欢迎您访问科普小知识本站旨在为大家提供日常生活中常见的科普小知识,以及科普文章!
您现在的位置是: 首页  >  科普文章

第一次载人太空飞船的情况怎样?

科普小知识 2022-02-21 10:22:52
...

1961年4月12日,前苏联成功发射了第一艘载人宇宙飞船。宇宙飞船绕地球一周后,一枚小型火箭点火,宇宙飞船立即减速,离开环绕地球的轨道,返回地球。飞船进入大气层后,船体和空气高速摩擦,温度迅速升高,加加林透过窗户看到飞船的金属外壳已经烧红。又发射了一枚火箭。飞船再次减速后,保护模块被分离。一个小降落伞和两个大降落伞相继打开。当它接近地面时,宇宙飞船的速度下降到每秒1米。最后,它安全降落在一个偏远村庄的田野里。为了把人类送入太空,实现几代人的夙愿,无数科学家和工程专家用他们的智慧和辛勤劳动建造了载人飞船、航天飞机和空间站。直接参与飞行活动的宇航员,凭借他们的高智商、勇气和探索的勇气以及熟练的驾驶技能,正在开创一项人类从未从事过的伟大事业。他们在太空活动中的事迹将永远受到后代的赞扬。载人飞船的太空活动始于1961年4月12日,当时加加林被发射到天空。从1998年底开始的短短37年里,共执行了6种类型的119次载人航天任务。其中,114次任务成功,成功率为95%。另一方面,载人航天是一项前所未有的、极其庞大和复杂的活动,具有巨大的探索性。虽然从一开始就严格按照高安全性和高可靠性进行论证、设计和试验,但不可避免地存在一些缺陷。因此,自美国和苏联各自实施载人航天工程以来,在地面试验、训练、发射、在轨运行和重返大气层等方面发生了重大灾难性事故,造成15名宇航员丧生,并造成其他巨大的政治和经济损失。八名宇航员死于载人飞船试验训练,其中一名死于地面模拟训练,三名死于地面试验,四名在返回后死亡。就飞行安全而言,从1961年到1998年底,268名宇航员起航,264人安全返回地面,安全存活率为98.9%。载人飞船的每一次发射都是壮观的,每一次载人飞船的安全返回都是激动人心的,每一次灾难性事件都让数百万人感到不舒服。整个载人航天飞行是一部史诗和杰作。每一次飞行都是一首美丽的诗,一个难忘的故事。以下是前后三次主要飞行事件的记录。首先,东方1号宇宙飞船将第一个人送入太空。苏联东部载人宇宙飞船项目于1957年进行了演示。设计于1959年春天完成。运载火箭和宇宙飞船是在1960年初开发的。同年1月进行了两次无人驾驶亚轨道飞行试验。1960年5月15日,无人卫星航天器1号首次在拜科努尔发射场的东方发射场发射,以检查航天器的密封性能以及控制系统、生命支持系统和通信系统的工作条件。返航时,由于航天器姿态控制系统故障,制动火箭点火,将返回舱推到更高的轨道。1962年9月5日,宇宙飞船进入大气层并被烧毁。1960年8月19日,载有两只狗、两只老鼠、40只老鼠和一些其他动植物的卫星航天器2号发射进入轨道,进行生物和空间医学实验,并测试航天器的安全性能和返回系统。在飞行了18圈后,太空舱成功返回着陆。1960年12月1日,3号卫星宇宙飞船再次发射,飞船上有两只小狗和一些植物。经过27轮飞行,它未能再次恢复。1961年3月9日,苏联发射了4号卫星宇宙飞船,飞船上装有一个假人、一只豚鼠、一只狗和几个小动物和植物。宇宙飞船和载人宇宙飞船处于完全相同的状态,结果完全成功,按照指示降落在指定地点。与此同时,在莫斯科郊外的宇航员训练中心,第一批准备上天的宇航员蒂托夫、加加林、邦达连科等人正在进行一系列的上天前模拟训练。1961年3月23日,在为期10天的地面训练的最后一天,在一个高浓度氧气压力舱中训练后,邦达连科擦拭了他身体上用酒精棉球固定传感器的部分。然后他把棉球扔到一边,碰巧落在一个热的电热器上。火焰窜起,立即引起了一场大火。他被严重烧伤,经无效抢救后死亡。这是第一个死于事故的宇航员。1961年3月25日,又进行了一次卫星航天器5号的发射试验,结果令人满意。