礼炮号：载人空间站的先驱者

文/ 张震

▲ 质子号火箭送“礼炮1号”升空

1971年4月19日，苏联礼炮1号空间站升空。如今，距离“礼炮1号”这个人类的第一个空间站升空已经过去了50年。人类缘何决定开始发展空间站的？早期的空间站又给后人留下了哪些宝贵的经验和教训呢？

▲ 联盟号飞船与礼炮1号空间站对接的示意图

载人空间站的起步

在苏联为载人登月研制的N-1火箭四射四炸后，苏联放弃了和美国竞争载人登月的念头，开始启动近地载人空间站计划。

礼炮计划是由苏联发起的人类第一个空间站计划，当时准备从1971年到1986年这15年间发射一系列共9个单模块空间站。这些空间站包括6个科研实验空间站，也就是礼炮号空间站（DOS）；还有3个军事侦察空间站，也被称为“钻石号”（OPS)。

科研实验空间站由科罗廖夫的OKB-1设计局负责，而军事侦察空间站由切洛梅的OKB-52设计局负责。

礼炮1号至5号空间站是该计划中的第一代空间站。之后的“礼炮6号”和“7号”再根据第一代空间站的经验实施改进。然后就可以用搭积木的方式建设大规模的轨道空间站了。

“礼炮1号”作为礼炮系列第一个空间站，于1971年4月19日使用质子 K火箭发射升空，成功进入了近地点200千米、远地点222千米、倾角51.6°的低地球轨道。“礼炮1号”的大直径轨道舱是直接裸露发射的，整流罩仅包裹小直径轨道舱。这也成为了以后苏联发射空间站的传统。

质子火箭送礼炮1号升空

“礼炮1号”由轨道舱、服务舱和对接舱3个主要舱段组成，总长约15.8米，最大直径4米，总质量18.5吨，可用容积为90立方米。为了实现太空对接，礼炮1号空间站设有一个飞船对接口。

“礼炮1号”是基于还在开发中的钻石号空间站的现成舱体研制的。轨道舱内安装有遥感设备、科学设备和生活系统。服务舱里安装有提供水和氧气的维生系统。空间站安装有4块联盟号飞船的太阳能帆板。

按照计划，在礼炮1号空间站在轨的6个月中，将接待3～4次联盟号乘组。

1971年4月23日，第一批进驻空间站的航天员搭乘联盟10号载人飞船升空，这只是空间站入轨后的第四天。1971年4月24日协调世界时1时47分，“联盟10号”与“礼炮1号”成功实施了对接。这是人类历史上首次空间站和飞船的对接！然而空间站和飞船无法锁紧，最后航天员只好放弃了对接，无功而返。

“联盟10号”与礼炮1号空间站的对接失败，造成了对接过渡舱的损坏。1971年6月6日，联盟号火箭托举着联盟11号飞船升空，任务计划执行25天。这次的航天员乘组是多布罗·沃尔斯基、帕查耶夫和沃尔科夫。航天员在空间站内驻留了3个星期，该任务总体上还算顺利。然而在航天员控制联盟11号飞船离开礼炮1号空间站的时候，飞船上“舱门开”的指示灯一直亮着。地面认为是传感器故障，并且要求航天员用纸片隔离传感器。灯灭了，飞船顺利与空间站分离，准备返航。

莫斯科时间1971年6月30日02时16分52秒，联盟11号飞船成功返回地球。地面人员准备开舱和航天员一起庆祝他们创造了新的太空飞行记录——23天18小时21分43秒。但是当他们打开舱门的时候，发现3名航天员已无生命迹象。

通过检查飞船上的数据记录器发现，在150千米高度时，“联盟11号”执行三舱分离，12个爆炸螺栓爆炸产生的拉力打开了返回舱上的一个通风阀。因为联盟号飞船的返回舱太小，3名航天员并没有穿航天服。在阀门打开后50秒，3名航天员因失压而死去。

最后给出的调查结论是阀门需要更稳定，且航天员在飞行阶段必须穿上航天服。这也意味着“联盟号”窄小的返回舱将不再能塞下3位航天员。

▲ “礼炮1号”实拍图

▲ “联盟11号”飞船遇难的3名航天员

▲ “礼炮2号”的结构图

“礼炮1号”1971年8月推进剂用尽，10月11日坠落在南太平洋。

“前赴后继”的礼炮2号至5号

被标记为"礼炮2号”的空间站其实上也是第一个钻石号空间站，1973年4月3日由质子 K运载火箭发射升空。1973年4月16日，“礼炮2号”的发动机起火爆炸，导致空间站旋转解体，于5月28日坠落。

“礼炮3号”长度为14.55米，最大直径为4.15米，发射质量18.9吨。不同于前两个空间站，“礼炮3号”的太阳能帆板可以自动指向太阳进行充电。“礼炮3号”携带了“玛瑙”空间胶卷相机等7台相机，用于对地侦察。同时航天员也会使用电视摄像机进行录像。“礼炮3号”还携带有360千克重的小型返回舱，用于将胶卷送回地球。

当然最令人感到神秘的是“礼炮3号”搭载的1门23毫米机关炮，它用于对抵近的卫星进行毁伤。但是这项技术需要整个空间站进行移动才可以对准目标，并且后座力会使得空间站开始旋转，因此“礼炮5号”取消了这个装置。

