[科普中国]-东方号飞船

简介

苏联的载人航天计划开始于1958年。1959年初，载人飞船开始具体设计，取名为“东方”号。东方号是苏联最早的载人飞船系列，也是世界上第一个载人航天器。东方号载人航天工程始于20世纪50年代后期，在载人之前，共发射了9艘无人试验飞船。从1961年4月到1963年6月共发射6艘载人飞船。1961年4月12日，世界上第一艘载人飞船东方-1飞上太空，开始了载人航天的时代。苏联航天员加加林乘飞船绕地飞行108分钟，安全返回地面，成为世界上进入太空飞行的第一人。1

飞船构造飞船由球形密封座舱和圆柱形仪器舱组成，重约4.73吨。在轨道上飞行时与圆柱形的末级运载火箭连在一起，总长7.35米。

其乘员舱采用球形，直径2.3米，能乘坐1名航天员。这主要考虑飞行器返回时经过大气层，大气分子与飞行器发生碰撞会产生极大的热量，而球形可以很好的减少这种不利因素的影响，并且能在各种速度下保持稳定。乘员舱外部安装了不同的遥控天线和通信天线，航天员坐在乘员舱内通过各种仪器与外部保持联系。乘员舱的侧面还有一个圆形的观察窗和一个弹射窗。舱外表面覆盖一层防热材料。座舱内有可供飞行10昼夜的生命保障系统、弹射座椅和无线电、光学、导航等仪器设备。东方号飞船在返回前抛掉末级运载火箭和仪器舱，座舱单独再入大气层。“东方”号采取软着陆的方式回收，即用降落伞回收。当时这种回收技术还不成熟，只能回收航天员而不能回收返回舱，即在返回舱离地面10000米左右，将航天员连同座椅一道弹射出去，并用降落伞回收。

在乘员舱的下面是一个圆台和圆锥的结合体，这个结合体紧靠乘员舱的一侧挂有18个球型高压氮气和氧气瓶，为乘员舱内的航天员提供类似地球的大气。气瓶下面的圆台是仪器舱，再往下是反推发动机和内部推进剂储箱。当要返回地面时该发动机可将飞船的速度降到大约155米/秒，使飞船脱离轨道。

飞船发射后整个末级火箭与飞船是一同进入轨道的，这时飞船的总长达到了7米多。“东方”号飞船的轨道高度并不高，近地点的高度只有180千米。在这个高度下，大气对飞船轨道的衰减非常厉害。如果反推火箭出现故障，可以用末期火箭保证飞船在10天内逐渐降低轨道，最终以不大的速度返回地面。2

东方号飞船的飞行历程无人轨道飞行试验在火箭生物试验和火箭技术发展的基础上，苏联于1957年开始论证东方号载人飞船，这是苏联的第一个载人航天计划。1959年春完成设计，1960年初运载火箭和飞船都研制出来，并于当年1月进行了2次无人亚轨道飞行试验。接着进行了9次无人轨道飞行实验，以考核飞船的密封性能和控制系统、生命保障系统、通信系统、返回控制系统的工作情况。

1960年5月15日，在拜科努尔发射场，首次进行无人驾驶的卫星式飞船1号的发射试验，以考核飞船密封性能和控制系统、生命保障系统、通信系统的工作情况。飞行持续4天，飞行目的基本达到，但在返回时，由于飞船姿态控制系统出现故障，制动火箭点火后将返回舱推向了更高的轨道，1962年9月5日飞船进入大气层烧毁。

1960年8月19日，载有2只狗、2只大白鼠、40只小老鼠和其他一些动植物的卫星式飞船2号发射入轨，进行了生物和航天医学试验，检验了飞船的安全性能和返回系统。返回舱飞行18圈后，成功着陆。

1960年12月1日，又发射了卫星式飞船3号，船上装有2只小狗和一些植物，鉴定飞船结构及其主要系统和生理遥测装置，研究宇宙辐射，测定辐射剂量，飞行1天（27圈)，返回时因反推发动机点火后自动稳定系统失灵，飞船再入角过大，在大气层中烧毁。

1961年3月9日，发射了卫星式飞船4号，船内装有模拟假人及1只几内亚猪、1只狗、若干小动植物。该飞船与载人飞船状态完全一致，飞行1h46min，检测了航天服的性能、生保系统和生理遥测系统，按指令在指定地点着陆，获得圆满成功。

1961年3月25日，又一次进行了卫星式飞船5号的发射试验，飞行1h45min，获得了圆满结果。

至此，苏联已进行了9次无人飞船试验。除了用卫星式飞船编号的5次外，另外4次用了卫星编号。9次试验中，失败4次，成功5次，其中最后2次连续成功。苏联决策机关认为，本国已完全具备了载人飞船的发射能力。1961年4月8日，苏联国家航天委员会决定发射载人的东方-1号飞船。10日晚，加加林被确定为第一个上天的航天员，季托夫为替补航天员。3

首次载人航天飞行1961年4月12日，苏联火箭之父-东方号火箭总设计师科罗廖夫坐阵指挥了这次具有历史意义的发射。9时07分，东方号火箭载着飞船从拜科努尔发射场发射升空。2 min后，捆绑在东方号火箭上的4个助推器分离并脱落。又过30s，飞船整流罩打开并被抛掉。起飞后5 min，芯级发动机关机，2级火箭点火。当飞船达到预定轨道时，火箭关机。东方-1号飞船按预定程序同火箭分离，进入了一条近地点181 km、远地点327 km ，倾角为65°的椭圆轨道。加加林驾驶飞船飞行44 min后，飞船开始调姿，准备返回。至78 min，制动火箭点火，仪器舱与座舱分离。距地面7km时，加加林连同座椅一起被弹射出来。在4km的高度时，他从座椅中又一次被弹射分离出来，乘降落伞徐徐落在萨拉托夫州的斯梅洛夫卡村。这一历史行程从发射到着陆历时108 min。3

后续飞行事件继加加林之后，“东方”号又进行了5次载人轨道飞行，为苏联争取了太空竞赛中一个又一个第一，最突出的是：比耶科夫斯基驾驶“东方”5号飞船创造了留空119小时的纪录；世界第一个女航天员瓦伦蒂娜·捷列什科娃乘坐“东方”6号升空。

1961年8月12日，苏联发射载有季托夫中校的东方-2号飞船，进入太空飞行一昼夜，绕地球飞行17圈，历时25 h18min，行程70万km。飞行到第5圈时，季托夫发生了空间运动病。第7圈后症状有所减轻，由于生病，一些实验项目未完成。13日在莫斯科东南的萨拉托夫地区回收，返回时季托夫失去知觉。

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。飞船绕地球64圈，历时94h22min，航程264万km。1962年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。该飞船与东方-3号飞船首次在太空实现交会飞行，最近相距6.4 km，第一次从太空传回电视。8月15日，2艘飞船返回卡拉干达南部。

1963年6月14日，苏联发射载有贝科夫斯基中校的东方-5号飞船。飞船绕地球飞行81圈，历时119h6min，行程330万km，19日返回。1963年6月16日，苏联发射载有世界第一位进人太空的女航天员捷列什科娃中尉的东方-6号飞船。飞船绕地球飞行48圈，历时70 h50min，19日返回。该飞船还与东方-5号飞船进行交会飞行，最近距离为4.8 km。 2艘飞船的编队飞行为空间交会对接进行了有意义的探索。3