到目前为止,苏联已经进行了九次无人飞船测试。除了五个带有卫星航天器编号,其他四个都使用了卫星编号。在9次测试中,4次失败,5次成功,其中最后两次连续成功。苏联的决策机构认为他们已经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东方1号宇宙飞船。10日晚,加加林被决定成为第一名宇航员,蒂托夫是替代宇航员。11日凌晨2点,对接成水平整体状态的东方运载火箭和航天器被运送到发射场,然后对火箭和航天器进行测试和加油。12日7: 10,加加林进入东方1号宇宙飞船的驾驶舱,等待人类历史上第一次飞行时间的到来。苏联火箭之父、东方首席设计师科洛列夫指挥了这次历史性的发射。9时07分,运载航天器的东方火箭从拜科努尔发射场的东方火箭发射场发射。两分钟后,绑在东方火箭上的四个助推器分离掉了。又过了30秒钟,卫星整流罩被打开并扔掉。起飞五分钟后,核心引擎关闭,两级火箭点火。当宇宙飞船到达预定轨道时,火箭关闭了。东方1号航天器按照预定程序与火箭分离,进入近地点为181公里、远地点为327公里、倾角为65度的椭圆形轨道。加加林驾驶飞船飞行44分钟后,飞船开始调整姿态,准备返回。到78分钟,刹车火箭点火,仪表舱和驾驶舱分离。离地面7公里处,加加林被弹射出座位。在4公里的高空,他再次从座位上被弹射出来,然后用降落伞慢慢降落在萨拉托夫的斯梅洛夫卡村。从发射到着陆,这段历史旅程耗时108分钟。加加林于1934年3月9日出生在俄罗斯佐治亚州鲁西洛的木匠家里。他于1955年加入空军,成为空军飞行员。他后来被选为第一位苏联宇航员。1964年4月14日,加加林被授予苏联英雄称号,随后获得列宁勋章。1968年3月27日,加加林被提升为上校,他和另一名飞行教练在演习中因天气恶劣而死亡。为了纪念他,苏联将他的出生地加加林区重新命名为“东方1号”宇宙飞船加加林发射场,并在发射场旁建造了一座加加林雕像,还将莫斯科加加林宇航员训练中心外的宇航员训练中心命名为“加加林区”。月球背面的一个陨石坑也以他的名字命名为加加林山。国际航空联合会设立了加加林金质奖章来奖励那些做出突出贡献的航空人员。第二,阿波罗载人登月阿波罗计划是美国在20世纪60年代至70年代初组织实施的一项大型登月太空计划。它于1961年5月25日正式宣布,阿波罗10号于1969年5月18日发射,完成了登陆月球和安全返回的整个过程。1969年7月16日是人类登上月球的第一天。在佛罗里达州东海岸梅里特岛卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心,人们正忙着准备向月球发送第一批人类信使。搭载阿波罗11号的土星五号运载火箭停在39A发射台。飞船搭载了指挥官阿姆斯特朗、登月舱驾驶员奥尔德林和指挥舱驾驶员柯林斯。在距离发射台5公里的控制室里,1300多台计算机和其他设备正在有序运行。火箭是在格林威治时间13:32发射的(以下所有时间均指格林威治标准时间)。土星五号火箭在火山的空气翻腾中飞走了。第一级火箭在工作了2分42秒后烧毁并分离。此时,飞行速度已达到2.7公里/秒,高度为67公里。发射后3分17秒,放下救援塔。发射后9分11秒,速度增加到6.8公里/秒,距离发射点1550公里,飞行高度为182公里。第二级火箭被关闭并分离。第三级运载火箭可以发射多次。发射后9分5秒首次启动,起飞后11分40秒首次关闭。此时,宇宙飞船已经加速到7.7公里/秒,进入了环绕地球的停放轨道,近地点为180公里,远地点为185公里。

