文/ 小火箭

尼莫點(diǎn)附近海域及其上空接納的首個(gè)人類(lèi)空間站就是“禮炮1號(hào)”。

1961年4月12日，莫斯科時(shí)間上午9時(shí)零7分，加加林乘坐東方1號(hào)宇宙飛船從拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng)起飛，在遠(yuǎn)地點(diǎn)為301公里的軌道上繞地球一周，歷時(shí)1小時(shí)48分鐘，于上午10時(shí)55分安全返回，降落在薩拉托夫州斯梅洛夫卡村地區(qū)，完成了世界上首次載人宇宙飛行，實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)進(jìn)入太空的愿望。

1969年發(fā)射的“阿波羅11號(hào)”則是美國(guó)宇航局的阿波羅計(jì)劃中的第5次載人任務(wù)，是人類(lèi)的第1次登月任務(wù)?！鞍⒉_11號(hào)”任務(wù)歷時(shí)8天13小時(shí)18分35秒，繞行月球30周，在月球表面停留了21小時(shí)36分20秒。航天員阿姆斯特朗與奧爾德林成為了第一批踏上月球的人類(lèi)。

蘇聯(lián)第一個(gè)將人類(lèi)送上了太空，美國(guó)第一個(gè)將人類(lèi)送上了月球。在日益白熱化的太空技術(shù)的競(jìng)賽中，兩個(gè)國(guó)家都為了能夠獲得更多的第一而殫精竭慮。但是，一個(gè)充滿了浪漫主義的設(shè)想開(kāi)始逐漸成形，那就是讓人類(lèi)盡可能長(zhǎng)久地在太空中生活下去。

▲ 禮炮六號(hào)空間站和聯(lián)盟號(hào)飛船以及進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船對(duì)接飛行

開(kāi)啟空間站時(shí)代

就像魚(yú)類(lèi)離開(kāi)了海洋就要開(kāi)啟一個(gè)由新一代的物種主宰地球陸地表面的時(shí)代一樣，加加林在太空中飛行的108分鐘早已點(diǎn)燃了人類(lèi)向太空進(jìn)發(fā)的激情。但是，對(duì)于星際旅行而言，以分鐘或小時(shí)計(jì)的太空停留時(shí)間是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。人類(lèi)應(yīng)該盡早掌握在太空中長(zhǎng)期生存和依賴(lài)太空環(huán)境進(jìn)行生產(chǎn)和生活的技術(shù)。這樣，人類(lèi)才能夠飛往在仰望星空時(shí)凝視的那些遙遠(yuǎn)星球。在這樣的背景下，禮炮號(hào)空間站計(jì)劃開(kāi)始付諸實(shí)施了。

“禮炮”計(jì)劃是由蘇聯(lián)發(fā)起的人類(lèi)第一個(gè)空間站計(jì)劃。當(dāng)時(shí)準(zhǔn)備從1971年到1986年這15年間發(fā)射一系列共9個(gè)單模塊空間站。這些空間站包括6個(gè)科研實(shí)驗(yàn)空間站和3個(gè)軍事偵察空間站，后來(lái)又推出了高度機(jī)密的“阿爾馬茲”計(jì)劃?！岸Y炮”計(jì)劃打破了多個(gè)航天紀(jì)錄，其中包括幾個(gè)在太空?qǐng)?zhí)行任務(wù)的時(shí)間紀(jì)錄和航天員第一次從一個(gè)飛船轉(zhuǎn)移到另一個(gè)飛船的紀(jì)錄。

與美國(guó)追求跨越式發(fā)展的方式不同，蘇聯(lián)的禮炮系列空間站從計(jì)劃伊始就準(zhǔn)備走循序漸進(jìn)的路數(shù)。畢竟有關(guān)在太空中長(zhǎng)時(shí)間停留對(duì)人體的影響和相關(guān)的生命保障系統(tǒng)能否長(zhǎng)時(shí)間可靠工作的研究還沒(méi)有先例可循。禮炮1號(hào)至禮炮5號(hào)空間站是該計(jì)劃中的第一代空間站。之后的禮炮6號(hào)和禮炮7號(hào)再根據(jù)第一代空間站的經(jīng)驗(yàn)實(shí)施改進(jìn)。然后，就可以用搭積木的方式建設(shè)大規(guī)模的軌道空間站了。

