礼炮1号空间站的归宿

文/ 小火箭

尼莫点附近海域及其上空接纳的首个人类空间站就是“礼炮1号”。

1961年4月12日，莫斯科时间上午9时零7分，加加林乘坐东方1号宇宙飞船从拜科努尔航天发射场起飞，在远地点为301公里的轨道上绕地球一周，历时1小时48分钟，于上午10时55分安全返回，降落在萨拉托夫州斯梅洛夫卡村地区，完成了世界上首次载人宇宙飞行，实现了人类进入太空的愿望。

1969年发射的“阿波罗11号”则是美国宇航局的阿波罗计划中的第5次载人任务，是人类的第1次登月任务。“阿波罗11号”任务历时8天13小时18分35秒，绕行月球30周，在月球表面停留了21小时36分20秒。航天员阿姆斯特朗与奥尔德林成为了第一批踏上月球的人类。

苏联第一个将人类送上了太空，美国第一个将人类送上了月球。在日益白热化的太空技术的竞赛中，两个国家都为了能够获得更多的第一而殚精竭虑。但是，一个充满了浪漫主义的设想开始逐渐成形，那就是让人类尽可能长久地在太空中生活下去。

▲ 礼炮六号空间站和联盟号飞船以及进步号货运飞船对接飞行

开启空间站时代

就像鱼类离开了海洋就要开启一个由新一代的物种主宰地球陆地表面的时代一样，加加林在太空中飞行的108分钟早已点燃了人类向太空进发的激情。但是，对于星际旅行而言，以分钟或小时计的太空停留时间是远远不够的。人类应该尽早掌握在太空中长期生存和依赖太空环境进行生产和生活的技术。这样，人类才能够飞往在仰望星空时凝视的那些遥远星球。在这样的背景下，礼炮号空间站计划开始付诸实施了。

“礼炮”计划是由苏联发起的人类第一个空间站计划。当时准备从1971年到1986年这15年间发射一系列共9个单模块空间站。这些空间站包括6个科研实验空间站和3个军事侦察空间站，后来又推出了高度机密的“阿尔马兹”计划。“礼炮”计划打破了多个航天纪录，其中包括几个在太空执行任务的时间纪录和航天员第一次从一个飞船转移到另一个飞船的纪录。

与美国追求跨越式发展的方式不同，苏联的礼炮系列空间站从计划伊始就准备走循序渐进的路数。毕竟有关在太空中长时间停留对人体的影响和相关的生命保障系统能否长时间可靠工作的研究还没有先例可循。礼炮1号至礼炮5号空间站是该计划中的第一代空间站。之后的礼炮6号和礼炮7号再根据第一代空间站的经验实施改进。然后，就可以用搭积木的方式建设大规模的轨道空间站了。

1971年4月19日，满载众人期望的“礼炮1号”由质子号火箭发射升空，开启了人类探索太空的空间站时代。

“礼炮1号”什么样

“礼炮1号”由轨道舱、服务舱和对接舱三个主要舱段组成，总长约12.5米，最大直径4米，总质量18.5吨。为了实现太空对接和载人运输，礼炮1号空间站设有一个飞船对接口。（后期的礼炮号空间站设有一前一后两个对接口，分别用来对接联盟号载人飞船和进步号无人货运飞船。）

该空间站的设计围绕着对地观测和太空实验两大核心任务进行。在预期的载人飞行任务中，有60%的任务时长用在了对地观测上。任务载荷设计师给“礼炮1号”配备了光学探测设备和遥感装置。在“礼炮1号”绕地球飞行的过程中，这些设备能够拍摄大量的照片。人们期望这些照片能够提供有关大气、海洋和陆地植被的详细信息。

在第一批航天员进驻空间站之前，就已经有火灾预警、森林监测、粮食估产等目标任务送到了“礼炮1号”的项目组那里。因此，可以说人们一开始对空间站的期望是很高的，根本没有过多考虑任务本身的风险性，而是早早地就把空间站在多个领域的应用准备工作做好了。而太空实验的任务则给空间站引入了有关微重力试验、植物培养、太空医学等领域的仪器设备。

▲ 在太空中运行的苏联礼炮7号空间站

所有这些用于观测和试验的设备将要与3名航天员共享85立方米的舱内空间，而且要在太空中停留尽量长的时间。这在当时的技术水平下，无疑是一个大胆的设计理念。而为了万无一失地完成任务，“礼炮”1号的设计师们做了很多创新。笔者认为，当时的礼炮号空间站的设计理念的精髓在于：设计师们认识到从空间站站内布局本身的设计上来避免失误，要比培训航天员进行失误率较少的操作更为重要。

于是，太空中最早的区块化控制设备的设计理念得到了大量应用。在礼炮1号空间站内，主要的活动区域分为3段：对接舱、小直径轨道舱和大直径轨道舱。对接舱内主要设置一些对突然失压和温度波动不敏感的设备。对接舱的一侧安装有著名的猎户座望远镜的控制设备。对接舱与轨道舱的连接处则放置着用于太空医学研究的设备。经过巧妙的设计，这些设备不会阻碍将来由联盟飞船运送来的航天员的进出。

