猎鹰9号将宇航员送上太空(双子星8号完成首次太空对接)(1)

上次讲到了苏联开始对联盟号飞船进行试验。联盟号飞船的版本很多,其中有一个版本是登月专用版。飞船本身改动不大,但是配备的服务舱和轨道舱有很多的变化。比如说登月的版本就需要在前面对接一个登月舱。不过当时苏联设计的对接机构是插头插座的结构,是分“公母”的。没法实现对接以后人员直接从轨道舱进入登月舱,还需要宇航员穿上宇航服,进入太空,然后爬进前面的登月舱,把门关好。登月舱是杨格尔设计局搞出来的,联盟号是科罗廖夫的设计局主导的,不是一家人。

当时,苏联还没有测试过太空对接,因此实验对接是联盟号很重要的一项工作。第一艘被发射到太空的联盟飞船是无人飞船,里面安装了一个假人用于收集测试数据。既然不载人,就没有用联盟号的代号,而是采用科斯莫 133 的编号。科斯莫就是宇宙的意思,苏联的一系列飞行器都叫宇宙,不管是卫星也好太空船也罢,反正不想让你打听用途,就起这么个稀里糊涂的名字。

猎鹰9号将宇航员送上太空(双子星8号完成首次太空对接)(2)

联盟-7K-OK型飞船

本来这艘飞船是 2 号,应该是 1 号先发射,然后再发射 2 号,在太空里实现对接。但是,1 号出故障了,2号只能先发射。本来打算1号修好了以后能赶上来。结果左等不来右等不来。宇宙 133 号在太空里还出故障了,自己一直在旋转,姿态稳定不下来。最后,耗光了飞船的燃料也没有搞定。反正这艘飞船就是不怎么听话,地面的控制人员花了两天时间,做了 5 次努力,也没能拯救宇宙 133 号。

地面人员就这么眼巴巴看着宇宙 133 号的轨道逐渐降低,粗略的计算了一下飞船的飞行轨迹,最后地面测控人员发现这艘飞船可能会落到中国境内,实在是没办法,开启了自毁装置。飞船上有 23 公斤的炸药,直接把飞船炸成了碎片。

那么正在修理的 1 号飞船怎么样呢?1 号飞船还不如 2 号呢。本来都准备好发射了,结果点火的时候其中一台助推器没点火,自动控制装置马上就把所有助推器和主发动机熄火了。火箭愣是哑火了,停在发射台上,发射台周围马上喷出大量的水,用来给飞船降温。当时科罗廖夫已经去世了,米申接手了科罗廖夫的设计局。火箭出问题了,米申马上派人去检查,先要把燃料卸出来。有当年涅杰林的前车之鉴,谁也不敢造次。

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逃逸塔工作流程

结果,到了 27 分钟的时候,出事儿了,火箭的逃逸塔突然点火了。苏联这是第一次使用逃逸塔,之前都是采用弹射座椅。逃逸塔把顶上的飞船整个给拔出去了,打开降落伞,安全降落在了 400 米外。但是,逃逸塔顺手就把火箭的第三级给点着了。下面的火箭正在卸燃料,也不知道高温燃气是怎么烧过去的,离着还挺老远呢。工作人员一看,吓得抹头就跑。还好不是立刻爆炸,有 2 分钟的缓冲时间,尽管如此,还是造成了 1 人死亡多人重伤的惨剧。说白了,都说宇航员危险,其实航天事业中,死在地面的人比死在太空的多得多。

所以说,联盟号的研发一开始就不顺利。都说苏联是举国体制,你仔细去看看他们的工作,你就会发现,根本不是。设计局还是挺想省钱的,有些该在实验室里做的实验,他们就是没做。航天方面,地面测试的钱是一点都不能省的呀,省了就要出大麻烦。

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斯科特和阿姆斯特朗

美国人的双子座计划在 1966 年已经全部收官了,美国人倒是比苏联人顺利得多。双子座 8 号要完成的就是双子座 6 号泡汤的计划,那就是和阿金纳上面级进行对接。还要进行美国人的第二次太空行走。从双子座飞船的前部拿回一个实验装置,还要激活阿金纳上面级的一个微流星探测装置。这都是宇航员斯科特的事儿,在后边给他观敌料阵的是阿姆斯特朗,这位就是未来的登月第一人。

但是这一次,斯科特完全没有任何出舱的机会。NASA 用宇宙神火箭发射了阿金纳上面级,阿金纳工作正常,进入了 298 公里的圆轨道。接下来就等着双子座 8 号发射升空了。双子座飞船是用大力神火箭发射的,发射倒是一切顺利。接下来就是和阿金纳目标飞行器做对接。阿姆斯特朗他们做了 4 次轨道调节。开始逐渐逼近阿金纳目标飞行器。在距离 300 公里的时候,雷达捕捉锁定了阿金纳飞行器,只有捕捉到了,才能用计算机控制做自动对接。