1971年4月19日，滿載眾人期望的“禮炮1號(hào)”由質(zhì)子號(hào)火箭發(fā)射升空，開(kāi)啟了人類(lèi)探索太空的空間站時(shí)代。

“禮炮1號(hào)”什么樣

“禮炮1號(hào)”由軌道艙、服務(wù)艙和對(duì)接艙三個(gè)主要艙段組成，總長(zhǎng)約12.5米，最大直徑4米，總質(zhì)量18.5噸。為了實(shí)現(xiàn)太空對(duì)接和載人運(yùn)輸，禮炮1號(hào)空間站設(shè)有一個(gè)飛船對(duì)接口。（后期的禮炮號(hào)空間站設(shè)有一前一后兩個(gè)對(duì)接口，分別用來(lái)對(duì)接聯(lián)盟號(hào)載人飛船和進(jìn)步號(hào)無(wú)人貨運(yùn)飛船。）

該空間站的設(shè)計(jì)圍繞著對(duì)地觀測(cè)和太空實(shí)驗(yàn)兩大核心任務(wù)進(jìn)行。在預(yù)期的載人飛行任務(wù)中，有60%的任務(wù)時(shí)長(zhǎng)用在了對(duì)地觀測(cè)上。任務(wù)載荷設(shè)計(jì)師給“禮炮1號(hào)”配備了光學(xué)探測(cè)設(shè)備和遙感裝置。在“禮炮1號(hào)”繞地球飛行的過(guò)程中，這些設(shè)備能夠拍攝大量的照片。人們期望這些照片能夠提供有關(guān)大氣、海洋和陸地植被的詳細(xì)信息。

在第一批航天員進(jìn)駐空間站之前，就已經(jīng)有火災(zāi)預(yù)警、森林監(jiān)測(cè)、糧食估產(chǎn)等目標(biāo)任務(wù)送到了“禮炮1號(hào)”的項(xiàng)目組那里。因此，可以說(shuō)人們一開(kāi)始對(duì)空間站的期望是很高的，根本沒(méi)有過(guò)多考慮任務(wù)本身的風(fēng)險(xiǎn)性，而是早早地就把空間站在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用準(zhǔn)備工作做好了。而太空實(shí)驗(yàn)的任務(wù)則給空間站引入了有關(guān)微重力試驗(yàn)、植物培養(yǎng)、太空醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的儀器設(shè)備。

▲ 在太空中運(yùn)行的蘇聯(lián)禮炮7號(hào)空間站

所有這些用于觀測(cè)和試驗(yàn)的設(shè)備將要與3名航天員共享85立方米的艙內(nèi)空間，而且要在太空中停留盡量長(zhǎng)的時(shí)間。這在當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平下，無(wú)疑是一個(gè)大膽的設(shè)計(jì)理念。而為了萬(wàn)無(wú)一失地完成任務(wù)，“禮炮”1號(hào)的設(shè)計(jì)師們做了很多創(chuàng)新。筆者認(rèn)為，當(dāng)時(shí)的禮炮號(hào)空間站的設(shè)計(jì)理念的精髓在于：設(shè)計(jì)師們認(rèn)識(shí)到從空間站站內(nèi)布局本身的設(shè)計(jì)上來(lái)避免失誤，要比培訓(xùn)航天員進(jìn)行失誤率較少的操作更為重要。

