載人空間飛行：那些人和那些事兒（上）

李成智

1961年4月12日，蘇聯(lián)宇航員尤里·加加林完成了人類歷史上首次載人航天飛行。雖然他的飛行只持續(xù)了106分鐘，但開啟了人類通向宇宙的大門，其科學、技術(shù)、政治、經(jīng)濟的影響廣泛而深遠。這次歷史性的飛行其實始于東西方冷戰(zhàn)。為了獲得全球霸權(quán)，蘇、美兩國展開了導彈競賽、衛(wèi)星競賽、探月競賽、載人航天競賽，這些項目的獲勝者均為蘇聯(lián)。蘇、美兩個大國展開多項競賽的背后，還有兩個航天大師之間的無言競爭，一位是蘇聯(lián)專家謝爾蓋·帕夫洛維奇·科羅廖夫，另一位是德國專家沃納·馮·布勞恩（1945年被引渡到美國，1955年加入美國籍）。由于蘇、美兩國國情不同，制度不同，導彈與航天科研體制不同，導致結(jié)果大相徑庭：蘇聯(lián)的尤里·加加林成為太空旅行第一人。

洲際彈道導彈—蘇聯(lián)首先試射

第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后不久，冷戰(zhàn)隨即爆發(fā)，蘇聯(lián)和美國這對戰(zhàn)時盟友變成了對手。面對新形勢，雙方都試圖通過擴充軍備來實現(xiàn)各自的戰(zhàn)略意圖—稱霸世界。在發(fā)展現(xiàn)代武器裝備方面，美國的策略是以原子彈為核心，以遠程轟炸機為投送方式，早期或多或少地忽視了導彈的研制。蘇聯(lián)在大力發(fā)展原子彈的同時，考慮到遠程轟炸機的研制難度大，因而把原子彈的投送方式寄托在新興的火箭武器上。

利用德國的V—2導彈技術(shù)、硬件、設(shè)備以及專家，蘇聯(lián)很快消化吃透了德國的火箭技術(shù)，并組裝試射了10枚V—2導彈。此后，蘇聯(lián)仿制成功P—1近程導彈，改進研制了P—2導彈，并利用自行研制的新型發(fā)動機研制成功P—5中程導彈。1954年發(fā)射的P—5M導彈首次實現(xiàn)了“兩彈結(jié)合”（原子彈和導彈）。這種核導彈于1956年5月21日正式裝備部隊。P—5M核導彈的研制成功，為進一步研制洲際彈道導彈和發(fā)展航天科技奠定了基礎(chǔ)，同時也大大提高了總設(shè)計師科羅廖夫的影響力。

1952—1953年間，格魯什科領(lǐng)導第456設(shè)計局設(shè)計了一系列液體火箭發(fā)動機，并通過新型燃燒室設(shè)計、多燃燒室發(fā)動機并聯(lián)、解決燃燒穩(wěn)定振蕩問題等技術(shù)攻關(guān)，研制出推力達百噸級的RD—107和RD—108火箭發(fā)動機。以這兩種發(fā)動機為基礎(chǔ)，科羅廖夫領(lǐng)導研制的兩級洲際彈道導彈P—7全長約29米，最大寬度約10.3米，起飛重量267噸，最大起飛推力4762.8千牛。P—7在設(shè)計時就考慮到適應(yīng)性和通用性，因此很容易改制成航天運載火箭。1957年8月21日，世界上第一枚洲際彈道導彈P—7成功地進行了全程試射，射程達到8000千米。這次成功具有多種意義：一是蘇聯(lián)搶在美國之前（提前6個月）發(fā)射成功洲際導彈，使東西方兩大陣營的軍事力量對比發(fā)生了某種深遠的變化；二是為蘇聯(lián)率先跨入空間時代奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

