把飞船变成往返交通工具
1971年4月19日,苏联从哈萨克斯坦的拜科努尔发射场用质子火箭把礼炮1号送入地球轨道。与乘员和设备一次升空、一起返回的飞船相比,空间站把两项功能分开:较大的实验和生活舱留在轨道,联盟飞船负责运送人员,并在停靠期间充当返回工具。这使一次任务能够围绕连续工作而非短暂飞行安排。
礼炮1号属于长期轨道站计划,结构利用了切洛梅设计组织“金刚石”空间站计划的部分成果,并结合米申领导的原科罗廖夫设计组织所掌握的联盟飞船技术。跨团队复用缩短了研制时间,却没有消除系统衔接与试验的压力。发射成功只是第一步,人员能否通过对接通道进入舱内、维持生活并安全返回,仍需实际飞行检验。
舱室、电力与有限补给
空间站前部是带对接口的过渡舱,后面连接由不同直径部分组成的工作舱,尾部设有乘员不能进入的设备与推进部分。内部既布置控制台和科学设备,也安排用餐、睡眠及卫生设施;不同颜色的舱壁帮助乘员在失重中辨认方向。睡袋可以固定在舱壁,食物冷藏设施和工作桌使生活条件超出早期狭小飞船。
太阳能电池翼为站内供电,对接后的联盟飞船也可补充电力。维持空气质量、温度、饮水和废物处理,与观察仪器一样需要持续管理。礼炮1号只有一个对接口,不能像后来的多接口空间站那样一边留着载人飞船、一边接收货运飞船;补给主要依靠发射时带入的物资及联盟飞船有限的运载能力,也不能在轨补加推进剂。
参考:[1]
联盟10号未能打开入口
联盟10号在4月下旬载着弗拉基米尔·沙塔洛夫、阿列克谢·叶利谢耶夫和尼古拉·鲁卡维什尼科夫前往礼炮1号。飞船与站体接触后,对接机构未能完成使人员转移成为可能的可靠连接,乘员无法打开通路进入空间站。地面和乘员随后处理脱离问题,任务结束,三人返回地面。
这次尝试区分了轨道交会、机械接触和可供通行的对接:两件航天器靠在一起,并不足以构成可居住的整体。工程人员修改对接装置和操作程序,为下一次访问做准备。空间站本体仍留在轨道等待,说明运输飞船任务失利与站体完全报废并非一回事,但也暴露了长期驻留对接口可靠性的依赖。
联盟11号的三周工作
6月6日,格奥尔基·多布罗沃尔斯基、弗拉季斯拉夫·沃尔科夫和维克托·帕察耶夫乘联盟11号升空,次日完成对接并进入礼炮1号。他们在站内工作至6月29日,利用猎户座1号望远镜开展天文观测,在“绿洲”装置进行植物栽培试验,并拍摄地球多光谱影像。空间站还作为工程试验平台,检验姿态、舱内环境等设备。
长期工作有自己的代价。乘员必须在实验、设备维护、体育锻炼和休息之间分配时间,还需处理设备异常与舱内生活问题。锻炼器材和身体负荷装置旨在减轻失重造成的机能下降;医学观察则记录人能否适应持续在轨。电视播送让公众看到舱内生活,而实验记录与生理数据才使这次驻留成为后续设计可利用的经验。
参考:[1]
返回事故改变安全边界
联盟11号离站后,在6月30日返回过程中发生灾难。返回舱与其他舱段分离时,一个压力平衡阀意外打开,舱内空气泄入真空;三名乘员当时没有穿着压力服,全部遇难。飞船仍自动完成下降和着陆,因此完整落地的舱体不能被当成乘员安全的证明。这是运输飞船的失压事故,不能误写成礼炮1号在轨爆炸。
事故后苏联暂停载人飞行,改进联盟飞船及相关程序,要求乘员在发射和返回阶段穿着压力服;为容纳防护装备,一段时期内乘员减为两人。礼炮1号没有再迎来驻留组,于1971年10月11日受控再入。它证明了轨道工作舱与往返飞船结合的价值,也使“长期”获得更严格的含义:驻留时间的增加,必须伴随可靠对接、可维持的供给和失压情况下的个人生存保障。