□ 邸乃庸
图解世界载人航天发展史(十三)
□ 邸乃庸
“东方”号飞船
“东方”号飞船是苏联最早期用来突破人类进入太空的载人航天器,质量约4.73吨,长约7.35米,由密封的乘员舱和非密封的设备舱两部分组成,乘员为1人。图为在厂房内将上方直径2.3米的球形乘员舱和下方的圆锥形设备舱组装在一起,成为完整的“东方”号飞船。
“东方”号飞船的乘员舱比较狭小,仅能容纳一个人,舱内大气压与地面相同,舱内温度15℃~20℃,相对湿度30%~70%,电源由蓄电池提供。乘员舱有两个圆形舱门,一个是降落伞舱门,一个是弹射座椅舱门。左图是由乘员舱和设备舱组成的“东方”号飞船结构图;右图是乘员舱内景,航天员置于弹射座椅内。
“东方”号飞船返回过程示意图(自左至右):飞船制动减速再入大气层;飞船调整姿态;乘员舱与设备舱分离;乘员舱再入大气层气动加热;乘员舱开启降落伞减速后弹射出弹射座椅(约7千米高度);航天员在弹射座椅内开启降落伞;乘员舱以降落伞减速落地,航天员脱离弹射座椅以降落伞落地。
“东方”号飞船乘员舱左侧的降落伞舱门已经开启,乘员舱所用降落伞从这个舱门拉出;右侧舱门是弹射座椅舱门,航天员乘坐在弹射座椅中,座椅从舱门弹射出来,座椅的顶部是降落伞(左图)。右图为航天员进行弹射座椅弹射训练,弹射座椅弹射出舱门后,用处于座椅后部的固体火箭推进加速。
“东方”号飞船的球形乘员舱在降落伞的支撑下降落到地面(左图)。航天员自身也是使用降落伞降落到地面,从7千米高度就离开乘员舱,再从弹射座椅中脱离,单独依靠降落伞落到地面,经历了一段比较恶劣的环境。右图是落到地面的女航天员捷列什科娃,可以看到她的衣服有些破损,说明她经历的落地过程比较艰辛。
发射“东方”号飞船的火箭是“东方”号运载火箭,它是两级火箭,由4个助推器、一子级、级间段、二子级和整流罩等组成,全长38.36米,起飞质量287吨,起飞推进力4002.5千牛,使用液氧、煤油推进剂。左图是竖立在博物馆的“东方”号运载火箭;右图是“东方”号运载火箭即将发射“东方”号飞船。
“水星”号飞船是美国早期实现载人亚轨道和环绕地球轨道飞行的载人航天器,为单人乘坐的单密封舱飞船,质量1.9吨,全长2.9米,底部最大直径1.86米。图为没有能够实现太空飞行的女航天员杰丽·科布,在上世纪60年代与“水星”号飞船合影。
“水星”号飞船由圆锥形座舱和圆柱形降落伞舱两部分组成,由蓄电池供电,最长飞行时间2天,在飞行过程中航天员一直处于座椅内,透过舷窗可以观望外景。左图是博物馆内的“水星”号飞船;右图是“水星”号飞船内部结构图:前部是降落伞舱,内有减速伞和主伞,中间是航天员座舱,后部是返回用制动发动机。
“水星”号飞船使用过两种运载火箭,亚轨道飞行时使用“红石”运载火箭发射(左图),环绕地球飞行时由“宇宙神”运载火箭发射(右图)。“宇宙神”运载火箭为一级半火箭,由芯级和两台助推发动机组成,全长29.07米,最大直径4.786米,起飞质量117.93吨,起飞推力1610千牛,推进剂为液氧和煤油。
“水星”号飞船发射时,其顶端设置有逃逸塔。逃逸塔长约5米,前端是固体推进剂逃逸发动机,发射过程中一旦出现危及航天员生命安全的故障时,即刻启动逃逸发动机,逃逸塔将飞船拉起迅速脱离故障火箭,开启降落伞着陆。左图是“水星”号飞船与逃逸塔;右图是逃逸塔进行逃逸试验。
“水星”号飞船返回时,制动发动机点火工作飞船减速后,即将制动发动机组合抛弃,飞船再入大气层,开启降落伞减速,溅落于海面,由海军直升机和军舰救援和回收。左图是“水星”号飞船在进行溅落水中试验;右图是“水星”号飞船返回溅落海中后,救援人员正在将飞船打捞至军舰上。