圖解世界載人航天發展史（十五）

□ 邸乃庸

圖解世界載人航天發展史（十五）

□ 邸乃庸

天地往返載人航天器“聯盟”號飛船

蘇聯/俄羅斯研制的“聯盟”號飛船是蘇聯第三代載人航天器，是世界上使用時間最長、最可靠的載人航天器，作為載人天地往返航天器已經使用了半個世紀，曾經服務于“禮炮”1號至“禮炮”7號空間站、“和平”號空間站和國際空間站。自1967年“聯盟”1號飛船（左圖）使用以來，經歷了多次改進，形成了“聯盟”號飛船（1971―1981年）、“聯盟”T號飛船（1979―1986年）、“聯盟”TM號飛船（1986―2002年）和“聯盟”TMA號飛船（2002年至今）等多個系列。現在國際空間站使用的唯一天地往返載人航天器是“聯盟”TMA號飛船（右圖）。

“聯盟”號飛船長7.5米，最大直徑2.72米，起飛質量7.07噸，由前面的生活艙、中間的返回艙和后面的儀器設備艙3個艙段構成（左圖）。生活艙為航天員提供飲食、衛生等條件，并裝載貨物，儀器設備艙提供生命保障、電源和飛船機動與姿態控制的推進力。右圖為3名航天員在返回艙內準備起飛。

“聯盟”號飛船在太空與其他航天器對接時均使用桿錐式對接機構，“聯盟”號飛船設置的是對接機構中的桿組件，空間站上設置的是對接機構中的錐組件。準備實施對接時，位于“聯盟”號飛船前端的桿組件中的桿伸出（左圖），逐漸靠攏空間站，兩個航天器軸線對正后，桿插入錐組件內實現對接（右圖）。

在“和平”號空間站運行的15年期間，“聯盟”號飛船共31次往返為其渡運航天員。自1998年國際空間站開始組建以來，“聯盟”號飛船一直為其服務。左圖為“聯盟”號飛船正在靠近“和平”號空間站；右圖為航天員乘坐“聯盟”號飛船到達國際空間站，手持索契冬奧會火炬進入空間站。

發射“聯盟”號飛船的運載火箭是“聯盟”號運載火箭，目前使用的是“聯盟”FG號運載火箭，該火箭為兩級半構型，推進劑為液氧和煤油，總長49.52米，起飛質量310噸，最前端設置有逃逸塔。左圖為正在將逃逸塔-飛船-運載火箭組合體運往發射工位；右圖為“聯盟”號運載火箭托舉著“聯盟”號飛船起飛。

“聯盟”號飛船返回地面時，先制動減速使飛船進入返回軌道，然后，3個艙段分別分離。返回艙在距地面10千米高度時開啟降落傘，拋掉前端的防熱底，露出緩沖發動機。距地面1.5米時，緩沖發動機點火，減緩落地沖擊。左圖為返回艙落地前緩沖發動機點火工作；右圖為救援人員協助航天員出艙。

天地往返載人航天器“神舟”號飛船

“神舟”號飛船是我國空間站的天地往返載人航天器，研制試驗階段具有兩種基本構型：一種是飛船自身試驗構型，飛行任務完成后，軌道艙能夠單獨留在軌道運行，軌道艙有獨立的推進系統，飛船具有兩副太陽電池陣（左圖）；另一種是飛行任務構型，軌道艙不留軌，只有一副太陽電池陣（右圖）。

“神舟”號飛船另一種獨特構型是進行艙外活動試驗構型，需要將軌道艙改進成為氣閘艙，使其具有減壓和覆壓功能，航天員進行艙外活動時不影響返回艙的艙內環境。左圖為航天員進行艙外活動；右圖為改進的軌道艙，上方是用于覆壓的高壓氣瓶，正對畫面的圓洞是航天員進行艙外活動時進入太空的艙門。

“神舟”號飛船進行了太空交會對接飛行試驗，與天宮空間實驗室進行了成功對接，使用的對接機構是異體同構周邊式對接機構（導向器內翻）。該對接機構置于航天器前端的周邊，對接后基本不對通道通行構成影響。掌握太空交會對接技術，為建立我國空間站奠定了良好基礎。

“神舟”號飛船由軌道艙、返回艙和推進艙組成。軌道艙長2.8米，直徑2.25米，主要提供航天員生活條件（左圖），并作為對接艙段。返回艙是返回地面的唯一艙段（右圖），長2.5米，最大直徑2.5米，設置有顯示和操作控制裝置。推進艙長2.94米，最大直徑2.8米，主要提供生命保障、電源和推進動力。

“神舟”號飛船由長征二號F運載火箭發射，該火箭為兩級半構型，芯級為兩級，并聯4枚助推器，再加上整流罩、逃逸塔，全長58.34米，起飛質量479.8噸，芯級直徑3.35米，助推器直徑2.25米，整流罩最大直徑3.8米，使用四氧化二氮和偏二甲肼推進劑（左圖）。長征二號F運載火箭發射神舟飛船時，前端設置有逃逸塔（右圖），在發射過程中，一旦出現危及航天員生命安全故障時，啟動逃逸塔將航天員乘坐的返回艙迅速遠離故障源，開啟返回艙內降落傘安全降落。

返回艙以約每秒7.8千米的速度進入大氣層，氣動減速過載小于4g，至10千米高度時開傘，引導傘、減速傘順序拉出，使返回艙減速至每秒90米，而后開啟主傘，拋防熱底，落地前緩沖發動機工作，減緩著陸沖擊。左圖為返回艙著陸；右圖為救援直升機到達著陸地點（返回艙尚未落地）。