“礼炮3号”在1975年1月24日再入地球大气层。

1974年12月26日，质子 K 火箭成功发射了礼炮4号空间站，发射质量仍为18.9吨。

1975年4月5日，联盟号火箭发射任务代号为Ural的一艘联盟号飞船前往礼炮4号空间站。发射的第一阶段，四个助推器按计划被抛弃，整流罩也被抛弃，乘组正在等待一二级分离。但是此时火箭开始滚转并且遭遇极大的冲击，几秒后姿态偏转超过了10°的阈值，随后飞船启动了逃逸程序。返回舱以弹道式再入，过载达到了最大21.3g。飞船最后坠落在了西伯利亚西部山区，好在航天员安全返回。问题出在航电系统，发动机的摆动导致程序控制继电器故障，一二级分离失败。随后由后备乘组执行了联盟18号任务。

▲ “礼炮3号”在地面进行测试

▲ “礼炮4号”在地面进行测试

礼炮4号空间站于1977年2月3日坠落。

1976年6月22日，质子 K 火 箭成功发射了礼炮5号空间站，也是第二个钻石号空间站。其技术状态和“礼炮3号”基本一致，只是质量增加到了19吨。

1976年7月6日，“联盟21号”发射升空。虽然自动对接系统故障，但是飞船在航天员的控制下，成功与空间站对接。但是在8月17日，空间站的生命维持系统罢工了，航天员耗时两天才勉强使得空间站恢复了电力供应。随后由于空间站内的硝酸泄漏，航天员的健康情况受到严重影响，而密闭的空间使得航天员产生了精神衰弱，“联盟21号”最后被迫提前返回，两名航天员随后退役。

1977年8月8日，“礼炮5号”在太平洋上坠落。这也意味着第二代空间站提上日程，

礼炮6号：第二代空间站诞生

礼炮6号空间站的配套是联盟T飞船以及基于联盟号研制的第一代进步号货运飞船。1977年9月29日，质子K 运载火箭成功发射了礼炮6号空间站。空间站发射质量为19.8吨，大小和“礼炮4号”相同。

▲ 由“联盟26号”乘组拍摄的进步1号货运飞船

▲ "礼炮7号”和联盟号飞船

“礼炮6号”和上一代礼炮号空间站最大的区别在于它配备有2个对接口，允许同时对接2艘联盟号载人飞船或者1艘联盟号载人飞船及1艘进步号货运飞船。这样空间站就具备了长期驻留能力和长期维持能力，换言之这才是真正的永久空间站。同样的，为了增加对空间站的运输质量，联盟号飞船也进行了改进，新飞船叫做“联盟T型”。

进步号货运飞船是基于联盟号载人飞船研制的，是突破“礼炮6号”6个月寿命限制的关键。它可以向空间站运输水、食物、仪器和燃料，并且使用剩余燃料对空间站进行升轨。实践证明，“进步号”是苏联后续空间站能长期在轨的最重要的基础。

“礼炮6号”共接待了15艘联盟号飞船，3艘联盟T型飞船和12艘进步号货运飞船，以及被命名为宇宙1267号的TKS飞船功能舱。其中只有“联盟25号”和“联盟33号”对接没有成功。“礼炮6号”于1982年7月26日与宇宙1267号功能舱一起坠落。

▲ 宇宙1686号TKS飞船与“礼炮7号”

礼炮7号：太空救援的传奇故事

“礼炮7号”是“礼炮6号”的备份，也有两个对接口。1982年4月19日质子K 火箭发射了礼炮7号空间站。有意思的是，西方分析家通过“礼炮7号”的轨道就可以分析乘组人数。联盟T号飞船在搭载双人乘组时有175千克的燃料储备，而搭载3人乘组的时候只有110千克，意味着礼炮7号空间站在接待3人乘组时会下降约35～45千米的轨道。

1983年9月24日，联盟U火箭发射联盟T-10号飞船前往礼炮7号空间站。这次发射本该平淡无奇，然而它却成为世界上逃逸塔的唯一一次实战飞行。在联盟U火箭点火前90秒，因煤油阀门没有关闭，火箭底部燃起了大火。地面控制站及时发出分离指令，1秒后联盟T-10飞船被784400牛的庞大推力从发射台上拉起，飞行至1千米高度后展开备份伞。航天员在逃逸过程中受到了最大17g的过载。在逃逸后5秒，联盟U火箭被火球吞没。航天员成功返回了地面。

1985年2月11日，礼炮7号空间站开始出现异常。空间站也在此期间失去了遥测，而自动对接系统的故障使得载人飞船无法和空间站进行自动对接，所以也无法派遣航天员前往维修。但是苏联人并不想放弃“礼炮7号”。1985年6月6日，联盟T-13号飞船发射升空，这次发射配备着经验丰富的乘组：指令长贾尼别科夫和工程师萨维尼赫。两天后飞船和“礼炮7号”完成交会。他们发现“礼炮7号”正在以0.3°/秒的角速度缓缓转动，并且太阳能电池阵列已经偏离了75°。空间站已经停止了供电，内部变得阴冷，黑暗且危机四伏。

“礼炮7号”的实际旋转速率并不像电影《太空救援》里那么快速，但是与其对接仍然是一项困难的操作。最后“联盟T-13”在阴影区里完成了与“礼炮7号”对接的操作，让地面人员大大地舒了口气。空间站在6月14日恢复了工作状态。

“礼炮7号”和“宇宙1686号”于1985年11月21日一起再入，第二代空间站的历程也到此结束。第三代空间站和平号则在1986年发射升空。