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西雅图飞行博物馆Museum of Flight 漫步之三:美苏的航天器

众所周知,美苏的太空竞争源于冷战时代。太空探测成为了冷战的前沿,太空的成就是鼓吹一个国家的科学威力和军事潜能的最高手段,仿佛谁是太空的胜利者,谁就可以从太空向地球上的任一角落发射原子弹,致对方于死地。实际上,到目前为止,60年来的太空研究,全部(至少在表面上看)是用于造福于人类,从气象卫星到通迅卫星,再到各式太空研究的生物和医药。而从未有过什么“星球大战”。问一问周围公司的五、六十年代出生的同事,全部是当年从电视中看过“阿波罗“登月。十来岁的孩子,甚至晚上兴奋得不睡觉来等待登月的一刻。四十年之后谈论此事时,仍栩栩如生。“阿波罗“登月,造就了今天美国航空、航天的专家,造就了一批为此而工作和献身、并乐而不疲的“脊梁”。
 
在西雅图飞行博物馆里,有一些60年代美苏在太空竞争的实物。此文以此为背景,讲一点当年美苏的太空器。
 
一、苏联世界第一颗人造卫星
 
 
前苏联的有世界上第一颗人造卫星,斯普特尼克1号,Sputnik 1。在俄文中Sputnik的最原始的意思是旅行者,后来延申到卫星的意思。此卫星直径仅半米,重50公斤,象一个大号的铸铁篮球。首飞于1957年10月4日。尽管今天的Space X一次可以送上百颗卫星上天,当时这个“大篮球”可是第一个在地球外面飞行的人造物体,是一件很了不起的事。照片1. 苏联-1 人造卫星Sputnik 1 (斯普特尼克1号)。
 
二、苏联第一次载人太空飞行
 
 
苏联又领先了。1961年4月12日,苏联宇航员伽伽林第一个进入太空轨道的人。在此之前,苏联小狗“莱伊卡”成为了第一只进入太空的动物。接着,苏联宇航员又拔得了离地球作空间旅行的头筹。1961年4月12日,伽伽林成为了第一个摆脱地心引力的人,他成功了。在宇宙飞船“东方一号”(重4.7顿)上,伽伽林是第一个从地球以外来观看地球的人。他看到的地球确实是圆的,证明了古希腊哲人们柏拉图、亚里士多德等几千年来的推论是对的,,可谓“眼见为实”。地球表面上大部分地方是水,蓝色的,看上去真是漂亮。
 
尤里-阿列克赛维奇-伽伽林,这位苏联上校(生于1934年3月4月,殁于1968年3月27日)出生在离莫斯科200公里的一个小镇上。他的父亲是个木匠。他本人是集体农庄的一员。后来他参加了苏联空军,成为一名战斗机驾驶员。他被选拔为第一批宇航员受训。经过两年十分保密状态之下的训练,1961年4月12日,伽伽林登上了宇宙飞船“东方一号”。火箭发动机点火后,他发出“起飞”的喊声。伽伽林用了108分钟,绕地球一周。这艘宇宙飞船在离地180至327公里的轨道上,以每小时27400千米的速度飞行。飞行过程全部由地面站控制。飞船当天在苏联土地上回收了。伽伽林的安全返回,打消了人们害怕宇航飞行致命的担心。同时也给美国人的自信心以沉重的打击。伽伽林是全世界的名人。苏联政府让他到世界各地去露面。鼓励他讲太空经验。月球上有一座环型山以他的名字命名了。名画家毕加索为他画了像。可以肯定,伽伽林将永远是苏联的英雄。伽伽林34岁去世,当时他驾驶的是米格15战斗机,在莫斯科附近失事。
 
