书城童书太空宇航知识篇(三)
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第9章 人造太空“小天地”(6)

“联盟TM”号载人飞船它们是往返运送宇航员的工具,是系列飞船,被称为“太空客车”。飞船全长7.5米,最大直径为2.2米,重约7吨,由返回舱、轨道舱和服务舱组成,可搭载2~3人。返回舱供宇航员人轨、对接、返回时使用,装有控制系统、减震座椅、降落伞系统和软着陆反推发动机。轨道舱是供宇航员进行科技实验、体育锻炼、进餐和休息的密封舱,也可作为气闸舱用,通过它可与“和平”号对接。服务舱是非密封舱,安装飞船的推进系统和姿控装置,供定向交会用。其上装有宇航员逃逸系统,可供飞船发射后2分30秒内使用。还装有两条新的空一地通信线路,可与空间站和地面指挥中心取得联系。该飞船发射后飞行两天就可与“和平”号对接,每艘飞船只能往返使用一次。

“进步”号货运飞船这是专为空间站运送物资的一次性使用的无人货船,人称其为“太空卡车”,是用“联盟”号飞船改装成的。重约7吨,由对接装置、货舱、燃料和加注舱和仪器机组舱组成,其有效载荷为2.3吨,其中1.3吨货物装在货舱内,1吨燃料装在加注舱内。可自主飞行4天,与空间站对接飞行可达两个月。仪器机组舱内装有可供交会和姿控用的推力器,用它可提高自身的轨道,从而延长空间站的寿命。一般在执行两个月任务后,在返回大气层时烧毁。可见,为维持“和平”号正常运行,每年至少要发射6艘“进步”号飞船。

“量子”号天文物理实验专业舱这是当时前苏联和西欧几个国家联合研制的天文观测设施,主要用于对大气层外的天文领域进行广泛考察和其他一系列科学实验工作。它由服务推进舱和天文观测舱两部分组成,总重20.6吨、长13.1米。推进舱用于“量子”号的机动,向“和平”号靠拢、对接后再脱离,这时的天文观测舱只有11吨重、5.8米长,最大直径4.15米。天文观测舱又由实验舱和科学仪器舱组成。实验舱是密封舱,有全套生命保障、控制、操纵和电信、电视、电报等设备,以及两个观察孔和光学观测仪器。科学仪器舱是非密封舱,装有1.5吨观测装置和2.5吨扩展功能用的仪器,这些仪器中有欧空局和原联邦德国提供的分析仪器。

“量子—2”号实验专业舱它使“和平”号有了更先进的观测和实验基地。它由仪器—载荷舱、仪器—科学舱和闸门舱组成,总长12米多,舱内容积6立方米。配备有保证联合体定向的陀螺仪,舱内装有大量实验设备和试验仪器。舱中心还留有自由通行区。该专业舱有两台主发动机,可供校准轨道用,每台推力为3.9千牛;还有两组各为392牛的小型发动机,用以控制对接定向和控制转移对接位置用。该舱的定向发动机与航天站的动力装置结合为一体,统一调度使用。舱内电源系统、空调系统等都与空间站联为一体,以便能为航天本体站补充各种能量。所以又把“量子—2”号叫做“补充装备专业舱”。随着“量子—2”号的上天对接,在“和平”号上为宇航员提供了更好的工作和生活条件。现在,淋浴、盥洗用水都经过专门消毒和净化。为方便宇航员出进舱外活动,专设了闸门舱,设备齐全、先进,大大改善了出进条件。换乘“太空白行车”,就是从这里出去的。舱内还装有许多先进仪器设备,用来进行科学实验。目前,宇航员在站内工作非常繁重,深感人力不足,急需进一步改善条件,建立更新的大型空间站。

“晶体”号实验专业舱它主要用来在太空失重条件下进行生产电子工业所需要的优质半导体材料,进行生物和生物工艺实验等。

“和平”号的卓越贡献

“和平”号上天后,在1990年8月3日前,已接待了长期“住户”7批,短期“零客”4批,除前苏联人外,还有叙利亚人、保加利亚人、阿富汗人、法国人等,进行了大量科学实验工作。例如,几次在舱外排除故障,进行太阳能电池帆板的安装工作,多次到舱外试验新研制的“太空白行车”,到舱外修复“联盟—TM—9”号8块防热层中3块被撕裂开的防热瓦,这是一项极复杂、极艰巨又十分危险的太空操作,又一次创造了在太空抢修飞船和救援宇航员的奇迹。在这期间进行的大量试验工作、侦察工作更是难以计数。同时还创造了长期驻站366天的最新飞行记录。

