双子星座1号：无人飞行与工程验证

双子星座1号的正式任务代号为Gemini-Titan 1，简称GT-1。美国国家航空航天局要确认，双子星座飞船与改装后的大力神Ⅱ运载火箭能共同承受发射环境，并按规定条件进入地球轨道。检验内容包括上升过程中的热环境、结构载荷、地面制导、故障检测及备用控制线路；地面人员也借此演练飞行控制程序。

飞船采用实际生产的结构，但没有配齐日后载人飞行的全部设备。许多装置以质量和转动惯量相当的模拟件代替，仪器则记录温度、压力、振动和声压。C波段应答器和遥测发射机属于飞行用分系统，既帮助地面确定轨道，也把无法随飞船取回的测量结果传回。

参考：[1]

项目由美国国家航空航天局载人航天器中心组织，查尔斯·W.马修斯任项目经理。麦克唐纳飞机公司制造飞船；马丁—玛丽埃塔公司承担火箭工作，其双子星座项目主任沃尔特·D.史密斯后来在技术会议上说明了改装方案。美国空军空间系统部与航空航天公司参与火箭试验资料审查和验收协调。

大力神Ⅱ原有的惯性制导改为无线电制导，并增加备用控制和故障检测设备。另一项改动针对纵向振荡：氧化剂管路中的立管和燃料管路中的蓄压器用来削弱压力波动，减少推进系统与箭体结构相互作用形成的振动。

飞船在圣路易斯完成系统试验后，于1963年10月4日运抵肯尼迪角；火箭同月26日到达。地面试验暴露过阀门位置、低温启动和涡轮泵等问题，工程人员逐项调整、更换或返厂修理。1964年1月21日完成两级顺序相容性点火试验，3月5日完成船箭机械对接。4月2日进行加注推进剂的模拟发射，5日完成模拟飞行试验，随后通过发射准备审查。

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1964年4月8日，美国东部标准时间11时00分01.69秒，GT-1从佛罗里达州肯尼迪角19号发射设施升空。一级工作结束后，控制线路依次启动关机、二级点火和级间分离；遥测显示，分离发生在分级触发信号之后约0.7秒。

二级关机信号出现在起飞后339.23秒。任务报告把此后20秒定义为入轨时刻，因此入轨时间为起飞后359.23秒。飞船保持与二级相连。重建轨道的近地点为86.6海里，远地点为173.0海里，约合160.4和320.4公里，周期89分16秒，倾角32.59度。入轨速度比计划高约20英尺每秒，远地点因此高出11海里，但仍在任务允许范围内。

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这次试验的重要结果来自载荷与环境测量。飞船准稳态纵向载荷不到结构承载能力的四分之一，火箭飞行载荷约为设计值的32%。早期大力神Ⅱ试飞中曾出现的持续纵向振荡没有重现；座舱和窗户温度也低于保守设计值。

根据入轨及前三圈的舱压记录，评估人员估算舱体漏率约为每分钟700立方厘米，低于1号飞船允许的每分钟1000立方厘米。肯尼迪角接收站在动力飞行中有两次短暂信号中断，但大巴哈马岛站仍连续接收。一个冗余温度传感器在发射前已被判定失效，另一个振动传感器因振幅超过量程而使部分数据质量下降；任务报告保留了这些测量限制。

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起飞约4小时50分后，飞行器第三次经过肯尼迪角，规定的工程任务结束。戈达德航天飞行中心仍继续追踪。第二圈雷达发现主体附近有两个较小物体；评估组认为，它们的脱离没有可测地改变主体的轨道寿命，并要求继续调查来源。

这次飞行从一开始就不安排船箭分离和回收。轨道随后逐渐衰减，飞船与二级在4月12日的第64圈进入南大西洋上空的大气层并解体。

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任务评估组确认各项试验目标得到满足：船箭组合在实际发射环境中保持结构完整，制导和故障检测系统完成预定工作。备用飞行控制系统处于工作状态，但本次并未发生需要它接管的故障。这样的结果支持继续开展双子星座飞行试验。

报告也留下了具体后续工作。二级推力方向与姿态变化需要继续分析；雷达推算的关机后增速，与利用加速度遥测计算的推力衰减结果尚不一致。部分地面测量设备的表现、轨道中小物体的来源及飞船热载荷，都被列入调查或补充分析项目。GT-1提供的是可以检验和改进设计的飞行数据，成功结论并未抹去这些未完成的技术分析。

参考：[1]