第12章 那些璀璨的空间站(1)

1971年4月19日，前苏联发射了第一座空间站“礼炮1”号，从此载人太空飞行进入一个新的阶段。到目前为止，全世界已发射了9个空间站。其中前苏联共发射8座，美国发射1座。

空间站又称航天站、太空站、轨道站，是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。空间站分为单一式和组合式两种。单一式空间站可由航天运载器一次发射入轨，组合式空间站则由航天运载器分批将组件送入轨道，在太空组装而成。其结构特点是体积比较大，在轨道飞行时间较长，有多种功能，能开展的太空科研项目也多而广。空间站的基本组成是以一个载人生活舱为主体，再加上有不同用途的舱段，如工作实验舱、科学仪器舱等。空间站外部必须装有太阳能电池板和对接舱口，以保证站内电能供应和实现与其他航天器的对接。

从1971到2011年四十年弹指一挥间，尽管有失误甚至失败，但空间站走过的这四十年仍然是辉煌的。让我们回眸一一细数那些曾经璀璨的空间站。

那些璀璨的空间站由“礼炮”到“和平”

据史料记载，前苏联创造了多个人类登天的“第一”神话。简单罗列如下：

1957年，前苏联成功发射了世界上第一颗人造地球卫星。

1957年，前苏联将第一个太空动物——小狗“莱伊卡”送入轨道。

1959年，前苏联“月球2”号成功升空，成为首次飞到月球表面的航天器。

1961年4月12日，前苏联宇航员加加林乘“东方1”号飞船升空，历时108分钟，首次代表人类进入太空。

1963年6月16日，前苏联女科学家捷列什科娃乘“东方6”号飞船升空，成为人类第一位登天的女英雄。

1965年3月18日，前苏联宇航员列昂诺夫走出“上升2”号飞船，离船5米，停留12分钟，首次实现人类航天史上的太空行走。

1970年12月15日，前苏联“金星7”号探测器首次在金星上着陆。

1971年4月，前苏联“礼炮1”号空间站发射升空，是人类第一个成功发射的空间站。

1971年12月2日，前苏联“火星3”号探测器在火星表面着陆。

1982年4月，前苏联成功发射第二代空间站——“礼炮7”号。

1984年7月25日，前苏联女宇航员萨维茨卡娅在太空走出“礼炮1”号空间站，是第一个在太空行走的“天仙女”。

1986年2月20日，前苏联发射“和平”号空间站。

前苏联为何重点发展空间站

前苏联之所以重点发展空间站，一方面由于空间站的出现是航天技术发展和航天活动的效益直接促成的。20世纪50~60年代，人造卫星和载人飞船先于空间站出现。但从长远来看，人造卫星和载人飞船只能够满足探索太空的暂时需要，而人类未来的太空科学活动必须有更为先进的航天技术产物上天作业。人造卫星和载人飞船各有不足，人造卫星规模太小，载人飞船不能长期飞行，这就需要有新型航天器来改善这些局限，空间站则成为美、苏两大航天强国的发展目标。随着航天技术的深入发展，人们开发太空资源的迫切愿望，以及美、苏之间的竞赛，都促成了空间站计划的实行。

另一方面，前苏联在20世纪60年代末开始把空间站作为未来航天计划发展的核心。此时，美国把重点放在了航天飞机上。而前苏联人则认为，只有空间站才能在轨道上长期停留，使人类可以在轨道上长期工作，这样才能更加充分利用空间资源，将太空探索向深远发展。为了人类的长远目标，比如太空旅行、太空移民等等，空间站是未来梦想的基础。

基于此，前苏联在20世纪60年代以后，着重空间站技术的研究。此后他们先后成功发射的三代空间站就是最好的研究成果，成为至今无人企及的航天成就。

前苏联第一代空间站——“礼炮1”号至“礼炮5”号

1971年4月19日，前苏联“礼炮1”号空间站发射升空。巨大的“质子”号运载火箭将第一个空间站“礼炮1”号发射上天，运行轨道为近地点200千米，远地点222千米，倾角516度，运行周期885分。

它成为世界上第一个绕地球长期飞行的空间站，这标志着人类进入太空的新阶段的开始。人类的航天活动已经从规模小、飞行时间短的载人飞船进入到规模较大、飞行时间较长的空间应用探索与试验阶段。由于是第一次飞上太空的空间站，所以“礼炮1”号带有试验性质。它也是本着简单性、通用性、渐改性的原则而设计，这样可以缩短研制时间，降低风险，挖掘潜力，为以后空间站技术的发展奠定了基础。