于是，太空中最早的區(qū)塊化控制設(shè)備的設(shè)計(jì)理念得到了大量應(yīng)用。在禮炮1號(hào)空間站內(nèi)，主要的活動(dòng)區(qū)域分為3段：對(duì)接艙、小直徑軌道艙和大直徑軌道艙。對(duì)接艙內(nèi)主要設(shè)置一些對(duì)突然失壓和溫度波動(dòng)不敏感的設(shè)備。對(duì)接艙的一側(cè)安裝有著名的獵戶(hù)座望遠(yuǎn)鏡的控制設(shè)備。對(duì)接艙與軌道艙的連接處則放置著用于太空醫(yī)學(xué)研究的設(shè)備。經(jīng)過(guò)巧妙的設(shè)計(jì)，這些設(shè)備不會(huì)阻礙將來(lái)由聯(lián)盟飛船運(yùn)送來(lái)的航天員的進(jìn)出。

聯(lián)盟號(hào)飛船與禮炮空間站“聯(lián)姻”

1971年4月23日，蘇聯(lián)發(fā)射了載有3名航天員的聯(lián)盟10號(hào)飛船。在太空中孤零零地運(yùn)行了4天的禮炮1號(hào)空間站終于迎來(lái)了第一批航天員“房客”。

聯(lián)盟10號(hào)飛船在太空中精確入軌，奔向了在近地點(diǎn)200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)222公里，傾角為51.6°的軌道上等待他們的“禮炮1號(hào)”。在經(jīng)過(guò)24小時(shí)的變軌調(diào)姿操作之后，聯(lián)盟10號(hào)飛船與禮炮1號(hào)空間站成功對(duì)接！歡呼后的航天員檢查了對(duì)接口的情況，確認(rèn)已緊密聯(lián)接后，準(zhǔn)備進(jìn)入“禮炮1號(hào)”。但是，他們卻怎么也打不開(kāi)艙門(mén)。在用了各種方法之后，“聯(lián)盟10號(hào)”的3名航天員沒(méi)轍了，只好就這樣保持著對(duì)接狀態(tài)眼巴巴地看著近在咫尺的“禮炮1號(hào)”，體驗(yàn)著“小扣柴扉久不開(kāi)”的意境。5個(gè)半小時(shí)后，他們悻悻然地奉命搭乘返回艙回到了地面。

1971年6月6日，聯(lián)盟11號(hào)飛船載3名航天員在拜科努爾發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空，第二天與禮炮1號(hào)空間站成功對(duì)接。3名航天員依次進(jìn)入了“禮炮1號(hào)”。經(jīng)驗(yàn)豐富又風(fēng)趣幽默的指令長(zhǎng)格奧爾基·多勃羅沃利斯基驚嘆道：“這么大的空間！簡(jiǎn)直是一眼望不到邊啊！”他駕駛著禮炮1號(hào)空間站漂亮地完成了一系列變軌動(dòng)作，將空間站的軌道高度提升為近地點(diǎn)259公里，遠(yuǎn)地點(diǎn)282公里。帕查耶夫和沃爾科夫合作進(jìn)行了大量空間實(shí)驗(yàn)。帕查耶夫操縱獵戶(hù)座望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了太空觀測(cè)，使他成為了第一個(gè)在太空中使用望遠(yuǎn)鏡的人。

▲ 禮炮7號(hào)空間站內(nèi)部

在23天的太空生活中，3名航天員對(duì)空間站的設(shè)計(jì)贊不絕口，但是也提出了很多寶貴意見(jiàn)，包括吸塵器的具體設(shè)計(jì)和熨斗面板的高度設(shè)置等細(xì)節(jié)。太空觀測(cè)的結(jié)果鼓舞了“禮炮”計(jì)劃的整個(gè)團(tuán)隊(duì)。

實(shí)際上，整個(gè)“禮炮”計(jì)劃僅僅在礦產(chǎn)勘探領(lǐng)域的成功就足以說(shuō)服大家在空間站領(lǐng)域進(jìn)行投資了。有10處稀有金屬礦脈被禮炮號(hào)空間站的遙感系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，另有117處大型石油產(chǎn)區(qū)借助禮炮號(hào)空間站的探測(cè)設(shè)備而確定了位置。而在太空中進(jìn)行的材料學(xué)的研究更是催生了空間微重力材料學(xué)這個(gè)學(xué)科。在微重力環(huán)境中，原本密度差別很大的兩種金屬也能夠融合在一起形成合金。