人造地球衛(wèi)星—蘇聯(lián)搶先發(fā)射

第二次世界大戰(zhàn)后，許多國家的科學家都在研究發(fā)射人造地球衛(wèi)星的可能性，并建議為了和平目的和開發(fā)宇宙的需要研制發(fā)射人造地球衛(wèi)星。1946年9月，在巴黎召開的第6屆國際實用機械會議上，美國加州理工學院的馬林納和索末菲宣讀了《利用火箭遠離地球的問題》，倡導發(fā)射用于研究外層空間的衛(wèi)星。美國空軍的蘭德公司自1946年起就開展發(fā)射人造衛(wèi)星的可能性以及衛(wèi)星在科學與軍事領(lǐng)域應(yīng)用的研究，還曾建議于1951年發(fā)射小型衛(wèi)星。科學家的極力倡導，不僅引起了政界人士的注意，更引起了一般公眾的極大興趣。國際地球物理年（IGY）的創(chuàng)辦是為了給參加的各國科學家們提供共同研究地球環(huán)境的機會，這就更加使人清楚地看到發(fā)展人造地球衛(wèi)星的必要性。1954年夏，國際無線電科學協(xié)會與國際地形學和地球物理聯(lián)合會通過了在地球物理年（1957—1958年）期間發(fā)射一顆人造地球衛(wèi)星的決議，并得到了美國和蘇聯(lián)代表的支持和響應(yīng)。

在蘇聯(lián)，人造地球衛(wèi)星的主要倡導者是吉洪拉沃夫。早在1934年，他就在首屆全蘇同溫層研究會議上發(fā)表題為《應(yīng)用火箭飛行器研究同溫層》的報告，提出用火箭把人造地球衛(wèi)星發(fā)射到同溫層和宇宙空間的設(shè)想。二戰(zhàn)后，他組織一個專家小組進行了大量研究和計算工作，證明多級火箭原則上可使重物達到第一宇宙速度。在科羅廖夫和格魯什科的積極爭取下，吉洪拉沃夫在1948年的軍事彈道科學院年會上，作了題為《在現(xiàn)代技術(shù)水平下借助空間火箭達到第一宇宙速度和制造人造地球衛(wèi)星的可能性》的報告，引起了科學家們的充分關(guān)注。

1954年，吉洪拉沃夫在《關(guān)于人造地球衛(wèi)星》的報告中，充分論證了利用二級火箭可以達到第一宇宙速度并可用于發(fā)射人造地球衛(wèi)星。科羅廖夫非常熱心太空飛行及發(fā)射人造地球衛(wèi)星甚至載人飛船。他認為，正在研制的P—7洲際導彈具有很大的改進潛力，將其稍加改進就可以作為發(fā)射衛(wèi)星的運載火箭。由于人造地球衛(wèi)星的巨大科技、政治與軍事價值，科羅廖夫認為蘇聯(lián)人造地球衛(wèi)星計劃必須盡快得到政府批準，以便搶在美國之前率先發(fā)射成功第一顆人造地球衛(wèi)星。

1954年5月26日，吉洪拉沃夫主持起草了致蘇聯(lián)國防工業(yè)部部長烏斯季諾夫的長篇報告，不但提出應(yīng)盡快研制發(fā)射最簡單的人造地球衛(wèi)星，爭取領(lǐng)先其他國家，而且還談到未來發(fā)射大型載人空間站以及實現(xiàn)載人登月等問題。鑒于美國總統(tǒng)艾森豪威爾1955年7月29日已經(jīng)批準了美國的衛(wèi)星計劃，1955年8月8日，蘇共中央政治局正式批準開展人造地球衛(wèi)星研制。1956年1月30日，蘇聯(lián)部長會議發(fā)布命令，決定在1957—1958年內(nèi)研制發(fā)射人造地球衛(wèi)星。

蘇聯(lián)第一顆人造地球衛(wèi)星計劃包括四個部分：研制運載火箭；建設(shè)航天發(fā)射場；研制衛(wèi)星本體和星上科學儀器；建設(shè)地面測控網(wǎng)。

為了使運載火箭達到第一宇宙速度以發(fā)射人造地球衛(wèi)星，技術(shù)人員對P—7洲際導彈進行了改裝，取消武裝部有效載荷，調(diào)整發(fā)動機工作狀態(tài)。將芯級發(fā)動機起飛推力調(diào)小到588千牛左右，助推級分離后，芯級再以911千牛的全推力工作。改裝成的運載火箭定名為衛(wèi)星號，起飛重量267噸， 起飛推力4880千牛，低軌道最大運載能力500千克。衛(wèi)星號在發(fā)射衛(wèi)星過程中，起飛時5臺發(fā)動機同時工作；飛行120秒后，將4個助推級拋放，此時飛行高度約為50千米，速度為3200米每秒；最后芯級以最大推力繼續(xù)工作180秒，將衛(wèi)星送入地球軌道。

