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。如果把前五艘“礼炮号”太空站算作苏联轨道 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。
简介
意义:当时世界上最大的飞行器,1979年2月,苏联二名太空人乘搭太空船到礼炮6号,共生活了175 天,创造了人类连续飞行最长的世界纪录 。
改进
“礼炮 6 号”
太空站由过渡舱、工作舱和中间室这三个密封压力舱,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;万一在一个对接口装置出故障时,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 至 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。
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,从而大大延长了太空站的寿命。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,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。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 公斤(1300 公斤物资及 1000 公斤燃料)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。
任务
“礼炮 6 号”太空站包括有 50 多种仪器的综合考察设备。在这个太空站上,宇航员从事和完成了大量的科学实验项目。其中主要的有:
宇宙摄影
“礼炮 6 号”上装有一个重量为 170 公斤的广角宇宙照相机。 借助这台摄影机宇航员拍摄了数以万计的照片。根据这些照片绘出了曼格什 拉克半岛盐渍化地区图和黑海薄冰区水下地形图,发现了阿尔泰山区早先没 有发现的冰川,帮助校正了正在建设中的贝阿大铁路的某些线路路段,及时 防止了
森林害虫对森林的危害,提供了关于森林、大气、土壤的干旱程度以 及气流方向和速度等资料。依靠这些照片还能发现地下矿藏。
天文学和天体物理学的观察
“礼炮 6 号”上装置了一台 650 公斤的亚 毫米波望远镜,它的主镜头直径就有 1.5 米。有了它,宇航员观察地球和宇 宙的视野大大扩展了。1979 年 6 月 28 日,货运飞船“进步 7 号”又给“礼炮 6 号”太空站又送去了世界上第一个宇宙
射电望远镜。它和安置在苏联克 里米亚的一台直径 70 米的射电望远镜可以进行同步观察。
以往,两架望远镜的间隔距离不能大于地球直径。现在这个距离被突破 了,观察鉴别能力也更强了,这为测量观察银河系、类星体和其他星群提供 了良好的条件。
射电望远镜借助量子加速器,可以测到极微弱的射线,其灵敏度比光学 望远镜强数百乃至数千倍。“礼炮 6 号”上的射电望远镜象一把自动张开的 “雨伞”,但“伞把”由 3 根支柱组成,射线接受器就安装在这上面。射电 望远镜的控制台装在航天站的舱内,直径 10 米的抛物面天线伸出在太空站 外。有了它,不管白天黑夜,不论天气好坏,宇航员都能测到地球表面的各 种气象数据、海洋变化资料等等。
试制新材料
“礼炮 6 号”上的加热电炉是瓶状的,有多种用途。它可 以自控温度和时间,能对所研究的物质加热、保温或冷却。用这种电炉和半 导体晶体炉,可以在失重条件下获得半导体材料的单晶体、金属合金和化合 物。宇航员研究了在地球上无法制造的材料的生产工艺。此外,考虑宇宙工 厂的生产和永久太空站的建设,宇航员还进行了焊接、切割等工艺试验。
植物栽培试验