联盟号飞船与礼炮空间站“联姻”

1971年4月23日，苏联发射了载有3名航天员的联盟10号飞船。在太空中孤零零地运行了4天的礼炮1号空间站终于迎来了第一批航天员“房客”。

联盟10号飞船在太空中精确入轨，奔向了在近地点200公里、远地点222公里，倾角为51.6°的轨道上等待他们的“礼炮1号”。在经过24小时的变轨调姿操作之后，联盟10号飞船与礼炮1号空间站成功对接！欢呼后的航天员检查了对接口的情况，确认已紧密联接后，准备进入“礼炮1号”。但是，他们却怎么也打不开舱门。在用了各种方法之后，“联盟10号”的3名航天员没辙了，只好就这样保持着对接状态眼巴巴地看着近在咫尺的“礼炮1号”，体验着“小扣柴扉久不开”的意境。5个半小时后，他们悻悻然地奉命搭乘返回舱回到了地面。

1971年6月6日，联盟11号飞船载3名航天员在拜科努尔发射场发射升空，第二天与礼炮1号空间站成功对接。3名航天员依次进入了“礼炮1号”。经验丰富又风趣幽默的指令长格奥尔基·多勃罗沃利斯基惊叹道：“这么大的空间！简直是一眼望不到边啊！”他驾驶着礼炮1号空间站漂亮地完成了一系列变轨动作，将空间站的轨道高度提升为近地点259公里，远地点282公里。帕查耶夫和沃尔科夫合作进行了大量空间实验。帕查耶夫操纵猎户座望远镜进行了太空观测，使他成为了第一个在太空中使用望远镜的人。

▲ 礼炮7号空间站内部

在23天的太空生活中，3名航天员对空间站的设计赞不绝口，但是也提出了很多宝贵意见，包括吸尘器的具体设计和熨斗面板的高度设置等细节。太空观测的结果鼓舞了“礼炮”计划的整个团队。

实际上，整个“礼炮”计划仅仅在矿产勘探领域的成功就足以说服大家在空间站领域进行投资了。有10处稀有金属矿脉被礼炮号空间站的遥感系统发现，另有117处大型石油产区借助礼炮号空间站的探测设备而确定了位置。而在太空中进行的材料学的研究更是催生了空间微重力材料学这个学科。在微重力环境中，原本密度差别很大的两种金属也能够融合在一起形成合金。

另外，他们对通讯时间方面的事情也有很多建议。“礼炮1号”与地面之间进行天地通话的时候，在每个90分钟的轨道周期内只能维持20分钟。这让他们感到有些苦恼。不过，当时苏联用于维持天体通话的设备只有7个地面站和12艘远洋船，很难保证当空间站飞到任何地点上空的时候都能维持和地面的联系。实际上，只有当后来的中继卫星通信技术和高增益天线技术普及之后，天地通话的时长问题才得到了根本性的解决。

“礼炮1号”坠落南太平洋

1971年6月29日，联盟11号飞船与礼炮1号空间站分离。但是，在返回地球的路上，飞船出现了突然失压的事故，3名航天员全部遇难。失压发生后4秒的时候，指令长的呼吸次数便已达每分钟48次。后来，技术人员发现，在联盟号飞船与“礼炮1号”分离的过程中，同时爆炸的12个螺栓对飞船造成了严重冲击，使得飞船提前打开了排气阀门。在此之后，联盟号飞船在很长一段时间里都改为2人组乘员，并且规定航天员在飞船上升和返回全程一直穿着航天服。另外，联盟号飞船和礼炮号空间站增设了紧急加压设备，以应对突发的失压事故。

1971年7月9日，对联盟11号飞船的事故调查的收尾工作还在持续进行中。虽然由曾经代表全人类实现了第一次太空行走的列昂诺夫带领的苏联航天员团队已经做好了再次前往礼炮1号空间站的所有准备工作，地面支持人员也已经为礼炮1号空间站载人在轨运营1个月的新任务准备好了充足的氧气、食物和饮用水，但是，当时的苏联国家委员会还是否决了继续派航天员进驻礼炮1号空间站的项目。

1971年8月19日，礼炮1号空间站继续报告一切正常，随后在地面工程师的控制下，向上抬升了轨道高度，开始运行在一条近地点290.5公里，远地点308.1公里的近圆轨道上。在进一步的确切指令到来之前，礼炮1号空间站就这样孤零零地在轨道上运行着。不到1个月后，礼炮1号空间站再次实施变轨机动，将轨道降低为近地点224.2公里、远地点262.1公里。

1971年10月10日，苏联耶夫帕托利亚飞控中心里，气氛凝重。工程师们深知，礼炮1号空间站大限将至，再也等不来新的载人任务了。总指挥含泪下达命令，礼炮1号空间站进行了最后的点火，进入可控再入阶段。10月11日，南太平洋尼莫点上空迎来一堆金属烈焰。这座在轨运行了175天，绕行地球转动2929圈的人类第一座载人空间站就此了却一生。