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第7章 空间站(7)

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。

1996年4月23日发射的“自然”号舱重约19.3吨,长12米,直径4.35米,容积66立方米,与前几个舱不同的是,“自然”号舱没带太阳能电池帆板,而是用锂蓄电池为舱内设备提供电动力。“自然”号舱是前苏联/俄罗斯最先进、最复杂的地球观测航天器,舱内装有3台工作在11个波段的辐射计,3台工作在近80个频段的先进摄谱议,2台工作在近8个频段的扫描仪,1部大型合成孔径雷达,1部法俄联合研制的、用于研究地球大气层垂直构造的“阿利沙”激光雷达,还装有用于美国/俄罗斯联合飞行任务的美国硬件600多千克,其中用于心血管疾病研究设备284千克、用于其他各种微重力实验的硬件374千克。“自然”号舱对于了解地球生态状况、保护环境以及保证美国/俄罗斯联合飞行任务的顺利实施都具有极重要的意义。

1995年11月15日,美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机与“和平”号空间站第二次对接时,为空间站运去一个重4.5吨,长4.6米的对接舱。

截至1996年5月底,前苏联/俄罗斯共向“和平”号空间站进行了72次发射,其中有34艘“联盟”号载人飞船(“联盟”T15和“联盟”TMI~23和48艘“进步”号货运飞船(“进步”25~41和“进步”MI~31),终于了却了前苏联/俄罗斯航天专刺1多年的心愿,建成了总重116吨(包括一艘“联盟”TM飞船),舱内总容积470立方米的空间站复合体。

“和平”号空间站将超期服役

前苏联/俄罗斯原计划耗资10亿美元研制“和平2”号空间站,于1997年取代“和平”号。但在“和平”号空间站运行资金不充足和站上设备日趋老化的情况下,俄罗斯无力再研制和运行新一代空间站。1993年9月2日,美国/俄罗斯正式签署航天合作协议,双方同意将原“自由”号空间站与“和平”号空间站合并,联合建造包括欧洲航天局、日本和加拿大的航天部件在内的“阿尔法”国际空间站。

按照美国/俄罗斯1993年达成的协议,俄罗斯将于1997年11月国际空间站开始建造时关闭“和平”号空间站,让其在空间自主飞行1年后离开轨道,再人大气层烧毁。但俄罗斯经过研究得出结论:“和平”号空间站的可使用期将远远超过预期的1998年左右。特别是新近发射的“光谱”号舱和“自然”号舱,设计寿命均在3年以上,如果它们同其他几个舱体一起被废弃,那将是极大浪费。俄罗斯不愿意在还未到寿命之前就放弃“和平”号,却又没有同时建造新站和维护旧站的资金和发射能力,便于1995年12月向美国提出以“和平”号空间站为基础建造“阿尔法”国际空间站的建议,如果行不通,则要求把“光谱”号舱和“自然”号舱挪到未来的国际空间站上,代替俄罗斯原定要提供的3个研究舱。

完整的“和平”号空间站复合体

这两个方案均遭到美国航宇局的拒绝,理由是这将对国际空间站的设计和初期组装安排、甚至整个国际空间站的性能造成严重影响。为使俄罗斯继续参加国际空间站的合作,美国方面也做出了适当让步,提出在不影响美国、欧洲、日本和加拿大组件的设计与组装工作的前提下,俄罗斯在初期组装阶段的发射次数可大大减少,并承诺于1998年用“发现”号航天飞机两次向“和平”号空间站运送货物,以帮助“和平”号延长寿命。在别无选择的情况下,俄罗斯航天局表示,尽管经费紧张,俄罗斯仍决定在参加国际空间站的同时,继续维持“和平”号空间站到2000年前后。

“天空实验室”空间站

60年代开始,美国集中力量从发展载人飞船到积极进行载人登月活动,并于60年代末,发射“阿波罗11”号终于登月成功。虽震动全球,红极一时,但耗资巨大,实效不丰,在70年代初发射7艘登月飞船后草草鸣金收兵,“阿波罗”计划就算结束了。至今美国还有人有怨言:为什么不再继续下去?!以致没有在月球上留下一座基地,白白花了大把的美元!

下一步干什么?除了抓紧研制航天飞机外,看到前苏联人的“礼炮”号空间站腾空而起,直上云霄。这样一个“人类第一”又被前苏联人抢走了。因此,决定把登月计划中剩余的物资,拼凑一个名叫“天空实验室”(Sky Laboratory)的空间站,于1973年5月14日用“土星5”号火箭发射上了天,进入近地轨道运行。

“(天空实验室”号总长36.12米、直径5.58米、重约90吨、工作空间为361.4立方米,由“土星”工场和“阿波罗”指令服务舱两大部分组成。“土星”工场包括轨道工场、气闸舱、仪器舱、多用途对接舱和太阳望远镜。

“天空实验室”是一种试验型的空间站,到1974年2月,共进行过4次发射。其中只有一座发射成功,在太空先后接待了乘“阿波罗”飞船的3批共9名宇航员驻站工作和生活,分别以28天、59天和84天共计171天进行较长期的太空飞行,共完成了270多项科学实验工作,取得了明显的科研成果,还进行了与军事有关的任务,主要是考察军人在太空长期生活和工作盲幼,证明宇航员完全适应在太空执行某些军事任务,同时还进行了一些军事秘密任务。这座空间站在太空的10个月中接待3批宇航员之后便废弃不用了。6年后的1979年7月11日进入大气层烧毁陨落。

现在看来,美国实际上走的是一条载人飞船-载人登月-航天飞机,最后再发展大型航天站的道路。目前正在研究发展永久性100吨级以上的大型空间站计划。

“天空实验室”像一架巨大的直升飞机。它由轨道工作舱、空气锁、多用途对接舱和太阳望远镜等四大部分组成,连同“阿波罗”飞船,总重82吨,最大直径6.6米,总长36米。

轨道工作舱是“天空实验室”的主体。它是宇航员在轨道上的生活区和办公室。轨道工作舱由“土星5”号火箭的第三级改制而成,原来的液氢容器当作宇航员的试验室和住房。

住房又分隔成餐室、卧室和厕所三部分。

轨道工作舱里充有氧气和氮气的混合气体,舱里气压保持1/3大气压标准上,温度保持在21℃左右。宇航员呼出的二氧化碳和其他臭气等有害气体,都用特殊的化学物品吸收掉。

在这样舒适的环境中,宇航员一般不用穿宇宙服,只穿普通的衣服就可以了。

天空实验室

1.轨道工作舱;2.空气锁;3.多用途对接舱;4.太阳望远镜;5.“阿波罗”飞船轨道工作舱外面有两块翼状太阳能电池帆板,平均可以送出3700瓦电力,供轨道工作舱里的各种仪器设备用电。

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