发射两小时44分钟后,第三级火箭再次点火并加速。工作了大约5分钟后,三级火箭再次关闭。此时,宇宙飞船距离地球328公里,达到每秒10.9公里的速度。飞船按计划进入月球着陆过渡轨道。7月16日16时40分,指挥舱与第三级火箭分离,并在与连接到火箭的登月舱对接前旋转180度。对接的宇宙飞船和三级火箭再次分离。飞船起飞前的对接顺序是登月舱-服务能源-指令舱。在掉头和对接后,飞行舱段的对准顺序变为服务模块-指令船-登月。整个转弯过程直到14时12分才结束。在完成任务后,第三级火箭点燃剩余的燃料,向环绕太阳的轨道前进。当宇宙飞船飞离地球120,000公里,并接近完成离地球1/3的距离时,三名宇航员成功完成了他们的第一天航行。第二天,即17日16时17分,在向月球的过渡轨道上,宇宙飞船的小型发动机被点燃,进行第一次轨道修正。第三天,也就是18日20时40分,宇宙飞船离地球约32万公里。阿姆斯特朗和奥尔德林进入登月舱,检查了登月舱中的设备,并为地球上的人们拍摄了登月舱的实况录像。7月19日11时33分,宇宙飞船到达了地球和月球引力相等的分界点。此时,宇宙飞船距离地球370,000公里,距离月球仅28,000公里。7月19日16时50分,服务舱制动发动机点火,飞船的速度持续下降。当速度降至2.57公里/秒时,航天器被月球吸引并掉头,然后进入离月球点103公里、离月球点312公里的椭圆轨道。阿波罗绕月球飞行12圈后,宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林进入代号为“鹰”的登月舱。在另一次飞行后,登月舱与指令舱分离。柯林斯留在指挥舱里,继续沿着绕月轨道飞行。分离登月舱后,启动下降发动机,将速度降至31米/秒,然后降至离月球表面15公里的高度。当鹰下降到9000米时,电脑警报灯亮了。这表明计算机有问题。在从9000米到1900米的几分钟内,阿姆斯特朗、奥尔德林和休斯顿航天中心都非常紧张。休斯顿指挥官判断计算机可能超载,并要求宇航员不要向计算机询问任何事情。两位宇航员互相鼓励:“冷静,冷静!”只有在输入计算机的交会对接雷达数据关闭后,计算机警示灯才熄灭。登月舱继续下降。在离月球高度1000多米的地方,宇航员发现预定的着陆点是一个由奇怪的岩石和磷组成的陨石坑。宇航员变成了半自动操作,穿过陨石坑,选择了一个相对平坦的地方着陆。实际着陆点距离预定区域中心9.5公里。登月舱驾驶舱的蓝光闪烁,表明1.5米长的探测器已经接触到月球表面,登月舱已经停在那里。1969年7月20日格林尼治时间20: 17: 43,老鹰在月亮的静海西南角着陆。人类派出的两名探险者首次成功抵达月球。两位宇航员花了4个多小时为登月做准备,然后激动而急切地请求地面指挥中心放弃计划中的5个小时的用餐休息,提前离开登月。7月21日2点39分,登月舱的门打开了,阿姆斯特朗在奥尔德林的帮助下,头朝下从舱口走了出来。阿姆斯特朗坚定地站在舷梯上。奥尔德林准备了一台电视录像机和照相机,每分钟都拍摄第一次登月的珍贵照片。阿姆斯特朗一步一步爬下舷梯,来到最后一层。他若有所思地把左脚伸向月球表面,用穿着月球靴的脚轻轻地摩擦它。这是7月21日格林尼治时间2: 56。然后他用力踩在上面,既不滑也不沉,所以他的右脚也踩在了月亮上。他兴奋地说:“对一个人来说这只是一小步,但对人类来说却是一大步。”19分钟后,德林也从舷梯上一步步走下来。当最后两个阶段结束后,他只是跳下一步。他们拿出一个薄金属纪念盘,上面刻有地球东半球和西半球的图片以及一条信息:“1969年7月,太阳系的行星——地球上的人类——首次在月球上留下了脚印。我们代表人类来到这里,进行一次和平的旅行。”然后,他们在月球表面竖起了一面美国国旗。这两个人站在国旗旁边,在休斯顿指挥大厅接受了美国总统尼克松的祝贺。后来,他们开始了密集的科学探索,放置了一个激光反射器,一个测量月球震动的月球地震仪,以及一个捕捉太阳风粒子的铝箔帆。他们还拍摄了月球表面的照片,并收集了22公斤月球岩石和土壤样本。上午5点10分,两人将两箱月球标本装入登月舱,并在进入狭窄的舱口时互相问候。为了减轻返回的负担,他们再次打开舱门,脱下他们在月球表面使用的背包、宇航服、手套和靴子盖,连同其他不必要的物品一起扔到月球表面。