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从双子座8号上拍摄的阿金纳目标飞行器

美国人用的对接机构也很简单,阿金纳目标飞行器头上装一个漏斗,双子座飞船本来就是个圆锥形,顶上有个突出的圆柱体。只要把圆柱体插进阿金纳的漏斗,锁死,那就算万事大吉了。阿金纳不是太空站,比一口水缸粗不了多少。所以双子座上的人也不可能钻进钻出。所以这个时候的对接真的只是把飞行器插在一起,是没办法让宇航员钻过去的,美苏两国都是如此。

双子座 8 号和阿金纳目标飞行器的距离越来越近。轨道渐渐的汇合,最后几乎贴到一起。阿姆斯特朗先用眼睛检查了一下阿金纳飞行器,看看有没有损坏。然后在得到地面的许可以后,开始一点点接近阿金纳,速度大概是每秒靠近 8 厘米。就这么一寸一寸地靠过去,对准了阿金纳头部的对接口,双子座飞船的头插了进去,等听到咔嚓一声锁定的声音,绿灯亮起,表示两个飞行器已经完成了对接。这是人类历史上第一次太空飞行器实现了对接。

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双子座和阿金纳的对接过程

本来按照程序,阿金纳和双子座的联合体应该是转动 90 度,但是这个联合体开始慢慢翻滚,两位宇航员只能靠双子座上面的姿态控制火箭来调整姿势,想办法让联合体稳定下来,阿姆斯特朗只要手控,飞船就能保持稳定,但是一撒手就不行。如果再这样下去,燃料会消耗光的。

最后,阿姆斯特朗决定和阿金纳飞行器脱离,可是脱离以后,双子座 8 号飞船反而转得更快了,1 秒转一圈,这个速度很恐怖,舱里的好多东西被都甩到舱壁上。阿姆斯特朗在控制飞船姿态过程之中耗费了大量的燃料,他们唯一能做的就是尽快返回地球。

本来按计划,他们应该是 3 天以后返回大气层,落在大西洋。现在返回地面的话,落点相差太远了。但是阿姆斯特朗他们俩坚持不到那个时候了,只要还待在太空里,飞船就会翻滚,翻到人彻底头晕脑胀,最后燃料全部耗光,那时候,想回地球都回不去了,干脆现在就下去算了。

他们赶紧往计算机里输入数据,改变坠落地点。在中国上空,他们开启了反推火箭,开始再入大气层的过程。这个地方完全在美国的测控网覆盖范围之外,地面已经没办法看到他们的情况了。最后,他们掉在了冲绳岛以东 800 公里,横须贺以南 1000 公里的海上。这地方是前不着村后不着店。在海上漂浮着,完全孤立无援。

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双子座8号等待救援

美国负责救援的人员也抓瞎了,这是世界上飞船返回地面,偏离落点最大的一次。偏出去半个地球啊。还是一架 C54 巡逻机发现了他们,这是一架固定翼飞机,没办法悬停,但是有三个救援人员跳伞下来,开着橡皮艇过来,把两个宇航员从舱里拉出来。太平洋是一点都不太平,风吹浪打,这 5 个人都开始晕船。就这么在海里飘了 3 个钟头,梅森号驱逐舰才开到附近,他们连双子座飞船一起全都捞上来了。顺便说一句,梅森号后来被美国送给了台湾,改名叫“绥阳”号,2003 年沉在了台东外海,成了人工珊瑚礁。

两个宇航员在船上睡了 9 个钟头,第二天驱逐舰开到了冲绳的那霸。有宇航局的官员来迎接他们,把他们带到了嘉手纳空军基地,从那儿搭飞机回了佛罗里达。阿姆斯特朗回去还遭到质疑,有一种说法是他按错了按钮。不过我想不应该,可能还是飞船本身的问题。静电导致某个姿态调整发动机一直不听话,一直在喷气,弄得飞船一直打滚。后来所有的控制电路都增加了屏蔽,而且改成了独立线路,防止出现静电干扰问题。

后面几次双子座飞船就比较的顺利,美国人太空行走的经验越来越多。一开始是延长到了 49 分钟,后来在外面飘几个小时也不成问题了。双子座 12 号任务,奥尔德林完成了 5 小时的太空行走。

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双子座12号,奥尔德林太空行走

为什么奥尔德林能够大幅度提高太空行走的时间呢。这和地面训练是分不开的。奥尔德林提出用一个大水池来模拟太空的漂浮环境,这样就可以在地面上训练宇航员的舱外活动经验。这的确是个好办法。在此之前,每次舱外活动都把宇航员弄得一身的汗,脸憋得通红,在太空的失重环境下,浑身找不到发力点,精神又紧张,一个个都心跳加速,手忙脚乱。所以,能在地面解决那是最好不过的事情,现在水池训练成了宇航员的必修科目之一。

