行期。

2003年、2005年中国载人航天相继成功。

载人航天的意义
  一、 政治意义
  载人航天是一个国家军事、经济和科技实力的综合标志,它的发射必然提高发射国的国际地位和在世界人们心中的威望,振发这个国家民族精神。可以想象如果我国的载人飞船上天,必将极大地激发起亿万中国人民的爱国热情,增强我国人民为四化建设而奋斗的勇气和决心。同时,也可打破美俄对空间的垄断,让空间造福于人类。
  二、. 经济意义
  从长远来看,发展载人航天的巨大经济意义表现在以下几方面:
   1、开发和利用空间资源
  太空有着极其丰富的资源,一些资源是地球上所不具备的或缺少的。例如微重力、高真空、航天员所处的高位置和高速度、其他天体上的矿产资源等。开发这些资源将会带来巨大的经济效益。利用微重力环境进行材料加工和制药,可以提炼纯度极高的产品,加速晶体生长的速度,分离分子的结构,这在地面是无法实现的。因此,苏联/俄罗斯和美国在空间站或航天飞机上都建立了专门的生产车间,成功地生产出半导体、各种金属、光学玻璃、陶瓷、超纯蛋白、药品等。例如,砷化镓是目前应用最广的半导体材料和制造集成电路最理想的材料。在地面生产投资巨大,产品的杂质多、质量差。太空中生产这种产品则投资小、质量高。因此,美国在太空中建立了生产砷化镓的车间,一家公司在1990年就在太空中生产了40千克的优质砷化镓,每千克价值达100万美元。在太空中生产药物不仅质量纯,产量也高。据测算使用同样的设备,在地球上20年生产的药品,在太空只要1个月就生成出来了。美国预测了他们进行空间工业化和空间商业化的收入,认为到2000年后总收入可达650亿美元。
    2、带动了其他技术的发展
  载人航天的高技术带动了电子、材料、计算机、通信、自动化、遥感、化工等技术的发展。就以遥感技术为例,为了了解航天员飞行中的身体状态,必须遥测到航天员飞行中血压、心电、体温和其他重要生理指标的变化,于是推动了遥感技术的发展,而遥感技术的发展又推动了电子、材料、医学监测技术的发展。
    3、直接为国民经济服务
  载人航天中由于人的参与,可以对地球环境进行直接的考察和实验,它将直接为国民经济的建设服务。例如,美国的天空实验室航天员在航天中进行了146项地球观察,其中包括农作物的长势、水情、火灾、病虫害、积雪的覆盖和融化等,他们将这些资料提供给有关部门的专家,就可以对地质、地理、农业、环境污染、矿藏等进行研究和估计。航天员从天空中拍摄的照片也纠正了老地图中的错误。
  三、载人航天的科技意义
  载人航天可以带动和促进科学技术的发展,载人航天中由于有人的参加,可以利用空间的特殊环境,如高真空、失重、宇宙辐射,进行地面上难以完成的科学试验。
  空间生命科学是随着载人航天的实现而产生和发展的。在载人航天前,人能否在太空中生存的问题始终得不到答案。将人送上天后,人在太空中停留的时间越来越长,航天医学研究的结果证明人是能适应失重环境的,采用有效的防护措施,人可以长期停留在太空,因此实现载人的星际飞行是有希望的。空间生命科学研究的另一个方面是进行地外生物学的研究,通过对它的研究可以了解宇宙中生命的起源、进化和分布。

  除了空间生命科学外,空间科学的研究还包括天体物理学、气象学、地理学、地球物理学、天体观察学、海洋物理学等。空间科学的研究也推动了这些科学的发展。
  四、载人航天的军事意义
  载人航天得到迅速的发展的重要原因之一是由于它在军事上有应用潜力,因此得到国家军事部门的积极支持。在空间进行军事活动有以下优点:(1)航天器在高空以极快的速度飞行,可以快速地观察地面情况,为军事行动提供可靠的信息;(2)航天器的飞行不受国界的限制,可以飞到任何国家的上空进行观察;(3)可以长期不断地进行军事行动。因此,在未来的战争中谁控制了空间,谁将控制世界。
  美国和前苏联都利用载人航天器的发射进行了大量的军事活动。例如,苏联的礼品号空间站就分为两个系列-军事系列和民用系列,礼炮3号、4号和5号都属于军事系列。军用系列的航天员都是军人,航天器飞行的轨道低,时间短。但在短时间内,航天员还是能够完成大量的军事研究和实验。例如,礼炮3号上的航天员,一共完成了400多项军事研究和实验,其中包括拍摄大量的军事侦察照片。礼炮7号虽然是民用系列的空间站,但航天员飞行中60%的时间都用于进行军事侦察。它执行了各种军事任务,如拍摄了我国全部的领土和领海,及时了解我国重要目标地的变化;它在特定的时间飞越伊朗-伊拉克上空,将侦察得来的录相及时发回苏联;它指挥和控制苏联的军事演习;观察了苏联激光武器的性能和杀伤效果等。

  美国在载人航天的早期也进行了军用载人航天计划,由于种种原因半途而废。但是在民用的飞行中执行了大量的军事任务。特别是航天飞机是典型的军民共用的产物。例如,1/6的航天飞机发展费用由国防部提供,航天飞机40%的任务由国防部下达,航天飞机研制和发展过程中的几次重大修改是由于国防部的要求。航天飞机完成的军事任务中有运送军事卫星和其他有效载荷、承担各军兵种大量军事实验任务。

  概括起来,载人航天在军事上的应用包括侦察、监视、指挥、控制、维修和装配、拦截、攻击、空间实验、轨道加油和空间后勤保障等。                      作者:沈羡云(航天医学工程研究所)

在神舟面前欧洲人才醒悟上了美国人大当
    当年美国为遏制中国,阻止中国参加国际空间站建设,拉拢了欧洲、日本等国家参加。而欧洲、日本等国,认为独立发展载人航天投资大、风险大,参加国际空间站合作确是有利可图。
  结果,欧、日特别是欧洲完全放弃了载人航天发展,将全部精力和资金放在火箭和卫星上,搞什么无人宇航。但欧洲、日本没有料到,美国阻止中国参加国际空间站建设固然是遏制中国,那是明的,但拉拢欧洲、日本等国家参加,美国也没安好心;没有错,欧洲、日本等国家的宇航员确实比中国的宇航员早十多年上太空,欧洲、日本的火箭和卫星也很不错,但对太空,欧洲、日本只能得一个“看”字,什么也干不了。
  你欧洲、日本的宇航员想上太空要看美国的心情,要想利用国际太空站干点什么私活连门都没有。国际军事已向太空发展,天军已若隐若现。可以讲,没有太空的支撑,未来地球表面一切军事力量都是一推废物那怕是最强大的航毌。神六宇航员已进入轨道仓活动。这讲明,我国已经可以利用轨道仓干自已想干的任何事。我国最终将在太空建立保卫国家利益的军事力量。
  美、日公开表达对我国太空军事化的担心。欧洲人有苦难言;人上不了太空,卫星再先进对太空的事只能得一个“知”字,没有栽人航天工具,天军无从谈起。欧、日要想在太空建立军事力量,只能依靠美国。欧洲人此时才醒悟上了美国人的大当。欧洲人要想摆脱这种困境谈何容易。

 

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