1991年又有一些外国人,如日本人和英国一名宇航员都到空间站上去考察。1991年底前苏联解体后,“和平”号虽仍在运转,但一些计划已推迟,早该返回的航天机组推迟几个月才去新机组替换。1992年3月17日,新的独联体联合军队航天部队的宇航员与德国一名空军试飞员组成三人混合航天机组又乘“联盟TM—14”号飞船发射升空进入“和平”号空间站,进行了为期一周的德国14项科学实验工作。

“和平”号空间站作为世界上在轨运行时间最长的载人航天器,科学家们利用它进行了大量的空间医学、空间生物学、空间材料科学与加工、天文学等研究与试验,以及地球环境与资源观测,为人类认识自然和改造自然做出了重要贡献。10年来,“和平”号空间站上共接待了各国宇航员刃人次,除前苏联和俄罗斯宇航员外,还有叙利亚、保加利亚、阿富汗、日本、奥地利和英国宇航员各1人,美国和德国宇航员各2人,法国宇航员3人,其中俄罗斯宇航员还创造了人在空间生活和工作437天的世界纪录,为人家在空间长时间生活和工作积累了宝贵的经验。在此期间,“和平”号空间站还多次进行了大型设备的空间交会对接、更换和维修活动,为今后在轨道上组装其他大型空间设施积累了丰富的经验。

按照1994年6月23日美国/俄罗斯双方在华盛顿签署的价值4亿美元的联合飞行协议,从1995年起,“和平”号空间站除继续在上述几方面做出成绩外,还将执行美国/俄罗斯航天飞机与“和平”号空间站的7次联合飞行计划,为建造“阿尔法”国际空间站做准备,以便降低国际空间站在装配和运营期间的技术风险。

至于“礼炮”号、“和平”号空间站在军事应用上所取得的成果,更是使世界军界人士瞠目结舌,惊恐不已。

“礼炮1”号、4号和6号为民用;而2号、3号和5号明确为军用;7号名义上是民用,实际上也从事大量军事活动。“和平”号也是一样,也同样进行着大量军事活动,主要在以下几个方面:

一是执行军事侦察和危机监视任务。空间站的宇航员使用新式的多光谱照相机、立体照相机大量地反复地对特定地区进行照相侦察。1984年两伊战争期间,1991年海湾战争期间,“礼炮7”号和“和平”号都直接参与了“危机监视”照相侦察活动。

二是直接参与了地面、海面和空中的部队军训活动。它们在轨道上一面观测进展情况,一面直接提供指挥控制信息,居高临下,运筹帷幄。

三是参与了天基武器试验。参加了反导试验和天基激光武器的太空条件下试验,为前苏联“秘密星球大战”计划服务。

四是进行了发射小型反卫星导弹和反潜探测活动,并曾发射了通信卫星。

五是进行了用激光束瞄准、照射前苏联自己发射的洲际导弹实验,实验上是一次天战的实战演练。

在“和平”号空间站运行史上,还有一项特别值得纪念的活动,就是有两名宇航员在“和平”号与“礼炮7”号两座空间站之间进行了有史以来第一次太空轨道转移飞行,创造了新的航天奇迹。

1986年3月15日,两名宇航员乘“联盟T—15”号与“和平”号对接并在站上对1000台仪器完成一系列系统工作情况检查,拆卸“进步”号送来的货物后,为了到现场去亲自检查一下“礼炮7”号为什么不工作了,以便确定能否继续使用,遂于5月5日乘“联盟T—15”飞船离开了“和平”号,向“礼炮”7号飞去。当轨道转移到“礼炮”7号附近时,“联盟T—15”缓缓接近它,最后与其对接成功,两名宇航员进入空无一人已停止工作很长时间的“礼炮7”号,进行了大量检查和修理工作。但最后看来,“礼炮7”号已很难再进行载人飞行了,于6月25日两名宇航员携带着400多千克的设备和资料返回“和平”号,继续从事未完成的实验工作。

