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(苏维埃航天)联邦的联盟 联盟号飞船

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虽然东方号和上升号为苏联带来了无上的荣光和部分的科研成果,但随着时间推移,两种飞船的问题也随之暴露出来。其中最明显的缺点就是空间太小,既无法满足航天员的日常生活需求,更无法满足科研仪器的工作环境。太空探索终究是科研项目,科研项目又是给地面的发展提供动力的。为了完成科研试验有需要更长的生命保障时间,而东方号的10天和上升号的3天都远远不足。因此,联盟号首要解决的就是飞船空间和生命保障时间的问题。

其次是苏联的政治野心问题。苏联的“载人三步走”分为:上天、出舱、对接三步。而“太空三步走”又分为:空间站,军事空间站,登月行动。而为了支持“太空三步走”,新飞船就必须拥有对接能力。而这是先前的东方号和上升号都无法做到的。

为了解决以上的问题,苏联又将重担交给了科罗廖夫团队。面对全新的挑战,科罗廖夫率领团队攻坚克难,力求在1967年前将新飞船送入太空。

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为解决滞留时间和飞船空间的问题,新飞船采用了三舱设计【服务舱-返回舱-轨道舱(这种三段式的结构也被我国的神舟号载人飞船使用。)】。同时增加了太阳能电池板,以在其长期在轨期间提供充足电力(让我很疑惑的是联盟号的太阳能电池板设计为固定式,无法对准太阳)同时,通信、生命维持系统也得到了较大改善。

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联盟号飞船的钟形返回舱

新飞船使用了更高的轨道,这使得整个再入系统都要重新设计。返回舱的形状受到了激烈的讨论,因为它的形状直接影响着飞船的再入速度和过载情况。起初,科学家们设想了三种外形方案:分段球形、带梭状物的球形和切开的球形。第一特别设计局第11部门的罗辛小组提出了类似大钟的钝头形设计并且获得采纳,这种形状会增加飞船再入时的阻力,并能避免产生过高的温度和过载。后来联盟号飞船均采用了这种形状的返回舱。

当然苏联科学家也考虑过别的方案,例如在使用弹道式返回和气动返回(航天飞机方案)这一问题就展开了激烈的讨论。讨论的最终结果是大部分苏联科学家认为机翼会带来不必要的重量,同时也会延长火箭的研发时间。而弹道式返回技术已经成熟,而且经过精确射击的“双浸入”式返回(中国也拥有这一技术,俗称“打水漂”)可以有效地将过载降至3~4G。

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起竖状态的联盟FG火箭

对应新飞船,苏联人设计了新火箭。新的载人火箭被命名为联盟号火箭。外形和尺寸基本与上升号火箭相同,但最大的亮点就在于其设计了逃逸装置。虽然先前的载人发射任务并没有遇到火箭在上空过程中爆炸的问题,但为了保证航天员的安全,苏联人还是增加了逃逸系统。事实证明,逃逸系统的设计直接促成了联盟号飞船的高发射成功率,也成功的拯救过航天员的生命。

从现在的数据来看,联盟号是世界上服役时间最长、成功率最高(联盟FG成功了率高达98.52%,全系列火箭同样有着96%的成功率)、发射次数最多(1800余次)、发射系统最成熟的火箭系统。

但这一切背后,却是生命和鲜血换来的教训。

1966年1月14日,这是苏联航天最黑暗的一天。苏联航天领头人科罗廖夫因一次肠道手术并发症而去世。失去了领导人的苏联航天要面对着登月竞赛和载人飞船的双重挑战。而继任者米申,可能并没有做好准备迎接这一切。

值得一提的是联盟号飞船实际上是隶属于登月计划内的,因此它的研发也收到了登月竞赛的干扰。研发时间被压榨,试射次数被阉割,如此这般,便奏响了悲剧的前奏曲。

1966年11月25日升空的“宇宙133”无人飞船就是噩梦的开始。由于高度控制失效,“宇宙133”在发射后不久就失去了控制,最终坠入大气层。为了保密,控制人员不得不引爆了炸药将其炸毁。