“礼炮1”号全长125米，最大直径415米，总重185吨，由3个不同直径的圆柱形舱段构成，即对接过渡舱、工作舱和设备舱。

空间站前端比较细的部分就是对接过渡舱。舱段长3米，直径2米，里面主要装载仪器设备如天文物理望远镜、交会对接设备、交会雷达、光学瞄准仪、电视摄像机、温控系统、陨石探测器、仪表板、燃料泵；外面装有对接天线、姿态传感器、指示灯等。但是它更重要的是起对接作用，在它的前端有一个对接口，可以与其他飞行器进行对接，使得宇航员或是其他飞船运来的物资可以进入空间站。

处在中间的部分就是工作舱。整个工作舱的长度为9米，小舱直径29米，称为第一工作舱；大舱直径415米，长41米，为第二工作舱。在两个工作舱之间有一个长12米的连接锥体。工作舱是空间站体积最大、作用最重大的舱段。因为这里不仅有大量设备，更是宇航员工作、生活的地方。由于人是空间站正常运作的保证，所以这里是人类在太空工作的第一个控制中心。

第一工作舱。在第一工作舱内有主工作台和控制仪表，用于控制空间站的各种工作和动作。这里也是宇航员的生活舱，舱内有餐桌、饮水箱、食物加热器等必需品，保证了宇航员在太空的吃饭需要，是太空中的“餐厅”。在舱外还有一对像蜻蜓翅膀一样的太阳能电池帆板，它主要的任务是给空间站的各个部分供电。

第二工作舱。在第二工作舱内主要安放科学探测仪器，如X射线望远镜、4块仪表板、陀螺控制系统等。工作舱的上部还备有一个寝室，里面备有睡眠袋。在这个舱内的工作台后面有一个太空体育场，供宇航员进行身体锻炼。所以这里也是宇航员的居住舱和运动舱。舱外有真空防热层，内部为密封工作舱，可以预防微流星的撞击。

看起来工作舱好像很简单，除了一些设备，那里也像我们地球上的房子一样，有餐厅、卧室、健身房等。实际上，这里的一切都是经过反复研究设计的结果，每一样都极为讲究、严格。因为在离地球数百千米的空间，是一个高真空、微重力、高洁净的环境，辐射非常强烈。宇航员在这种环境下生活，会有常人想象不到的麻烦，甚至是致命的危害。比如：空间强辐射和失重会对人体机能产生各种影响，体内液体可能向上体转移，体内血量减少，骨质的矿物质流失，致使骨质强度降低、肌肉萎缩等等。所以，在第一舱，仪器设备都是有规律地安放在仪器设备架上，可以像抽屉一样，不但拆装、检修方便，而且使舱体中间部分有较大的空间供宇航员活动；第一舱还有多种多样的加工食品的器具，可以做出可口的食品，以保证宇航员的营养、健康。在第二舱有各式的健身器（如跑步机、拉力器、自行车运动器等），使得宇航员可进行活动锻炼，保证良好的身体素质。总之，空间站的一切设计都尽量合理、科学，为人类在太空创造良好的工作环境和生存条件。

空间站最后边的部分是设备舱。设备舱直径与第二工作舱相同，为22米，长37米。这是一个不密封的舱段，在内部装有轨道修正发动机和姿态控制发动机组，以及燃料储箱、离子传感器。在舱的外部还装有用于交会对接的雷达天线和电视摄像机。

虽然“礼炮1”号空间站主要带有试验性质，但空间站技术比载人飞船要复杂得多。由于开始经验的不足，“礼炮1”号的航行并不是一帆风顺。

空间站设有跑步机

“礼炮1”号空间站在发射时不载人。1971年4月23日，前苏联宇航员弗拉基米尔·沙塔诺夫、阿力克塞·叶利谢耶夫和尼古拉·鲁卡维什尼克夫乘坐“联盟10”号飞船与“礼炮1”号成功对接，但由于机械故障，未能进入空间站，实际上只进行了一次对接试验。1971年6月初，“联盟11”号飞船再次飞向太空与“礼炮1”号空间站进行对接，对接进行得很成功，“联盟11”号的3名宇航员进入了空间站，在里边工作了3个星期。他们检查了空间站各系统的工作情况，同时进行了医学试验，进行了对天文和大气的观察试验，还有无土栽培植物的技术试验等，取得了可喜的研究成果。但不幸的是，当他们于6月29日再次返回飞船，并且成功地与空间站分离，在返回地球的途中，快到地面的时候，飞船的返回舱突然发生漏气故障，由于舱内氧气泄漏，宇航员又没有穿宇航服，结果3名宇航员因缺氧而窒息遇难。这起重大事故使人们认识到飞船安全可靠性的重要，“联盟”号飞船被进行重大修改，“礼炮1”号的使命也随之结束。