这次空间站之间的穿梭飞行非常复杂。首先要使两座空间站都处于同一平面内。因此,两者的倾角同为51.6度。它们的发射时间和地点也要求一样,否则将差之千里。其次在转移飞行中,由“联盟T—15”与“礼炮7”号相距2000千米开始,逐步缩短到12千米,然后,靠自动系统进一步靠近到2.2千米时,由宇航员亲自操纵飞船停靠、对接。在“礼炮7”号上工作50天后,又离开它,飞回“和平”号,在返回途中,他们两次矫正飞船运行轨道,逐步向“和平”号靠拢。在距“和平”号50米处,宇航员用手操纵对接,最后终于顺利、准确完成对接。

这次太空穿梭飞行的成功,证明“和平”号有高度可靠的飞行控制系统,也表明两名宇航员是多么能干、精明、胆大、心细,技术高超,富于创造性,成为人类航天史上第一次进行太空转移飞行的记录创造者。

按原计划,前苏联还要建造新一代“和平”2号空间站,将是有100米长、100多吨重的有多个对接舱口的更大型空间站。但随着1991年前苏联的解体,这一计划再也没有进一步发展的信息。

组装完毕的“和平号”

1996年4月23日,俄罗斯用“质子”号火箭发射了“自然”号环境研究舱,3天后与“和平”号空间站顺利对接,标志着“和平”号空间站的组装全部完成。

1996年2月20日,“和平”号空间站迎来了十周年生日。至此,“和平”号空间站已绕地球飞行57157周,近25亿千米。可是作为空间站重要组成部分的“自然”号舱却仍在地面。按前苏联的原定计划,“和平”号空间站应于1990年全面建成,但由于经费、技术及前苏解体等原因,组建工作大大推迟。

1986年2月20日,前苏联用“质子”号火箭把“和平”号空间站的核心舱送上地球轨道。该核心舱重21吨,长13.13米,最大直径4.2米,容积110立方米。它由过渡舱、工作舱和服务推进舱组成,共有6个对接口。其中首尾对接口用于连接载人飞船和货运飞船,而侧面的4个对接口用于连接其他科学仪器舱。两块太阳能电池帆板总面积76平方米,最大输出功率为9千瓦。

1987年3月31日发射了“量子”号天文物理舱。4月23日该舱段与“和平”号空间站核心舱对接,首次建成了由“和平”号核心舱、“量子”号天文物理舱、“联盟TM”载人飞船和“进步”号货运飞船4个航天器对接而成的空间复合体。“量子”号天文物理舱由前苏联、欧洲航天局、荷兰、前东德、原联邦德国联合研制,由实验舱、仪器舱和推进舱组成,总重量20.6吨(在轨重量11吨),容积50立方米。

“量子2”号舱原计划1987年10月发射,但由于生产中的技术问题和前苏联整个载人航天计划放慢了步伐而推迟了两年,直到1989年11月26日才发射,12月6日与“和平”号空间站核心舱对接。“量子2”号舱为公用支援舱,由气闸舱和仪器舱组成,重约19.5吨,长12.5米,直径4.35米,带有两个太阳能电池帆板。

1990年5月31日,前苏联发射了第三个专用舱——进行微重力条件下材料研究的“晶体”号舱,并于6月10日与“和平”号空间站核心舱对接。“晶体”号舱重约19.5吨,长13.73米,容积76立方米,外装两块太阳能电池帆板,可供电20千瓦。舱内装6个用于材料加工的熔炼炉,4个用于制造新药的电泳装置和两台相机。

最后两个舱——“光谱”号舱和“自然”号舱的发射时间多次推迟。1995年5月m日,俄罗斯发射了“光谱”号遥感舱,6月1日与“和平”号空间站核心舱对接。“光谱”号舱原准备用于试验探测弹道导弹发射和监测外空技术,后由于美国“战略防御倡议”计划的夭折和前苏联军费的减少,“光谱”号舱被用于民用科学实验。它装有大型地球成像遥感装置,还装有755千克美国宇航局的设备、45千克欧洲航天局的设备,包括生物医学和大气探测仪器、计算机、离心机、测力仪和科学实验支架等。“光谱”号舱重约19.5吨,容积瞪立方米,带有4个太阳能电池帆板。