另外，他們對(duì)通訊時(shí)間方面的事情也有很多建議?！岸Y炮1號(hào)”與地面之間進(jìn)行天地通話的時(shí)候，在每個(gè)90分鐘的軌道周期內(nèi)只能維持20分鐘。這讓他們感到有些苦惱。不過(guò)，當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)用于維持天體通話的設(shè)備只有7個(gè)地面站和12艘遠(yuǎn)洋船，很難保證當(dāng)空間站飛到任何地點(diǎn)上空的時(shí)候都能維持和地面的聯(lián)系。實(shí)際上，只有當(dāng)后來(lái)的中繼衛(wèi)星通信技術(shù)和高增益天線技術(shù)普及之后，天地通話的時(shí)長(zhǎng)問(wèn)題才得到了根本性的解決。

“禮炮1號(hào)”墜落南太平洋

1971年6月29日，聯(lián)盟11號(hào)飛船與禮炮1號(hào)空間站分離。但是，在返回地球的路上，飛船出現(xiàn)了突然失壓的事故，3名航天員全部遇難。失壓發(fā)生后4秒的時(shí)候，指令長(zhǎng)的呼吸次數(shù)便已達(dá)每分鐘48次。后來(lái)，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，在聯(lián)盟號(hào)飛船與“禮炮1號(hào)”分離的過(guò)程中，同時(shí)爆炸的12個(gè)螺栓對(duì)飛船造成了嚴(yán)重沖擊，使得飛船提前打開(kāi)了排氣閥門(mén)。在此之后，聯(lián)盟號(hào)飛船在很長(zhǎng)一段時(shí)間里都改為2人組乘員，并且規(guī)定航天員在飛船上升和返回全程一直穿著航天服。另外，聯(lián)盟號(hào)飛船和禮炮號(hào)空間站增設(shè)了緊急加壓設(shè)備，以應(yīng)對(duì)突發(fā)的失壓事故。

1971年7月9日，對(duì)聯(lián)盟11號(hào)飛船的事故調(diào)查的收尾工作還在持續(xù)進(jìn)行中。雖然由曾經(jīng)代表全人類(lèi)實(shí)現(xiàn)了第一次太空行走的列昂諾夫帶領(lǐng)的蘇聯(lián)航天員團(tuán)隊(duì)已經(jīng)做好了再次前往禮炮1號(hào)空間站的所有準(zhǔn)備工作，地面支持人員也已經(jīng)為禮炮1號(hào)空間站載人在軌運(yùn)營(yíng)1個(gè)月的新任務(wù)準(zhǔn)備好了充足的氧氣、食物和飲用水，但是，當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)國(guó)家委員會(huì)還是否決了繼續(xù)派航天員進(jìn)駐禮炮1號(hào)空間站的項(xiàng)目。

1971年8月19日，禮炮1號(hào)空間站繼續(xù)報(bào)告一切正常，隨后在地面工程師的控制下，向上抬升了軌道高度，開(kāi)始運(yùn)行在一條近地點(diǎn)290.5公里，遠(yuǎn)地點(diǎn)308.1公里的近圓軌道上。在進(jìn)一步的確切指令到來(lái)之前，禮炮1號(hào)空間站就這樣孤零零地在軌道上運(yùn)行著。不到1個(gè)月后，禮炮1號(hào)空間站再次實(shí)施變軌機(jī)動(dòng)，將軌道降低為近地點(diǎn)224.2公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)262.1公里。

1971年10月10日，蘇聯(lián)耶夫帕托利亞飛控中心里，氣氛凝重。工程師們深知，禮炮1號(hào)空間站大限將至，再也等不來(lái)新的載人任務(wù)了?？傊笓]含淚下達(dá)命令，禮炮1號(hào)空間站進(jìn)行了最后的點(diǎn)火，進(jìn)入可控再入階段。10月11日，南太平洋尼莫點(diǎn)上空迎來(lái)一堆金屬烈焰。這座在軌運(yùn)行了175天，繞行地球轉(zhuǎn)動(dòng)2929圈的人類(lèi)第一座載人空間站就此了卻一生。