这儿有二件事值得仔细讲一讲。一是因为这是第一次人类进入太空,也就是人类第一次在失重的情况下活动。没有先例知道人类在失重的情况下是否还能够清醒地操作飞船的工作。所以“东方一号”的操纵是完全由地面操作的,控制系统是事先被锁住的(宇航员可以解锁),以防万一宇航员在失重的情况下无法操作。二是“东方一号”着落地点是在陆地,而不是美国的海面降落。同时因为防热层过厚,使得降落舱的重量远重于美国的太空船“水星号”。所以加加林的降落舱离地面7000米的地方,就和轨道飞行器分开,单独用一个降落伞安全降落的。而轨道飞行器是在2500米的位置打开降落伞的。照片2、3、4. 加加林的“东方一号”。
 
美国的航天
 
在美国的一部很有名的影片“太空先锋”(Right Stuff,1983年),对太空有兴趣的人,可以看一看。影片中提到苏联的载人太空飞行大大地震撼了白宫。1961年5月25日美国总统肯尼迪在一次特别的联合会议上说:“我相信我们这个国家应该自我超越,在本世纪内完成人类登上月球,然后安全返回地面,没有哪个计划比这个更能给人以深刻印象的了。在长期开发空间的事业中,这是最重要的一件,也是最难、最耗资的一件事。”
 
三、“水星”计划Mercury: 美国的第一个探测太空计划
 
 
美国航空航天总署NASA在1958年启动了第一个探测太空计划。即“水星计划”,这是美国的第一个载人的探测太空计划。主承包商是“洛克威尔国际公司(Rockwell International)”该公司原名北美公司,是第二次世界大战中生产著名P-51“野马式”战斗机的厂家。1996年波音公司购买了该公司的两个航空分公司,所以也可以说是波音公司早期的成就。从1961年直至1963年,“水星”计划共进行了六次载人飞行。第一次飞行是1962年的2月,比俄国人晚了十个月。“水星”总长约2.9米,最大直径1.8米,重约1.3至1.8吨。“水星”计划的主要目的就是把人送上环月球的飞行轨道上去,考察失重对人体及工作能力的影响,以及人对超重的忍耐力,考察人在空间活动的能力。同时试验各系统的性能。飞船座舱可乘坐1名宇航员,设计最长飞行时间为两天。飞船依靠制动火箭返回大气层,下降到一定高度时利用降落伞溅落在海面。
 
第二个探测太空计划叫Gemini“双子星”。和“水星”计划相比,它的最大先进之处,在于它本身带有动力,而”水星计划”则基本上没有。1张照片。
 
四、阿波罗计划Apollo太空飞船: 人类登月
 
 
20世纪60年代美国最为辉煌的成就莫过于“阿波罗”载人登月飞行。60年代初,美国航空航天总署NASA提出了“阿波罗飞船登月计划”。经过8年的艰苦努力,连续发射10艘不载人的“阿波罗”飞船之后,终于在 1969年7月16日发射成功了载人登月的“阿波罗11号”飞船。宇航员内尔-阿姆斯特朗(Neil Armstrong)生于1930年,1955年毕业于普度大学(Purdue University)航空工程系。(噢,我是和他一个大学毕业的)该校的航空系教学楼现以他的名字命名。毕业后的17年间,他当过工程师、试飞员和宇航员,他在加州爱德华空军基地的NASA的试飞研究中心当研究驾驶员,在创新的高速飞机上试飞,包括著名的达到每小时7300千米的试验机X-15,他飞过两百种以上不同型号的飞机,包括喷气飞机、火箭推进的飞机和滑翔机。1988年5月,阿姆斯特朗在访问中国讲演的开场白中,“人类第一位梦想飞向月球的是谁?是中国古代的一位美丽姑娘。人类第一个登上月球的是谁?是一位美国人。那个美丽的中国姑娘就是嫦娥,那个美国人就是我。我向月球跨了一小步,人类向前跨了一大步。”
 