蘇聯(lián)首座航天發(fā)射場選址在哈薩克蘇維埃社會主義共和國境內(nèi)的丘拉坦地區(qū)，離拜科努爾不遠的一處沙漠，1955年1月開始建設(shè)，定名為拜科努爾航天發(fā)射場。發(fā)射場由發(fā)射區(qū)、保障區(qū)和監(jiān)控站等組成。經(jīng)過多年的建設(shè)，發(fā)射區(qū)包括中心發(fā)射區(qū)、東發(fā)射區(qū)和西發(fā)射區(qū)。中心發(fā)射區(qū)設(shè)有總裝測試廠房、控制測試大樓、大型地面發(fā)射區(qū)、地下發(fā)射井、推進劑貯存庫、液氧工廠和其他輔助設(shè)施以及行政管理、訓練和住宅等建筑。在發(fā)射場和周圍地區(qū)還建有大量的地面測控網(wǎng)。該發(fā)射場后來成為蘇聯(lián)最大的航天發(fā)射基地。目前，該發(fā)射場屬哈薩克斯坦共和國管轄。

人造地球衛(wèi)星和星上設(shè)備由吉洪拉沃夫領(lǐng)導設(shè)計。1956年底，他建議“衛(wèi)星造得小點，簡單一點，最好為30千克重”。科羅廖夫支持這一建議，他認為：“第一顆衛(wèi)星的外形應(yīng)當簡單而富于表現(xiàn)力，要近似于自然天體。在人們的意識中，它將是人類航天時代開始的永恒象征。”為了在全世界范圍內(nèi)引起轟動效應(yīng)，他還指出：“我們不能忽視目前進行的試驗所具有的歷史意義……無線電發(fā)射機應(yīng)該有這樣的波長：讓世界各地的無線電愛好者能夠接收到它的信號。重要的是，要計算好第一顆衛(wèi)星的軌道及其光學性質(zhì)，使地球上所有人能親眼看到它的飛行。”

蘇聯(lián)的第一顆人造地球衛(wèi)星被稱為人造地球衛(wèi)星1號（CΠ-1），或按俄語發(fā)音稱為斯普特尼克1號，其外形是球狀，由鋁合金制造，直徑0.58米，重83.62千克。衛(wèi)星周圍對稱安裝4根彈簧鞭狀天線，傾斜伸向后方，其中一對長2.4米，另一對長2.9米，衛(wèi)星內(nèi)部充以0.12兆帕（1.3大氣壓）的干燥氮氣。下半球殼表面是熱控制系統(tǒng)的輻射表面；上半球殼外部裝有隔熱層。

蘇聯(lián)科學院確定的衛(wèi)星主要科學探測項目有：測量200～500千米高度的大氣速度、壓力、磁場、紫外線和X射線等數(shù)據(jù)，第二顆衛(wèi)星上還將攜帶動物，用以考察動物對空間環(huán)境的適應(yīng)能力。為此，衛(wèi)星本體內(nèi)安裝了電池組、無線電發(fā)射機、熱控制系統(tǒng)組件、轉(zhuǎn)接元件、溫度和壓力傳感器及其他科學探測儀器。電池組由3個銀鋅電池構(gòu)成，電池組中央的矩形槽內(nèi)安裝兩臺交替工作的無線電發(fā)射機，工作頻率分別為20.005和40.002兆赫。

1957年10月4日晚，衛(wèi)星號運載火箭攜帶世界上第一顆人造地球衛(wèi)星CΠ-1在拜科努爾航天發(fā)射場升空。衛(wèi)星進入近地點215千米、遠地點947千米、傾角65°、周期96.2分鐘的橢圓形軌道。它在軌道上共計運行了92天，繞地球飛行約1400圈，最后于1958年1月4日再入大氣層時燒毀。這顆衛(wèi)星在技術(shù)上進行了星內(nèi)溫度壓力試驗、地上大氣密度測量和電離層研究，并用衛(wèi)星探測出幾百千米高空的空氣阻力。同科學研究結(jié)果相比，其政治影響和對科學技術(shù)發(fā)展的影響更加深遠。