一切安排就绪后,他们吃了7个小时,睡了7个小时。17时54分,他们使用下降段作为发射器,打开自动开关,点燃爆炸螺栓,以15.6千牛顿的推力点燃上升发动机,并以每秒10.8米的速度离开登月舱。在离月球表面780米的地方飞行后,他们变成了手动操作。在飞行4分钟后,它进入月球点附近19.2公里、离月球点83.3公里的绕月轨道,并逐渐接近指挥舱。21时15分,登月舱砰地一声与指令舱牢牢接合。柯林斯在指挥舱里等着,他已经漂到了码头,欢迎他们两个回来。阿姆斯特朗和奥尔德林采集了月球样本,通过连接通道爬回指挥舱。搭载两名宇航员的登月舱成功着陆并返回。完成任务后,它终于脱离了指挥舱。它携带宇航员在月球表面使用的手套和头盔,并继续在月球轨道上运行。7月22日5: 30,服务舱的主机启动,飞船以2.4公里/秒的速度脱离绕月轨道,进入月地过渡轨道。22日17时39分,阿波罗11号再次越过月球和地球引力的分界线。7月24日16时20分8秒,宇宙飞船从地球飞回1500公里,指挥舱进入返回走廊。在此之前15分钟,在飞行中与三名宇航员单独居住的服务舱也被扔掉。24日16: 35: 8,指令舱以11公里/秒的速度坠入大气层。由于高速再入,飞船周围的空气温度升至2700摄氏度,指令舱底部及其周围燃烧了一个大火球。当高度下降到60公里时,指挥舱以45度角的圆底向前飞行,并不断调整姿态,利用空气阻力减速。在20公里的天空中,执行监视任务的喷气式飞机看到了火球。执行搜救任务的“大黄蜂”号航空母舰也找到了目标。在8公里的高度,指挥舱降落伞打开,随后是三个大型主降落伞。24日16: 50: 22,飞船的指挥舱溅落在夏威夷西南太平洋的海面上。阿姆斯特朗喊道:“我们溅落了。休斯顿控制中心的所有人都站了起来,雷鸣般的掌声持续了很长时间。指挥舱的大头沉入了海里,三个圆形救生圈又把它漂到了海里。三个人在热烈的掌声中向大黄蜂的隔离室挥手致意。在这里等候的尼克松总统透过玻璃向他们表示祝贺。25日,他们回到休斯顿空军基地,通过玻璃与家人见面。因为他们将和带回的月球样本一起去月球数据研究所进行为期一个月的物理和防疫检查。8月10日,经过仔细检查,没有发现异常现象。8月11日,他们提前离开了月球信息研究所,回到了他们温暖可爱的家。阿姆斯特朗,第一位登上月球的美国宇航员,于1930年8月5日出生在俄亥俄州的帕科尼塔。在1962年被选为宇航员之前,他是一名飞行员。1966年3月16日,他和D·R·斯科特乘坐双子座宇宙飞船进入太空。阿姆斯特朗因其对空间活动的重大贡献被授予美国*勋章、美国航天局卓越服务奖章和国际航空联合会金奖。三、阿波罗和联盟号飞船于1962年6月联合对接飞行,在苏联和美国载人飞船进入太空后不久,苏联科学院和美国航天局签署了第一份空间合作协议。1969年,双方将载人航天飞行中的安全和互救作为合作的首选,并考虑了两艘航天器对接的可行性。1970年10月,两国成立了一个联合工作组,详细研究实现两国航天器对接所需的技术方法和资金。1972年5月24日,美国总统尼克松和苏联部长会议主席柯西金在莫斯科签署了一项美苏联合载人航天飞行协议。该协议称:“为苏美载人飞船和空间站开发兼容的交会对接系统,以提高载人航天飞行的安全性,并为未来的联合科学实验提供机会。该协议计划在1975年安排阿波罗和联盟号宇宙飞船的联合飞行,这样两国的宇航员将相互访问对方的宇宙飞船。此后,两国航天专家解决了实现对接所遇到的一系列问题,如对接机构的测距、通信、插入和定位、不同气压和组成、发射窗口等。在这些问题中,最困难的是两个航天器生命支持系统之间的差异。阿波罗飞船处于纯氧环境中,气压约为地面气压的1/3。联盟号飞船使用21%的氧气和79%的氮气,混合大气大约是1个大气压。如果联盟号宇航员直接进入低压阿波罗飞船,他们将会患上减压病,体液中会形成氮气泡。为了解决这个问题,经过反复谈判,双方最终决定在两艘船之间设计一个对接过渡舱。