“礼炮 6 号”太空站上的宇航员在空间培植了郁金香, 宇航员们把郁金香球茎种植在一种能产生人造重力的小离心机里,生长情况 良好。1980 年,“联盟 37 号”飞船的宇航员在太空站工作时,还试着在“太 空温室”里培植兰花,不仅生长良好,而且还开了鲜花。宇航员还进行了小 动物试验,从地面带到太空站的小蝌蚪在空间上下翻滚,似乎不辨方向。这 些都表明,宇宙失重对动、植物生长有一定影响,但通过反复试验是可以找 到合适的生长环境的。
生物医学研究
主要是在进化生物学、遗传学和外层空间生物学方面获得了新的资料。对人体长时期在轨道飞行,历来医学界有不同看法。失重对 人体有很大影响。失重状态下,人的心脏跳动、新陈代谢、人体里氧气的消 耗都比正常情况稍慢。此外,人的骨骼由于不承受身体的负荷,钙盐会减少; 肌肉活动的变少,会使
肌肉萎缩;
血液循环系统的变化会使血液和血浆都减少。
宇航员们反映,由常压状态进入失重状态,有一个适应过程,如要完全 适应轨道站上的生活,一般需两周至一个月的时间。反之,当从失重状态转 回常压状态,同样是一个极不舒服的过程,好像有一种力量把他们的身子往 地面上压,站立行走都不便,也需要再适应。这种再适应过程的长短因人而 异,一般在宇宙中呆的时间越长,再适应的过程也就越困难。无论是美国的 宇航员还是苏联的宇航员,在宇宙航行时,都有“恶心”、“感觉不舒服” 等反应。但一般在闯过飞行 5 天大关后,情况会稍好些。尽管他们普遍有叫 苦现象,但人类在太空逗留的时间都越来越长,从加加林的绕地球 1 圈到季 托夫的绕地球飞行 1 昼夜,纪录不断被打破,现在人类在空间生活的最长时 间已经是 237 天了。
生活
苏联宇航员在“礼炮6 号”太空站上的生活是有规律的,也是比较丰富 多彩的。在宇宙飞行时,白天和黑夜的概念与地面上完全不同。由于“礼炮6号”绕地球一圈是90 多分钟,所以每隔90 分钟就有一个黑夜降临。因此宇航员的作息时间表是根据地球上的生活规律制定的。
吃饭问题
“礼炮 6 号”上的宇航食品已经比较丰富了。专家们把宇航员的饮食的热量提高到3100大卡,这比“礼炮4号”的食物提高了300大卡。宇航员的 食物和地球上已无多大区别。主食面包是由一个专为宇航员服务的专业化面 包房烤制的。为避免咬开时碎屑到处“漂浮”,面包制成方形,每个重4.5 克。每10 个装成一塑料袋,吃时一口一个,放进嘴里再细嚼慢咽。“礼炮 号”上备有约70 种食品供宇航员选用。太空站上的厨房设备,使宇航员们能 吃到美味的热食了,那种只吃装在牙膏状管子里的单调的泥状糊糊食物的日 子是“永别”了。
迄今为止,不管是苏联还是美国,在宇宙空间要像地面一样的煎、炒、 蒸、煮食物,还有待进一步研究解决。
“礼炮6号”太空站的宇航员们在轨道上的日常生活是怎样的呢?每天早上7点,自动装置会唤醒宇航员。他们起床后先从柜中挑选早餐,注入水, 放在
电加热器里。在热早餐的时候,他们用
电动剃须刀刮胡子。这种剃须刀附有一个小匣子,剃下的短须都被吸在这个匣子里。刷牙不用牙刷牙膏,而 是咀嚼一种类似口香糖的胶质橡皮糖,让污垢沾在胶质上达到洁齿的目的。 洗脸用卫生巾,这种卫生巾浸泡有护肤液,用它擦脸擦手即行。把这种卫生 巾和梳子贴在一起,就可以“洗头”。“礼炮6 号”工作舱的中部有活动桌 子,平时靠舱壁,需用时便放下来。桌上有橡皮扣,可扣住加热好的食物。
桌上还有喝水的管子,宇航员饮水进食都在这里。
洗澡问题
在太空站里,宇航员的工作是繁重的,再加上每天2 至2.5 小时的体育锻炼,自然大汗淋漓,但却只能用热卫生巾擦擦身子而已。宇航员每10 天可以洗一次“淋浴”。“浴室”是一个聚乙烯圆筒,圆筒的底座上有固定的橡 胶拖鞋,穿套在这双拖鞋上人就能站稳了。圆筒内的头顶上有莲蓬头,只要一打开水龙头,涓涓细流就会喷在身上。这时用浸透肥皂液的卫生巾擦身, 然后再冲洗干净就行了。不过在打开水龙头之前,宇航员必须塞住鼻子,在 嘴上戴好呼吸器,否则污水就不客气地进去了。在淋浴结束后,必须擦干身 子和“浴室”内壁,然后把它折合起来拴挂在舱顶上。至于洗澡的脏水,则成水雾状从“浴室”底座的地板上的许多小圆孔内进入废物箱,待聚到一定程度排入空间。由于水太珍贵,淋浴规定不得超过15 分钟时间。