1957年10月4日午夜，莫斯科電臺向全世界公布了蘇聯(lián)首顆人造地球衛(wèi)星已成功發(fā)射進入軌道的消息。塔斯社的報道宣稱：“人造地球衛(wèi)星開辟了星際航行的道路。”不久，世界各地都能通過無線電接收到這顆衛(wèi)星從天上發(fā)出來的“的……的……”的聲響。人造衛(wèi)星的成功發(fā)射，標志著人類終于跨入了航天時代。同時這也意味著，蘇美太空競賽的第一個回合的勝利者是蘇聯(lián)。

月球探測—蘇聯(lián)首獲成功

蘇聯(lián)衛(wèi)星號運載火箭的運載能力大大超過美國早期的幾種運載火箭，而且還有進一步發(fā)展的潛力。借助火箭的優(yōu)勢，蘇聯(lián)在月球探測領(lǐng)域也不斷擴大領(lǐng)先成果。

在月球探測領(lǐng)域，美國起步較早，率先嘗試向月球發(fā)射簡單的無人探測器。在早期的月球探測過程中，運載火箭的推力和運載能力是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。如果運載能力不夠，探測器根本就不可能離開地球。這樣就完不成任何空間探測任務(wù)。1958年8月到12月，美國無人行星探測“先驅(qū)者”計劃共發(fā)射了4個探測器。第一個探測器（后追稱先驅(qū)者0號）在發(fā)射到16千米高時，運載火箭發(fā)生了爆炸，探測器也粉身碎骨。10月11日發(fā)射的先驅(qū)者1號，已經(jīng)離開地球達11.4萬千米。但由于火箭的能力不足，未能將探測器加速到第二宇宙速度。最終這幾個探測器都落回了地面。1959—1960年間，美國又相繼發(fā)射了4個先進的先驅(qū)者號探測器。由于運載火箭表現(xiàn)欠佳，這些造價昂貴的月球探測器也都報銷了。

1959年1月2日，蘇聯(lián)發(fā)射了月球1號探測器，取得了很大成功。它到達了離月球只有5000千米的地方，測量到月球和地球的磁場、宇宙射線的強度、太陽輻射以及星際分子等數(shù)據(jù)。后來，這個探測器進入日心軌道，成為第一顆人造行星。同年9月12日，蘇聯(lián)發(fā)射的月球2號探測器也取得了極大的成功。它是第一個擊中月球的人造物體，在撞到月面之前，向地球發(fā)回了有關(guān)月球磁場和輻射帶的重要資料。同年10月4日發(fā)射的月球3號探測器則首次觀察到神秘的月球背面，并拍攝到月球背面約70%的面積。雖然由于探測器的性能不理想，得到的資料質(zhì)量不高，但它畢竟使人類第一次看到了月球的背面，科學意義十分重大。蘇聯(lián)取得的這些新成就進一步提高了國家聲望。蘇聯(lián)領(lǐng)導人赫魯曉夫也將這些成就宣傳到了極致。他在1959年9月12日訪問美國時，正值蘇聯(lián)發(fā)射月球2號探測器，他特地向美國總統(tǒng)艾森豪威爾介紹蘇聯(lián)在航天領(lǐng)域取得的成就，聲稱“蘇聯(lián)已經(jīng)將勛章掛在了月球上”。為增強宣傳效果，他還特別向艾森豪威爾贈送了一個金屬月球模型。