过渡室长3.15米,直径1.42米。两端可以分别与两艘飞船对接。同时,设计了爪对接机构,两个航天器可以实现主动对接。其他问题已经得到协调和解决。1975年7月15日格林尼治时间12时20分,联盟-19号宇宙飞船从拜科努尔发射场的加加林发射场准时发射(误差小于5毫秒)。船上的两名宇航员是总司令列昂诺夫上校和船上的工程师瓦·库巴索夫。列昂诺夫被授予苏联英雄称号,成为第一个乘坐阿森松岛2号宇宙飞船在太空行走的人。库巴索夫在联盟6号宇宙飞船上进行了第一次载人航天焊接实验,并被授予苏联英雄称号。苏联进行了现场直播,超过1亿人观看了这一壮观的景象。美国驻苏丹大使、美国航天局副局长和其他官员前往拜科努尔发射场观看发射。飞行530秒后,运载火箭的末级发动机关闭,航天器和火箭分离。宇宙飞船进入初始轨道,近地点为180公里,远地点为228公里,倾角为5l.8度。联盟19号分别在第4圈和第17圈的远地点进行了两次机动,使飞船进入225公里的环形轨道,等待与美国的阿波罗飞船对接。两次演习都非常成功。该设计要求轨道最大偏差为1500米,到达时间最大偏差为90秒,但实际最大偏差仅为250米,时差仅为7.5秒。联盟19号发射后7小时30分钟,美国土星1B火箭从肯尼迪航天中心39号发射场发射了阿波罗18号。宇宙飞船搭载了三名宇航员。指挥官是美国空军的准将·斯坦福德将军。他参加了三次太空飞行,包括1969年5月18日至26日阿波罗18号宇宙飞船的月球轨道飞行,并获得了三枚美国航天局服务奖章。登月舱飞行员斯拉顿和指挥舱飞行员布兰德是第一次参加太空飞行。阿波罗飞船进入近地点149公里、远地点167公里、倾角51.8度的轨道。飞行一小时后,阿波罗与土星1B号运载火箭分离,进行了一次掉头飞行,将对接舱从运载火箭中拉出,然后完成了可能与火箭相撞的规避动作,并调整了对接姿态。在第三个远地点,阿波罗进行了一次机动飞行,使飞船进入了一个169公里的圆形轨道。又进行了五次演习。在联盟19号飞到36圈、阿波罗飞到29圈后,两艘飞船停靠了51小时49分钟。对接非常顺利地完成了,比原计划提前了几分钟。然后宇航员交换了访问。阿波罗指挥官斯坦福德和对接飞行员斯莱顿首先进入对接过渡舱,然后关上通向阿波罗的门,给对接舱充入氧气和氮气的混合气氛,并调整舱中的压力。联盟号的气压平衡后,打开对接飞船和联盟号的舱门。阿波罗飞船的两名宇航员进入联盟号。斯坦福德紧紧地握着列昂诺夫的手。列昂诺夫微笑着用英语说:“很高兴见到你!”两个人拥抱在一起,非常激动。通过电视广播,全世界成千上万的观众见证了这一重要的历史场景。会议期间,美国总统福特与宇航员通了电话。苏联*总书记勃列日涅夫向两国宇航员发去贺电。会议期间,两国宇航员交换国旗,一起进餐,一起做体操,并共同举办了一个电视节目,回答太空记者的问题,回答苏联和美国记者的问题。第一次会议持续了10个小时。会后,美国宇航员返回阿波罗飞船。第二天,联盟号的指挥官回访了阿波罗。在对接状态下,它飞行了两天。分离后,7月19日又进行了32次科学实验,包括5次联合实验。五个项目之一是著名的人工日食实验。在两个航天器对接和分离后,阿波罗航天器被用作遮挡太阳的遮盖物。联盟号宇航员观察并拍摄了日冕照片,并报道了美丽的日冕。此外,对带状细菌的生物节律、微生物交换和紫外线吸收进行了实验,取得了满意的结果。分离后,联盟19号在又一次43小时的飞行后,于7月20日在哈萨克斯坦碱东北87公里处安全着陆。阿波罗18号飞船分离后,它又继续飞行了6天。它于7月24日返回,溅落在夏威夷以西434公里的太平洋上。返航时,由于回收系统开关故障,有毒的四氧化二氮气体泄漏到太空舱中,造成宇航员眼睛发炎、烧伤和肺炎。联盟号和阿波罗号飞船的联合对接飞行引起了全世界的极大关注,受到了各国的欢迎。当时,中国正准备在此期间发射一颗卫星,但应美国邀请,卫星发射被推迟至7月26日。