“礼炮1”号空间站于1971年4月19日发射，10月11日结束飞行，在轨共飞行了175天。其间虽有不足，但它的飞行基本上是成功的。它毕竟是人类第一个空间站，由它而得的经验教训、太空科研成果对日后有着不可估量的价值，它使人类与梦想更加靠近，是人类征服太空的重要一步。

“礼炮1”号之后，前苏联又先后发射了“礼炮2”号至“礼炮5”号，构成了第一代空间站。

1973年4月3日，“礼炮2”号发射升空（运行55天后因失控坠毁）。

1974年6月24日，“礼炮3”号升空。

1974年12月26日，“礼炮4”号成功发射（飞行768天后于1977年坠毁）。

1976年6月22日，“礼炮5”号升空（共飞行412天）。

1971年“联盟”号事故之后的几年是前苏联航天史上的暗淡期。“礼炮2”号失控爆炸，“礼炮3”号至“礼炮5”号外形基本相同，结构有一定局限性，对接成功率低。虽然这一阶段频繁发射空间站，但是接二连三的故障使得这一代空间站成就并不十分显赫。

通过上述5个试验性空间站的建造与运行，宇航员们不仅做了大量试验，而且创造了在轨63天的纪录，其自身作为试验对象为人在空间的长期工作和生活提供了宝贵的验证机会。这些成绩使前苏联朝着建造永久性载人空间站的目标迈出了重要一步。

到“礼炮5”号为止，第一代空间站的研制和试验任务就算告一段落。第一代的空间站还不算成熟，出现的事故比较多，而且飞行的时间也比较短，航天技术的发展需要一个循序渐进的过程，尤其像空间站这样大型而复杂的载人空间飞行器，必须从失败和挫折中吸取经验和教训，不断改进创新，才能逐渐向成熟的方向发展。

前苏联第二代空间站——“礼炮6”号与“礼炮7”号空间站

前苏联的第一个实用型空间站是1977年9月29日发射的“礼炮6”号，它有两个对接口，可同时与两艘飞船对接，组成轨道联合体。如果把前5艘“礼炮”号太空站算作前苏联轨道站的低级形式的话，那么“礼炮6”号太空站就可以看作这一代太空站的改进型。“礼炮6”号是在载人或不载人的情况下供科学考察和实验用的太空站的主体部分，它可以同时和载人或不载人的两艘飞船对接，组成一个飞船复合体。

“礼炮6”号太空站由过渡舱、工作舱、中间室这3个密封压力舱，和装科学实验仪器的仪器舱及两个非密封舱组成。它和以往“礼炮”号太空站的不同之处主要表现在下列几点：

它有两个对接部件，加强了太空站的生命力和机动性能。它可以同时对接两艘飞船；万一一个对接口装置出故障，另一个对接口还能使用。

另外，有些空间实验工作需要多一些人参加，能有两艘飞船对接，工作的宇航员就能达到4~6人。

“礼炮6”号太空站的发动机装置能接受空中加油是一项重大的改进。

前苏联在“礼炮”号太空站上装置了变轨发动机，作轨道定向用。在需要的时候，也可以改变太空站的轨道高度，从而大大延长太空站的寿命。但是发动机必须要补充燃料，而补充高度挥发和腐蚀的肼和四氧化二氮这样的火箭燃料，即使是在地面上也是十分危险的。1978年1月20日，前苏联发射了自动货运飞船“进步1”号。22日莫斯科时间13点12分，“进步1”号靠上了“礼炮6”号，顺利地完成了太空加油任务。前苏联科学家对“礼炮6”号太空站发动机的改进以及完成太空加油，被认为是一件很了不起事情。由于这项改进，以及有效载荷达2300千克（1300千克物资及1000千克燃料）的“进步”号货运飞船的试验成功，太空站有了可靠的后勤保障。

“礼炮”号太空站的第三个改进是添置了许多新的器材和设备，可以保障宇航员走出太空站，直接进行操作和修理工作。此外，这个太空站对宇航员的生活环境和工作条件也作了一些改善。依靠“进步”号货运飞船，太空站宇航员可以比较舒适地长期生活在宇宙空间里。