載人航天競賽拉開序幕

蘇聯(lián)搶先發(fā)射成功世界上第一顆人造地球衛(wèi)星，率先發(fā)射成功月球探測器之后，接著，更有政治與宣傳意義的載人太空飛行競賽的序幕拉開。科羅廖夫在領(lǐng)導研制各類導彈的同時，還把載人航天作為他的重要努力方向，并千方百計以他的影響力促成載人航天飛行一步一步成為現(xiàn)實。蘇聯(lián)早在1956年4月就開始了載人太空飛行的初步規(guī)劃工作，其中包括載人登月飛行。蘇聯(lián)在1957年11月發(fā)射的第二顆人造地球衛(wèi)星上便有密封艙和生命保障系統(tǒng)，里面裝了一只名為萊卡的小狗。這顆衛(wèi)星可以看作是第一艘宇宙飛船，萊卡也可看作第一名宇航員。衛(wèi)星在點火、發(fā)射、加速、入軌以及失重等飛行條件下，這只小狗似乎感覺很好。

真正將載人航天提上議事日程的是蘇聯(lián)第一設(shè)計局的吉洪拉沃夫和費奧克蒂斯托夫，他們在1958年8月提出開展載人航天的可行性研究，并在科羅廖夫的支持下進行了生命保障、控制系統(tǒng)等方面的研究。由于導彈計劃由軍方控制，第一設(shè)計局在擬定飛船計劃時，重點強調(diào)它的軍事價值—載人軌道偵察。1959年4月，他們提交了“東方號飛船設(shè)計草案”，提出在P—7導彈的改進型基礎(chǔ)上加裝第三級，可以將5噸載荷送入地球軌道。

科羅廖夫非常清楚蘇聯(lián)和美國運載火箭的現(xiàn)狀。蘇聯(lián)頭兩顆衛(wèi)星比美國最初一系列衛(wèi)星重得多，但蘇聯(lián)當時只有一種運載火箭，而美國則至少有兩種運載火箭，而且美國的宇宙神、雷神、大力神導彈均有改裝成大型運載火箭的潛力。當時的衛(wèi)星號運載火箭也具有改裝成大型運載火箭的潛力，科羅廖夫意識到，只要抓緊時間并做出努力，蘇聯(lián)有可能盡早發(fā)射成功載人飛船。1958年6月5日，科羅廖夫等專家向蘇聯(lián)最高領(lǐng)導人赫魯曉夫通報了利用現(xiàn)有技術(shù)，改進P—7火箭，實現(xiàn)載人太空飛行的可能性。

赫魯曉夫?qū)μ沼媱濓@示出異乎尋常的興趣，這或許是基于政治和外交上的考慮。加之1958年10月美國國家航空航天局（NASA）成立后，美國大肆宣傳其水星載人航天計劃，強烈的好勝心理和同美國再次競賽的意識促使他很快做出決定，加速推進蘇聯(lián)的載人太空飛行計劃。1959年5月22日，蘇聯(lián)政府發(fā)出絕密命令，正式批準載人飛船研制計劃。

這項計劃實際上具有雙重目的，而主要目的是研制軍方迫切需要的無人偵察衛(wèi)星。科羅廖夫則通過他的影響力以及赫魯曉夫的支持成功地在命令中加入了“同時開發(fā)衛(wèi)星式載人飛船”的字樣。最終，衛(wèi)星式載人飛船被命名為東方號，相應(yīng)的運載火箭也被命名為東方號。

科羅廖夫在設(shè)計第一枚洲際彈道導彈P—7及衛(wèi)星號運載火箭過程中，把起飛推力設(shè)計得很大并留有較大的余量或許就是為載人航天作技術(shù)準備。蘇聯(lián)用于載人航天的第一種運載火箭—東方號火箭大致就是在衛(wèi)星號運載火箭基礎(chǔ)上加裝第三級構(gòu)成的，各級發(fā)動機也都得到更新，推力與可靠性均有所提高。這些表明，蘇聯(lián)航天界早已有了載人太空飛行的思想準備和行動。這也是蘇聯(lián)在載人航天這一重大領(lǐng)域再次擊敗美國的原因之一。

