禮炮1號空間站的歸宿

文/ 小火箭

尼莫點附近海域及其上空接納的首個人類空間站就是“禮炮1號”。

1961年4月12日，莫斯科時間上午9時零7分，加加林乘坐東方1號宇宙飛船從拜科努爾航天發射場起飛，在遠地點為301公里的軌道上繞地球一周，歷時1小時48分鐘，于上午10時55分安全返回，降落在薩拉托夫州斯梅洛夫卡村地區，完成了世界上首次載人宇宙飛行，實現了人類進入太空的愿望。

1969年發射的“阿波羅11號”則是美國宇航局的阿波羅計劃中的第5次載人任務，是人類的第1次登月任務。“阿波羅11號”任務歷時8天13小時18分35秒，繞行月球30周，在月球表面停留了21小時36分20秒。航天員阿姆斯特朗與奧爾德林成為了第一批踏上月球的人類。

蘇聯第一個將人類送上了太空，美國第一個將人類送上了月球。在日益白熱化的太空技術的競賽中，兩個國家都為了能夠獲得更多的第一而殫精竭慮。但是，一個充滿了浪漫主義的設想開始逐漸成形，那就是讓人類盡可能長久地在太空中生活下去。

▲ 禮炮六號空間站和聯盟號飛船以及進步號貨運飛船對接飛行

開啟空間站時代

就像魚類離開了海洋就要開啟一個由新一代的物種主宰地球陸地表面的時代一樣，加加林在太空中飛行的108分鐘早已點燃了人類向太空進發的激情。但是，對于星際旅行而言，以分鐘或小時計的太空停留時間是遠遠不夠的。人類應該盡早掌握在太空中長期生存和依賴太空環境進行生產和生活的技術。這樣，人類才能夠飛往在仰望星空時凝視的那些遙遠星球。在這樣的背景下，禮炮號空間站計劃開始付諸實施了。

“禮炮”計劃是由蘇聯發起的人類第一個空間站計劃。當時準備從1971年到1986年這15年間發射一系列共9個單模塊空間站。這些空間站包括6個科研實驗空間站和3個軍事偵察空間站，后來又推出了高度機密的“阿爾馬茲”計劃?！岸Y炮”計劃打破了多個航天紀錄，其中包括幾個在太空執行任務的時間紀錄和航天員第一次從一個飛船轉移到另一個飛船的紀錄。

與美國追求跨越式發展的方式不同，蘇聯的禮炮系列空間站從計劃伊始就準備走循序漸進的路數。畢竟有關在太空中長時間停留對人體的影響和相關的生命保障系統能否長時間可靠工作的研究還沒有先例可循。禮炮1號至禮炮5號空間站是該計劃中的第一代空間站。之后的禮炮6號和禮炮7號再根據第一代空間站的經驗實施改進。然后，就可以用搭積木的方式建設大規模的軌道空間站了。

1971年4月19日，滿載眾人期望的“禮炮1號”由質子號火箭發射升空，開啟了人類探索太空的空間站時代。

“禮炮1號”什么樣

“禮炮1號”由軌道艙、服務艙和對接艙三個主要艙段組成，總長約12.5米，最大直徑4米，總質量18.5噸。為了實現太空對接和載人運輸，禮炮1號空間站設有一個飛船對接口。（后期的禮炮號空間站設有一前一后兩個對接口，分別用來對接聯盟號載人飛船和進步號無人貨運飛船。）

該空間站的設計圍繞著對地觀測和太空實驗兩大核心任務進行。在預期的載人飛行任務中，有60%的任務時長用在了對地觀測上。任務載荷設計師給“禮炮1號”配備了光學探測設備和遙感裝置。在“禮炮1號”繞地球飛行的過程中，這些設備能夠拍攝大量的照片。人們期望這些照片能夠提供有關大氣、海洋和陸地植被的詳細信息。

在第一批航天員進駐空間站之前，就已經有火災預警、森林監測、糧食估產等目標任務送到了“禮炮1號”的項目組那里。因此，可以說人們一開始對空間站的期望是很高的，根本沒有過多考慮任務本身的風險性，而是早早地就把空間站在多個領域的應用準備工作做好了。而太空實驗的任務則給空間站引入了有關微重力試驗、植物培養、太空醫學等領域的儀器設備。

▲ 在太空中運行的蘇聯禮炮7號空間站

所有這些用于觀測和試驗的設備將要與3名航天員共享85立方米的艙內空間，而且要在太空中停留盡量長的時間。這在當時的技術水平下，無疑是一個大膽的設計理念。而為了萬無一失地完成任務，“禮炮”1號的設計師們做了很多創新。筆者認為，當時的禮炮號空間站的設計理念的精髓在于：設計師們認識到從空間站站內布局本身的設計上來避免失誤，要比培訓航天員進行失誤率較少的操作更為重要。

于是，太空中最早的區塊化控制設備的設計理念得到了大量應用。在禮炮1號空間站內，主要的活動區域分為3段：對接艙、小直徑軌道艙和大直徑軌道艙。對接艙內主要設置一些對突然失壓和溫度波動不敏感的設備。對接艙的一側安裝有著名的獵戶座望遠鏡的控制設備。對接艙與軌道艙的連接處則放置著用于太空醫學研究的設備。經過巧妙的設計，這些設備不會阻礙將來由聯盟飛船運送來的航天員的進出。