紧随其后的联盟7K-OK1号飞船在12月14日准备发射。由于电脑控制故障,其中一台助推器发动机熄火。扑灭火焰后,包括米申在内的多名科学家上前查看情况。但意外再次发生了,逃逸系统发生异动,逃逸塔喷射着火焰将返回舱带离发射塔,发动机的尾焰引燃了第三级的燃料,在2分钟后引起了剧烈的爆炸,造成一人死亡,多人重伤的惨剧。

1967年2月。“宇宙140”并没有像科研人员期待的那样取得成功,而是重蹈了“宇宙133”的覆辙,在返回过程中轨道错误,造成隔热大底被烧穿。但急于求成的苏联高层认为这是“小问题”整个发射过程是“成功的发射”。就拒绝了再次试射无人飞船的要求。

于是,灾难就这样,降临在苏联航天人的头上。

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科马洛夫(左上)坠毁的返回舱(右下)

1967年4月23日载有苏联最优秀航天员弗拉基米尔·科马洛夫的联盟1号升空。这艘飞船自起竖开始起就注定是一场灾难。全船有203处故障,其中在太空中科马洛夫和地面指挥中心共同排除了50多项故障,但仍旧无法挽救这艘飞船。联盟1号在进入太空后便出现了一个又一个问题:左侧太阳能帆板未能自动展开,造成电力供应不足。紧接着,导航系统也开始出现故障。当飞船进入到第13圈时,飞船的自动平衡系统彻底陷入了瘫痪,手动操纵系统也不能完全发挥作用。天线无法展开,紧急返回装置失败,只能在第19圈手动返回。而返回后最致命的问题才暴露出来。由于主伞无法展开,科马洛夫以几百公里每小时的速度重重砸在了地上,坠毁还引爆了返回火箭,赶到的人们只发现了科马洛夫的一根腿骨……

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联盟号返回舱着陆瞬间

自此,苏联载人航天出现了18个月的空窗期。痛定思痛后,苏联人在1967年10月再次试射两艘无人飞船“宇宙186”和“宇宙188”,并成功进行了对接实验。虽然其中一艘因再入偏差而被迫自毁,但总体上任务是成功的。但此时的苏联人决定再次发射无人飞船,1968年4月发射的“宇宙212”和“宇宙213”取得了圆满成功。这样的重复发射充分展现了苏联科研人员严谨的工作态度。

虽然大部分问题已经解决,联盟4号和联盟5号也成功对接。但联盟11号的返回事故再次暴露出问题。由于空间限制,苏联航天员在返回舱内没有穿增压服,这导致泄压事件一旦发生就意味着航天员必死无疑。联盟11号就遇到了这一问题。三名航天员全部不幸遇难,也成为世界上唯一一次航天员在太空中死亡的案例。

联盟号将人员减为两人,在起飞和返回时必须穿在上升2号出舱任务中使用的“金雕”航天服。同时苏联航天部门开始开发“隼”系列舱内航天服。直到轻薄的“隼-T”型舱内航天服服役,联盟号飞船才将人员恢复至三人。

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身穿“隼”舱内航天服的苏联宇航员

经过大改的联盟号飞船从此获得了无与伦比的高可靠性,在此后的发射任务中鲜有失误发生,且再也没有搭上航天员的性命。距今最近的发射失误发生在2018年11月,逃逸系统成功的挽救了航天员的生命。

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转运中的联盟FG火箭

时间慢慢推移,联盟号也并非一成不变。发射的火箭演变为联盟号、联盟U、联盟号U/伊卡尔、联盟号U/弗雷盖特、联盟号FG、联盟号2等10余个型号,而飞船则演变为联盟7K系列、联盟T系列、联盟TMA系列以及最新的联盟MS系列。

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整备中的联盟号飞船

由于俄罗斯联邦航天局开发的“联邦号飞船”还遥遥无期,俄罗斯联邦只能继续发射由苏维埃社会主义共和国联盟留下的联盟号飞船。因此很长一段时间内,我们应该还能看到“联邦的联盟”这一辛酸、幽默、又使人深思的现象。苏联航天永远的走了,但俄罗斯联邦航天局继承了前任的衣钵,他将再次扬起手风琴,继续在太空中奏响那曲“联邦的联盟”。

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在国际空间站上拍摄的联盟号飞船

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