載人航天面臨著許多要解決的新問題，包括火箭起飛的過載和飛船的失重對宇航員健康的影響、太陽輻射和微流星對飛船和宇航員的影響、飛船生命保障系統(tǒng)、飛船的外形設(shè)計、飛船返回時氣動加熱的防護、飛行控制以及飛船著陸與回收等。1958年8月，不同方案的可行性研究先后完成。從各種報告來看，首次載人太空飛行采取何種形式明顯地分成兩種觀點。一種觀點主張像美國水星飛船那樣，首先進行亞軌道飛行，也就是彈道飛行，飛船并不繞地球飛行，而是沿一條很陡的拋物線上升、下降，持續(xù)時間僅僅十幾分鐘。主張這種觀點的人認為，亞軌道飛行可以充分利用現(xiàn)有技術(shù)成果，而且能保證較高的安全性。利用亞軌道飛行取得的經(jīng)驗可以為未來軌道飛行創(chuàng)造條件。另一種觀點則認為首次飛行即應(yīng)采取軌道飛行方式，即至少繞地球軌道飛行一周。

經(jīng)過一番熱烈的討論，在科羅廖夫的支持下，最后決定直接進行載人軌道飛行，理由是：①亞軌道飛行幾乎要做與軌道飛行完全相同的工作，難易程度并沒有很大差別；②軌道飛行面臨的重大問題無非是長時間失重和太陽輻射及微流星的影響，這些問題可通過幾次不載人飛行試驗加以認識和解決；③亞軌道飛行也要解決非常關(guān)鍵的再入和回收這一嚴峻的問題，從安全上看，兩種飛行方式差別不大；④軌道飛行的成果要比亞軌道飛行大得多。

東方號飛船的外形選擇也是一個爭議很大的問題。有人認為圓柱體最合理，有人主張采用圓錐體，有人建議半球形，也有人擁護球形。設(shè)計師費奧克蒂斯托夫力主采用球形。在聽取了各方面意見和理由之后，科羅廖夫同意采用球形結(jié)構(gòu)，他指出：“我贊成以球形作為宇宙飛船結(jié)構(gòu)的意見。球形能夠容納下宇航員座艙和它返回地面用的降落傘。而且在一定外形尺寸的條件下，對稱形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部容積最大。另外，球形還有明顯的象征意義。”科羅廖夫顯然懂得，采用球形形狀有利于減少再入時氣動熱流的不利影響，而且有利于在各種速度下保持穩(wěn)定。東方號飛船主要由費奧克蒂斯托夫領(lǐng)導的小組設(shè)計，因此他被稱為東方號之父。

在解決再入防熱問題上，東方號飛船基本上沿用了彈道導彈的再入防熱技術(shù)，即在飛船返回艙涂裝相對笨重的高密度燒蝕材料。后來，蘇聯(lián)飛船的防熱結(jié)構(gòu)才過渡到隔熱性能好的低密度燒蝕材料。

東方號飛船系統(tǒng)方案的詳細技術(shù)評價工作于1958年11月開始。1959年初，開始設(shè)計第一艘飛船。與此同時，飛船各分系統(tǒng)的設(shè)計也加緊進行，包括高度控制、通信、軌道轉(zhuǎn)移等分系統(tǒng)。到1959年底，飛船的設(shè)計工作全部結(jié)束。東方號飛船由兩部分組成，上端是球形乘員艙，直徑2.3米，重2.46噸，乘員艙外部有兩根遙控天線和頂端安裝的通信天線，通信天線下端是一個小型通信電子設(shè)備艙。乘員艙側(cè)旁有一個觀察窗和一個彈射窗。艙內(nèi)除裝有生命保障設(shè)備及食物外，還有電視攝像機、光學定向裝置、宇航員觀測裝置和宇航員應(yīng)答裝置。宇航員在飛行時一直躺在彈射座椅上，生命保障系統(tǒng)可供宇航員生存10晝夜。在緊靠乘員艙處有18個球形高壓氮氣和氧氣瓶，用以為宇航員提供盡可能類似地面的大氣環(huán)境。氣瓶下端是儀器艙，為一圓臺和圓錐形的結(jié)合體，最大直徑2.43米，高2.25米，重2.27噸。它的側(cè)面有3根鞭狀天線，底端還有兩個通信天線。反推發(fā)動機和推進劑貯箱位于末端，反推發(fā)動機用于飛船再入前制動變軌，采用硝酸和苯氨作為推進劑，推力16.8千牛，比沖266秒。這個系統(tǒng)能把飛船的速度減到155米每秒。為簡單起見，末級火箭和飛船是一同進入軌道的，因此軌道上的飛船總長達7.35米。