1962年阿姆斯特朗被调到航天部门,他被派担任“双子座”(Gemini)项目飞行的机长。他先是完成了两个飞行器在空中的对接。然后任“阿波罗11号”的机长,做第一次尝试在月球上降陆。1969年7月20日,经过3天6小时45分钟的飞行,“阿波罗11号”到达了月球。机长阿姆斯特朗和另一位名叫艾德文-阿尔德林(Edwin Alderin)的宇航员,乘坐登月舱,成功地在月球上着陆了。他成为踏上月球的第一人。船长阿姆斯特朗首先走上舱门平台,面对陌生的月球世界凝视几分钟后,挪动右脚,一步三停地爬下扶梯。5米高的9级台阶,他整整花了3分钟!随后,他的左脚小心翼翼地触及月面,而右脚仍然停留在台阶上。当他发现左脚陷入月面很少时,才鼓起勇气将右脚踏上月球表面。这时的阿姆斯特朗感慨万千,他说了一句永至不忘的话:“对一个人来说这是一小步,但对人类来说,却是一个飞跃!”18分钟后,宇航员奥尔德林也踏上月面,他俩穿着宇航服在月面上幽灵似的“游动”、跳跃,拍摄月面景色、收集月球的岩石和土壤、安装仪器、进行实验和向地面控制中心发回探测信息,他和奥尔德林在月球表面上探索了2个小时31分钟。月球上表面温度最高可达+123ºC,最低是-233ºC。
 
活动结束后,携带了21公斤半的月球样本,阿姆斯特朗和奥尔德林乘上登月舱飞离月球表面,升入月球轨道, 与由科林斯驾驶的、在月球轨道上等候的指挥舱会合对接。3名宇航员共乘指挥舱返回地球,在太平洋溅落。 整个飞行历时8天3小时18分钟。 时间虽然短暂,却是一次历史性的壮举。
 
当年“阿波罗” 飞船登月,一共发射了七次。从“阿波罗11号”到“阿波罗17号”。其中“阿波罗13号”因服务舱氧气箱爆炸故障,未能登月。但是得以安全返回地面,这就是电影““阿波罗13号”,由奥斯卡影帝汤姆-汉克主演。其中有一句著名的话, “休斯敦,我们有一个麻烦了”,Houston, we have a problem。每次“阿波罗”和航天飞机发射之后的地面指挥中心都是在休斯敦。这句话,就是在宇航员发现问题之后,向地面报告时所用。至今在美国航空界广为流行,同事之间一有难事,就说:“休斯敦,我们有一个麻烦了”。
 
“阿波罗”飞船由指令舱、服务舱和登月舱三部分组成,每次可载三名宇航员,两个人登月。一人留在指挥舱。“阿波罗”的登月舱约重16.5吨,指挥舱约重30吨。登月飞行结束后,返回地球的只有指令舱和三名宇航员。指挥舱呈圆锥形,高3.23米,底面直径 3.1米,像一辆“面包”旅行汽车大小,发射重量约 5.9吨,返回地面时要丢弃辅助降落伞等物,这时重量只有 5.3吨。服务舱附着在指令舱的下端,呈圆筒形,直径3.9米,高7.37米,舱重5.2吨,装上燃料和设备后共重25吨。登月舱接于服务舱下面第三级火箭顶部的金属罩内,它分为下降段和上升段两部分,总长6.79米,四只底脚延伸时直径为9.45米,重4.1吨,如果包括燃料则重 14.7吨。这是一张当年“阿波罗15号”的实物照片,是从西雅图的飞行博物馆所拍摄。另一张照片是本人20多年前在NASA60年代训练宇航员的基地时的留影。读者可以比较大小。此 “阿波罗”训练舱,和实物是一比一。在这样大小的“房子”里,“住”上一个星期,我想一定不会很舒服。
 
五、空间站Space Station
 
 
西雅图飞行博物馆有一段空间站的模型。但是实在没有什么可讲的,因为外观无奇。所以就有一张照片,显示内部的大小。从照片上看,高度大概在2.5米左右,宽度4米左右。长度当时的感觉应该在10米以上。



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