聯盟號飛船與禮炮空間站“聯姻”

1971年4月23日，蘇聯發射了載有3名航天員的聯盟10號飛船。在太空中孤零零地運行了4天的禮炮1號空間站終于迎來了第一批航天員“房客”。

聯盟10號飛船在太空中精確入軌，奔向了在近地點200公里、遠地點222公里，傾角為51.6°的軌道上等待他們的“禮炮1號”。在經過24小時的變軌調姿操作之后，聯盟10號飛船與禮炮1號空間站成功對接！歡呼后的航天員檢查了對接口的情況，確認已緊密聯接后，準備進入“禮炮1號”。但是，他們卻怎么也打不開艙門。在用了各種方法之后，“聯盟10號”的3名航天員沒轍了，只好就這樣保持著對接狀態眼巴巴地看著近在咫尺的“禮炮1號”，體驗著“小扣柴扉久不開”的意境。5個半小時后，他們悻悻然地奉命搭乘返回艙回到了地面。

1971年6月6日，聯盟11號飛船載3名航天員在拜科努爾發射場發射升空，第二天與禮炮1號空間站成功對接。3名航天員依次進入了“禮炮1號”。經驗豐富又風趣幽默的指令長格奧爾基·多勃羅沃利斯基驚嘆道：“這么大的空間！簡直是一眼望不到邊?。　彼{駛著禮炮1號空間站漂亮地完成了一系列變軌動作，將空間站的軌道高度提升為近地點259公里，遠地點282公里。帕查耶夫和沃爾科夫合作進行了大量空間實驗。帕查耶夫操縱獵戶座望遠鏡進行了太空觀測，使他成為了第一個在太空中使用望遠鏡的人。

▲ 禮炮7號空間站內部

在23天的太空生活中，3名航天員對空間站的設計贊不絕口，但是也提出了很多寶貴意見，包括吸塵器的具體設計和熨斗面板的高度設置等細節。太空觀測的結果鼓舞了“禮炮”計劃的整個團隊。

實際上，整個“禮炮”計劃僅僅在礦產勘探領域的成功就足以說服大家在空間站領域進行投資了。有10處稀有金屬礦脈被禮炮號空間站的遙感系統發現，另有117處大型石油產區借助禮炮號空間站的探測設備而確定了位置。而在太空中進行的材料學的研究更是催生了空間微重力材料學這個學科。在微重力環境中，原本密度差別很大的兩種金屬也能夠融合在一起形成合金。

另外，他們對通訊時間方面的事情也有很多建議?！岸Y炮1號”與地面之間進行天地通話的時候，在每個90分鐘的軌道周期內只能維持20分鐘。這讓他們感到有些苦惱。不過，當時蘇聯用于維持天體通話的設備只有7個地面站和12艘遠洋船，很難保證當空間站飛到任何地點上空的時候都能維持和地面的聯系。實際上，只有當后來的中繼衛星通信技術和高增益天線技術普及之后，天地通話的時長問題才得到了根本性的解決。

“禮炮1號”墜落南太平洋

1971年6月29日，聯盟11號飛船與禮炮1號空間站分離。但是，在返回地球的路上，飛船出現了突然失壓的事故，3名航天員全部遇難。失壓發生后4秒的時候，指令長的呼吸次數便已達每分鐘48次。后來，技術人員發現，在聯盟號飛船與“禮炮1號”分離的過程中，同時爆炸的12個螺栓對飛船造成了嚴重沖擊，使得飛船提前打開了排氣閥門。在此之后，聯盟號飛船在很長一段時間里都改為2人組乘員，并且規定航天員在飛船上升和返回全程一直穿著航天服。另外，聯盟號飛船和禮炮號空間站增設了緊急加壓設備，以應對突發的失壓事故。

1971年7月9日，對聯盟11號飛船的事故調查的收尾工作還在持續進行中。雖然由曾經代表全人類實現了第一次太空行走的列昂諾夫帶領的蘇聯航天員團隊已經做好了再次前往禮炮1號空間站的所有準備工作，地面支持人員也已經為禮炮1號空間站載人在軌運營1個月的新任務準備好了充足的氧氣、食物和飲用水，但是，當時的蘇聯國家委員會還是否決了繼續派航天員進駐禮炮1號空間站的項目。

1971年8月19日，禮炮1號空間站繼續報告一切正常，隨后在地面工程師的控制下，向上抬升了軌道高度，開始運行在一條近地點290.5公里，遠地點308.1公里的近圓軌道上。在進一步的確切指令到來之前，禮炮1號空間站就這樣孤零零地在軌道上運行著。不到1個月后，禮炮1號空間站再次實施變軌機動，將軌道降低為近地點224.2公里、遠地點262.1公里。

1971年10月10日，蘇聯耶夫帕托利亞飛控中心里，氣氛凝重。工程師們深知，禮炮1號空間站大限將至，再也等不來新的載人任務了。總指揮含淚下達命令，禮炮1號空間站進行了最后的點火，進入可控再入階段。10月11日，南太平洋尼莫點上空迎來一堆金屬烈焰。這座在軌運行了175天，繞行地球轉動2929圈的人類第一座載人空間站就此了卻一生。