苏联那边一直不太顺,宇宙 133 失控了,不得不开启自毁,另一艘飞船干脆火箭在地面就炸了,连代号都没有。下一艘实验飞船编号为宇宙 140 号,还是从拜科努尔发射升空。这艘飞船还是老毛病,跟 133 号一样,在太空里姿态控制有问题。但是地面人员还算能控制住局面。就这么在太空里坚持了两天,再入大气层的时候,因为飞船姿态控制的问题,角度有偏差,导致飞船像打水漂一样弹出去了。这一下就偏离了原定的着陆地点,偏出去好几百公里。这一歪不要紧啊,倒是打得挺准的。飞船直接砸穿了咸海的冰层,掉进了 10 米深的水下。

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1989的咸海和2004年的咸海对比

当年的咸海总面积 6.8 万平方公里,是世界第 4 大湖泊。比两个渤海还大,那真是烟波浩渺,湖水还是蛮深的。现在的咸海基本已经干透了,水面变成了 4 个不相连的湖泊,总面积只剩下过去的 10%,即便如此,也比我国最大的青海湖要大。

苏联派潜水员下去,把飞船给捞出来了。等捞起来一看,大家倒抽了一口凉气,原来是防热大底已经被烧穿了一个 30 公分的大洞。联盟号飞船是个钟形,和东方号的球形不一样。返回大气层的时候是底部朝前拍回地球。只有底部承受高温,飞船身上温度不算高。底部要加隔热层,还要加烧蚀材料,靠烧蚀材料的蒸发来带走热量,防止温度高到烧化的程度。如果防热大底被烧穿,那是非常危险的事情。

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联盟号飞船的底部

所以,技术人员普遍认为,应该再发射一艘无人飞船做实验。毕竟这次实验,稀里哗啦地出了一堆的问题。但是,领导层认为,这些毛病都很容易解决,即便是不做测试也没问题。防热大底被烧穿,那是因为再入大气层的角度不对造成的,与飞船设计无关。飞船的姿态控制问题,应该是很容易解决的。因为东方号每次返回也会打转转。最后不都是有惊无险嘛。所以,他们还是决定,下一次就正式发射载人的联盟一号飞船,隔一天发射联盟2号飞船,实现太空对接。美国人只是用双子座飞船和阿金纳飞行器对接,俄国人打算对接两艘载人飞船,然后交换宇航员,这可比美国人强多了。

当然,苏联人知道美国已经超过自己的,所以领导层也有点着急。现在美国人白送了一个机会,前些天,他们的新的阿波罗飞船在地面测试的时候炸了,刚好给了苏联人翻盘的可能性。

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阿波罗飞船

炸了是怎么回事呢?事情是这样的,阿波罗飞船是美国的新飞船,比双子座要大一号,起码可以运载 3 个宇航员,登月计划也采用这个飞船。所以这是个关键。新型的阿波罗飞船总要发射到地球轨道去测试吧。那犯不着用巨大的土星五号运载火箭,用土星 1B 火箭就够用了。本来阿波罗飞船是要在 1966 年内发射,但是后来推迟到了 1967 年。这次选定的宇航员有格里森,怀特和查菲。

格里森是老宇航员了,参加了水星计划,他乘坐的自由钟 7 号因为舱盖的爆炸螺栓突然启动,炸开了舱门,导致飞船大量进水,最后沉入了海底。格里森对此还耿耿于怀呢。后来他还参加了双子座 3 号任务,所以他算是经验最丰富的的宇航员之一。怀特嘛,不久前刚完成双子座 4 号任务,成了第一个完成太空行走的美国人。查菲是个新兵蛋子,压根没上过太空。所以,这个团队算是老中青相结合。

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格斯·格里森、埃德·怀特和罗杰·查菲

1967 年的 1 月 27 号,他们来参加联合演练。这一次并非是发射任务,而是地面测试,看看飞船完全依靠自身的电力,能不能正常运转。三个人穿好宇航服,和真实发射的流程都是一样的,然后钻进了飞船里,封闭了舱门。

这天早上,工程师们就觉得奇怪,管子里老是有一股怪味。不知道从哪里来的,折腾了一个小时,总算是没有怪味了。然后呢,飞船的无线电出问题了,格里森在里边还挺郁闷的,如果两栋大楼之间都无法通话,就更别提上太空了。无线电修来修去修不好,于是整个测试流程就卡住了,进行不下去了。

就在这时候,监控飞船的工作人员发现飞船起火了。马上听到了宇航员的呼救声。通过闭路电视可以看到舱内的情况,不知道怎么回事,舱内烧起来了。通过监控也看到舱内的宇航员也在拼命想打开舱门,但是要连开 12 个机构才能把门打开,他们显然是做不到的。外边的人也想把飞船打开,可是门就是打不开,最后眼睁睁地看着三个宇航员被活活的烧死。

这个门怎么就打不开呢?我们下回再说。

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