宇宙飛船從外太空再入返回難度極大，首先要通過發(fā)動機制動減速。由于當時的發(fā)動機可靠性不高，萬一發(fā)動機啟動失敗，飛船就回不來了。為此，蘇聯(lián)設(shè)計師想了一個簡單的提高回收可靠性的辦法，這就是采用較低的軌道。東方號飛船采用近地點只有180千米的低軌道，這樣低的高度的大氣對飛船軌道衰減十分厲害。一旦制動火箭系統(tǒng)失靈，飛船可以在10天內(nèi)逐漸衰減降低軌道，最終以不太大的再入速度返回地面。另一個好處是飛船不必使用復雜的軌道保持系統(tǒng)，簡化了設(shè)計。第三個優(yōu)點是，由于飛船不是以垂直高速再入而是以大傾角相對緩慢地再入，因而燒蝕防熱設(shè)計會容易些。但是，低軌道也帶來了一個嚴重缺點：飛船的再入和著陸地點很難預測，而且往往離發(fā)射場地很遠。

飛船返回后在海上濺落回收相對安全。科羅廖夫最初也計劃采用水星計劃所設(shè)想的海上回收方案。赫魯曉夫卻堅持第一艘蘇聯(lián)載人飛船必須在蘇聯(lián)領(lǐng)土上降落，理由是如果在公海上降落，西方航天專家和記者勢必蜂擁而至，那么蘇聯(lián)航天技術(shù)就會暴露在西方面前，不利于保密。這個命令使科羅廖夫等設(shè)計人員十分為難，因為在陸地上降落的安全性較低。如果采用火箭減速，那么飛船系統(tǒng)設(shè)計會變得異常復雜，重量也會大大增加。如果用降落傘也必須相當大才能回收一個幾噸重的飛船。最后不得不采用一個冒險性很大的方案：不回收返回艙而只回收宇航員，即在飛船再入大氣層離地面7000米左右時，將宇航員連同座椅一道彈射出去，并用降落傘緩慢降落，而飛船返回艙則由另一只降落傘回收。這種辦法看似比較安全，但實際上在宇航員彈射時，飛船的速度比飛機快得多，宇航員用降落傘著陸能否成功是個未知數(shù)。由于時間緊迫，已不可能充分進行動物試驗。

1960年5月15日，第一艘東方號飛船進行不載人發(fā)射，以考核制動火箭的工作情況。飛船在軌道上飛行3天后，計劃進行制動火箭試驗。由于點火時飛船的方向差了180度，結(jié)果飛船沒有進入下降軌道，而是進入了一個更高的軌道。1960年7月23日，另一艘東方號飛船不載人發(fā)射時，由于運載火箭發(fā)生故障，飛船沒有進入地球軌道。1960年8月19日，第三艘東方號飛船發(fā)射，上面載有兩只小狗。這是一次完整的試驗，考察整個發(fā)射、入軌及回收全過程的性能。飛船在軌道上飛行了約1天。當制動發(fā)動機點火后，儀器艙與返回艙正常分離。在距地面有一定距離時，載有動物的小艙室彈出返回艙外并安全回收，降落地比預期的僅差10千米。試驗取得圓滿成功。然而后面的兩次試驗卻遭失敗，一次是12月1日，另一次是12月下旬。前一次試驗在回收時，飛船再入角很大，惡劣的氣動加熱導致飛船燒毀，兩只小狗因此喪命。后一次試驗則是運載火箭第三級沒有工作，飛船未能入軌。

經(jīng)過幾個月的檢查和修改，1961年3月，3艘東方號飛船運抵拜科努爾發(fā)射場，前兩艘計劃用于補充試驗，第三艘正式用于載人飛行。3月9日和3月25日，兩艘飛船先后搭載一只小狗進行了飛行試驗。在試驗過程中，遙測結(jié)果表明飛船和動物一切正常。最后飛船均安全再入并成功回收。這些成就預示載人軌道飛行即將開始。（未完待續(xù)）