载人航天是人类驾驶和乘坐载人航天器在太空中从事各种探测、研究、试验、生产和军事应用的往返飞行活动。根据飞行和工作方式的不同,载人航天器可分为载人飞船、空间站和航天飞机三类。载人飞船按乘坐人数分为单人式飞船和多人式飞船,按运行范围分为卫星式载人飞船和登月载人飞船。载人空间站又称为轨道站或航天站,可供多名航天员居住和工作。
1958年6月5日,苏联科学院院士、火箭飞船总设计师科罗廖夫在为政府起草的《开发宇宙空间的远景工作》中提出1961~1965年完成研制能乘2-3人的载人飞船,1962年开始建造空间站。加加林作为人类历史上第一位成功冲出地球的人,也在紧张的筹备中度过了每一天。
加加林于1934年3月9日生于苏联斯摩棱斯克州格扎茨克区的克卢希诺镇,1951年以优异成绩毕业于柳别尔齐职业中学,成为受训冶金工人,并继续在萨拉托夫工业技术学校学习。1955年以优异成绩从工业技术学校毕业后进了航空学校,开始在奥伦堡航空军事学校学习飞行,1957年参加苏联军队,并成为北海舰队航空军团的一名歼击机飞行员。
1959年10月,前苏联首位宇航员的选拔工作在全国展开。加加林从3400多名35岁以下的空军飞行员中脱颖而出,成为20名入选者中的一员。1960年3月加加林被送往莫斯科,开始在前苏联宇航员训练中心接受培训。在训练中,加加林凭借其坚定的信念、优秀的体质、乐观主义精神和过人的机智成为前苏联第一名宇航员。
“东方1号”模型
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”宇宙飞船从拜克努尔发射场起航。“东方1号”由载人舱和设备舱构成,重约4.7吨。其载人舱是个直径约2.3米的球体,也是在天地往返过程中唯一回收的舱段,因此在表面涂有烧蚀材料,确保返回过程中的高温不会传到飞船内部。而设备舱承载了飞船在轨姿态控制和返回所需的火箭、电源、测控设备和为航天员提供类似地面大气环境的气瓶等。
实践证明,东方1号飞船的这种分舱设计理念是比较合理的技术途径,后来绝大部分载人飞船都采用了分舱设计。该系列飞船一共执行了6次载人飞行任务,其中包括人类首次编队飞行的东方3号和东方4号,以及人类历史上第一位女航天员瓦连金娜·捷列什科娃乘坐东方6号的飞行任务。
加加林所乘坐的飞船每108分钟,就会环绕地球一次。飞船的姿势控制由一个自动系统负责。医疗人员和飞船工程师并不确定失重对人体的影响,所以驾驶员的飞行控制已被锁定,这样加加林便不需要人手操控飞船。“东方1号”并不可以改变其飞行轨道,只可以改变其姿势。在大部分的飞行时间内,飞船的姿势已准备随时返回地球。在飞船发射后的1小时,自动系统将飞船对准,预备点火返回地球。
“东方1号”发射升空
点火返回程序在非洲西岸的上空进行,位置类近安哥拉,距离预计着陆点大约8000公里。点火程序历时42秒,采用液化燃料。由于重量问题,飞船并没有后备点火引擎。倘若点火程序失败,飞船依然可以留在太空10天。
在启动返回程序后的10秒,“东方1号”的设备模组应与返回舱分离。但由于被电线系著,两个模组并没有分离。10分钟后,飞船不断的回转。在电线折断后,返回舱重新准确定位。上午10时55分,加加林安全返回,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。他驾驶的“东方1号”飞船成为世界上第一个载人进入外层空间的航天器,就在他的108分钟的飞行过程中,加加林由上尉荣升为少校。
加加林
在这次历史性的飞行之后,加加林荣获列宁勋章并被授予"苏联英雄"和"苏联宇航员"称号,并曾多次出国,访问过27个国家,22个城市授予他荣誉市民称号。1962年,加加林当选为第六届苏联最高苏维埃代表。1964年11月任苏联-古巴友好协会理事会主席。可见载人航天的影响力之深。
1961年5月5日,美国第一位进行亚轨道飞行的航天员艾伦·B·谢泼德驾驶美国“水星”MR3飞船进行首次载人亚轨道飞行,美国因此成为继苏联之后世界上第二个具有载人航天能力的国家。
1962年2月20日,美国发射载人飞船“水星”6号,航天员欧约翰·H·格伦中校驾驶“水星”6号飞船绕地球飞行3圈,历时4小时55分23秒,在大西洋海面安全返回。格伦因此成为美国第一个进入地球轨道的人。
1964年10月12日,苏联发射了能载3人的第二代载人飞船——“上升1号”。它提高了舱体的密封性和可靠性,宇航员在座舱内可以不穿宇航服。返回时宇航员不用弹射脱离座舱,而是随飞船一起软着陆。“上升1号”在轨道上飞行了24小时17分钟,共环绕地球17圈。飞行过程中,3位宇航员工作、饮食、休息,都没有扎上皮带,完全处于自由状态,以充分体验失重状态对人体机能的影响。“上升1号”还实现了苏联、也是世界航天史上第一次多人飞行。
2003年10月15日9时9分50秒,我国自行研制的第一艘载人飞船神舟五号发射升空。大约21个小时后,即16日6时23分,神舟五号飞船在环绕地球14圈之后,成功着陆。这标志我国首次载人航天飞行获得圆满成功。
中国首位太空人杨利伟
"神舟"五号飞船在整个飞行期间为航天员提供必要的生活和工作条件,同时将航天员的生理数据、电视图像发送地面,并确保航天员安全返回。 此次飞行标志着中国成为第三个有能力独自将人送上太空的国家,打破了由美国和前苏联(俄罗斯)在载人航天领域的独霸局面,提高了我国的国际地位,从此,中国成为世界上第三个独立掌握载人航天飞行技术的国家。
本作品为“科普中国-科技创新里程碑”原创 转载时务请注明出处