排泄问题
太空站的卫生间在工作舱与
对接装置之间,有一个带拉手的橡皮帘子把它隔开。
抽水马桶的一端同一个塑料盒套相连接,粪便解下后吸力会将之吸入塑料盒套内,然后封口进入废物箱内。每解一次,抽水马桶会自动更换一个塑料盒套。至于盛装粪便、污水、吃剩的食物和其他生活垃圾的废物箱,装满后就会弹射入宇宙,在进入大气层时自动烧毁。
卫生打扫
此外,宇航员们在“礼炮 6 号”上每星期要进行一次大扫除,吸尘,更换通风机的过滤器,用潮湿的布巾铺拭座舱舱壁等。这是十分重要的工作, 因为太空舱里要做各种实验,会“产生”许多脏东西,不注意清除,航天飞机就会被污染。
排解孤独
为了克服宇航员长期飞行中出现的孤独心理和改变他们单调的生活“礼炮6 号”太空站上安装了双向电视,不仅宇航员在轨道站的生活和工作情况可以发回地面,地面的情况也能播发到轨道站,宇航员们可以和家属会面、通话。此外,太空站上还有录象、立体音乐,还能看小说、下棋、打扑克。广播电台还为他们播送专门的节目。在通常的情况下,进入太空站工作的宇航员在返回地面时,体重都有下降。但随着宇航条件的不断改善,也有例外。宇航员瓦列里·柳明在“礼炮 6 号”上工作了100 多个昼夜,返回地面时体重居然增加了七百克。苏联医学—生物学专家认为,这是“礼炮号”太空站的生活条件和地面的固有生活方式已变得接近的缘故,而其中头等重要的是营养价值丰富的食物。
生活风险
当然,轨道上的“礼炮 6 号”太空站并非一切平安无事。1976 年 6 月, 两位苏联宇航员在记录微陨石的薄片上发现了有近 200 个“微爆炸”痕迹。 这是宇宙中的尘埃和微粒撞击飞船后留下来的。这种肉眼看不到的尘土包含 着所谓微陨石。它的直径要以千分之几毫米来测量。由于它以每秒将近 80 公里的速度运动,所以对在宇宙活动的人来说,无异于致命的子弹。不过进入太空的飞行器在设计时早已考虑到这点,外面已披上了一层“陨石防护 屏”,所以微陨石奈何不了它。不过,航天器在轨道上受到撞击的风险毕竟 是存在的。据统计迄今已有一颗美国卫星和一颗俄罗斯卫星被撞毁了。
目前在轨道上工作的卫星约二三百颗,但是能分辨出的物体却有 5400 多个,它们大多数是人类“制造”的。1961 年 6 月 29 日,美国空军一枚二 级火箭在太空炸成 261 块可跟踪的碎片,至今还有 199 块在绕地飞行。这以 后太空中发生的爆炸有 80 多起,仅美国的 9 枚“徳尔塔”火箭的第二级在太 空爆炸,就产生了 1400 多块碎片。前苏联在试验反卫星武器时,19 次爆炸在 轨道上留下了约 1000 块碎片。在 1975 至 1983 年间,前苏联有意摧毁了自己的11 颗电子监视卫星,“生产”了 600 块大碎片。这么多太空垃圾的产生,使人类的宇航风险增大了。
意义
苏联暂时领先
苏联的“礼炮 6 号”太空站自 1977 年 9 月 29 日进入轨道,到 1982 年 7月 29 日重返大气层时烧毁,总共在天上运行了 4 年 10 个月。在这段时间里, 开有 31 艘宇宙飞船与之对接,其中的 12 艘是货运飞船。它共接待了 16 批33 名苏联及东欧国家的宇航员,实际有人居住的总飞行时间达到 676 天。宇航员们在“礼炮 6 号”上完成了包括气象、生物、医学、空间加工等学科的120 多项科学实验,取得了大量的有价值的资料。
“礼炮 6 号”太空站的成功,表明苏联在发射和应用以航天站为中心的 航天体系方面已达到相当高的水平;苏联宇航员波波夫和柳明一次在太空站 上工作了 185 天,围绕地球飞行 3000 圈,积累了丰富的长期载人宇航飞行经 验。