航天技术导论第七章.pdf

第七章 载人航天 7.1 人类活动的新领域 20 世纪 50 年代，随着火箭技术的发展，人类为实现飞向宇宙空间的理想,就开始发 射一系列高空生物火箭，将狗、猩猩和大白鼠等动物送到离地面几百公里的高空。到 50 年代末，人造卫星上天以后，又将狗和猩猩装进卫星，送到绕地球运行的轨道上。这一系 列试验，为人类飞向宇宙空间积累了重要的经验和资料。 1961 年 4 月 12 日，是一个值得纪念的日子。莫 斯科时间上午 9 时 07 分，前苏联 “东方号”载人飞 船在哈萨克斯坦中部的拜科努尔发射场发射升空。飞 船重 4.73 吨，飞行 1 小时 48 分，于当天上午 10 时 55 分安全降落在苏联境内，实现了人类长期以来的 理想。这是人类有史以来的第一次载人航天，航天员 尤利 ·加加林 （图 7-1）作为飞船中的唯一乘员，成 为世界上第一个航天员而被载人史册。从此，人类的 活动领域，从陆地、海洋和空中扩大到了宇宙空间。 空间高远的位置、真空、充足的阳光和轨道失重环境 等，对于人类活动来说，都是非常宝贵的资源。各类 应用卫星都利用空间的高远位置发挥作用，未来的空 间产业却离不开失重环境。 目前，载人航天已大致经历了三个阶段。第一阶段主要解决将人送入地球轨道并安 全返回。这一阶段主要是发射载人飞船，航天员在飞行中完成了手控定向、姿态调整、观 察地球和对地摄影等活动，并进行了医学、生物学等科学研究和广泛的技术试验，证实了 人类在过载、失重、真空和强辐射等恶劣环境下不仅能够生存，而且还能够有效地工作。 第二阶段主要是发展载人航天的基本技术，如飞船的轨道机动飞行，两艘飞船在空间交会、 对接和编队飞行，试验航天员出舱活动的设备和能力，同时也进行一系列其它科学研究活 动。第三阶段是发展试验性空间站和空间平台，进一步考察人类在太空环境条件下长期生 活和工作的能力，利用空间特殊环境从事多种学科研究和应用技术实验，诸如生物学、医 201 学、天文学、材料和工艺试验和地球资源勘测以及军事活动等，同时也为建立永久性的实 用空间站积累经验。参加这一阶段活动的有供航天员长期生活和工作的空间站，有运送航 天员往返空间站和地球之间的载人飞船和航天飞机，以及供应空间站燃料和航天员生活必 需品的运货飞船等。 除此之外，美国在 20 世纪 60 年代初开始的 “阿波罗”登 月计划，经过 8 年的艰苦努力，在连续发射 10 艘 “阿波罗” 飞船之后，于 1969 年 7 月 16 日发射载有3 名航天员的 “阿波 罗”11 号飞船，经过大约 100 小时的飞行，飞船的登月舱在月 球静海着陆。7 月 21 日格林威治时间3 时 51 分，指令长阿姆 斯特朗 （图 7-2）首先走出舱门，爬下扶梯。4 时 07 分他的左 脚小心翼翼地触及月面。这是人类留在月面上的第一个脚印 （图 7-3）。18 分钟后， 航天员奥尔德林 （图 7-4）也踏上月面，他们在月 面上共停留了 21 小时 36 分，其中在月面上行走和 活动 2 小时 21 分。活动结束后，阿姆斯特朗和奥尔 德林乘上登月舱飞离月面，升入月球轨道，与指令 舱会合对接。3 名航天员同乘指令舱返回地球，在 太平洋溅落。整个飞行历时 8 天 3 小时 18 分，完成 了一次历史性的创举。至 1972 年为止，“阿波罗” 飞船共实现 6 次载人登月飞行，共有 18 名航天员参 加登月飞行，其中 12 名航天员登上月球，在月面上 开展了一系列