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双子星座号载人飞船

又称“双子座号”

双子星座号飞船,是美国继水星计划之后研制的第二款载人飞船,主要目的是在轨道上进行机动飞行、交会、对接和航天员试作舱外活动等。为阿波罗号飞船载人登月飞行作技术准备。双子星座号飞船重约3.2~3.8吨,最大直径3米,由座舱和设备舱两个舱段组成,从1965年3月到1966年11月共进行10次载人飞行。

名称双子星座号飞船研制国家美国
首次发射1964年4月8日(无人)

背景

当1961年5月25日,约翰·肯尼迪宣布阿波罗计划后,NASA方面认为应该继水星计划后,继续开发一种适用于阿波罗计划的飞船。开发计划原名为“水星标志二期”,1962年1月3日重命名为“双子星座计划”。计划的主要目标如下:

考察宇航员和飞船在轨的最大驻留时间,最短8天,最长两周。

与其他航天器交汇对接,并使用推进系统移动组合航天器。

太空行走技术验证,并考察宇航员在太空的任务执行能力。

完美载人并在预定地点着陆。

为宇航员提供阿波罗计划需要零重力环境以及对接经验。

飞船结构

双子星座号飞船形状与水星号飞船相似,基本呈圆锥——钟形,全长5.7m,底部最大直径3m,重约3.0~3.9吨。

返回舱:乘2名航天员,全长3.4m,最大直径2.3m,航天员活动空间2.55m3。总重量1982kg,其中包括2名航天员的体重144kg和座倚的重量426kg。舱内用纯氧,压力340mPa。

设备舱:长1.4m,最大直径3.05m,重1278kg,其中环控生保系统的重量为117kg。

飞船结构采用分舱段布局原则,把每个分系统的所有部件都放置在一个紧凑的舱体内,这样既便于检查和组装又便于出故障时更换;从第5艘到第12艘双子星座飞船都是用了燃料电池,这种电池结构较简单、紧凑,能耐冲击和振动,体积小、重量轻、比功率高;飞船还采用弹射座椅作为紧急救生手段,它不仅在发射阶段而且在着陆阶段可为航天员提供一种救生手段。

双子星座号飞船构造

图:双子星座号飞船构造

双子星座号飞船与水星号飞船相比,作了较大的改进,实现了载2名航天员飞行。飞船设计为手控操纵为主,成为至今为止美国载人空间飞行器中受控程度最高者,在双子星座飞行中,航天员真正成为飞船的驾驶与操纵人员,并且除人对空间环境的适应情况的实验外,还进行了一些技术试验,实现了一些新的空间技术方面的突破,主要包括航天员舱外活动技术和空间飞行器的交会/对接技术,以及使用计算机的自动飞行控制技术。

双子星座计划共进行了10次载人飞行,总计飞行时间971小时48分。

1958年,美国宇航局总部和太空任务小组开始考虑水星载人航天计划之后美国的载人航天计划的目标和任务。以吉尔罗斯和费格特为首的太空任务小组对此尤为关心。他们认为这项计划应在水星计划已完成的任务基础上,主要实现两大目标:载人轨道飞行时间大大延长,达到1周以上;实现飞船在轨道上机动、交会和对接。

当1961年美国制定了阿波罗登月计划后,这一计划的任务更加明确起来,即为完成登月任务探索、试验新技术,最重要的有两方面:一是将载人飞行时间延长到2周,以充分研究人在太空生活和工作的适应性;二是完成两个航天器在轨机动上的交会和对接。这两大任务在登月期间都会遇到。这样,双子星座计划就变成阿波罗计划的辅助项目。

1965年3月双子星座飞船首次载人发射,到1966年11月,双子星座飞船先后进行了9次载人飞行,圆满完成预定任务。此外,双子星座计划还取得了大量对地观测、空间科学试验成果:宇航员共进行了52项实验,其中27项是新技术实验,8项是医学实验,另外17项是科学实验。双子星座飞船还在不同的高度上拍摄了1400张地球彩色照片。

飞行记录

任务 运载器编号 指挥官 乘员 任务时间 发射时刻 持续时间 备注
双子座3号 GLV-3 12558 格里森 1965年3月23日 14:24 UTC 00天04小时52分31秒 首次载人发射,在轨3圈
双子座4号 GLV-4 12559 麦克迪维特 怀特 1965年6月3-7日 15:15 UTC 04天01小时56分12秒 美国宇航员首次出舱活动,怀特出舱22分钟
双子座5号 GLV-5 12560 戈登 康拉德 1965年8月21-29日 13:59 UTC 07天22小时55分14秒 首次在太空超过一周,首次使用燃料电池,引进指引和导航系统,在轨120圈
双子座7号 GLV-7 12562 波尔曼 洛威尔 1965年12月4-18日 19:30 UTC 13天18小时35分01秒 由于6号任务因故延期,7号替代,主要为了验证人在太空是否能生存14天
双子座6A号 GLV-6 12561 施艾拉 斯塔福德 1965年12月15-16日 13:37 UTC 01天01小时51分24秒 首次完成太空对接,于双子座7号保持0.3至90米距离5个小时
双子座8号 GLV-8 12563 阿母斯壮 斯科特 1966年3月16-17日 16:41 UTC 00天10小时41分26秒 完成与无人飞行器阿金纳的对接,停靠时,双子座飞船的一个推力器失灵,造成飞船近乎灾难性的翻滚,阿姆斯壮以着陆程序所用的推进系统恢复控制,代价就是耗光姿态控制的燃料,只好被迫返航。返回是美国太空史上首次紧急着陆,着陆点从原来的大西洋偏离到冲绳海域,是创下着陆偏离距离最长记录的一次飞行。
双子座9A号 GLV-9 12564 斯塔福德 塞尔南 1966年6月3-6日 13:39 UTC 03天00小时21分50秒 原计划5月发射,由于阿金纳目标飞行器没有进入预定轨道,飞船改和增强目标对接飞行器(ATDA)对接。但ATDA的遮罩物没有完全分离,致使无法对接。飞船尝试了3中停靠方式。在轨44圈
双子座10号 GLV-10 12565 柯林斯 1966年7月18-21日 22:20 UTC 02天22小时46分39秒 首次使用阿金纳目标飞行器的推进系统。还于双子座8号对接。柯林斯完成49分钟太空活动,另有39分钟出舱从阿金纳级取回实验数据。在轨43圈
双子座11号 GLV-11 12566 康拉德 戈登 1966年9月12-15日 14:42 UTC 02天23小时17分08秒 利用阿金纳的推进系统创造双子座飞船高度记录1,189.3km,戈登完成33分钟太空行走以及2小时30分钟太空站立活动,在轨44圈
双子座12号 GLV-12 12567 洛威尔 奥尔德林 1966年11月11-15日 20:46 UTC 03天22小时34分31秒 最后一次双子座飞行,在停靠阿金纳目标飞行器期间,奥尔德林完成了5小时30分钟的太空行走,验证了太空行走设备的改进

科学技术成果

飞船完成了空间交会和对接工作,宇航员在开放空间活动长达2小时,最长飞行时间达14天,实现了飞船姿态控制、机动、变轨飞行和受控再入,发展了新型燃料电池,宇航员积累了长时间飞行的经验,包括生理、医学、生活等。为阿波罗计划提供了极其宝贵的经验和科学技术成果。

1、提供了足够执行阿波罗计划的长时间飞行经验,包括生理、医学、生活等方面。

2、验证了飞船载人条件下温度、供氧、压力长期工作的可靠性和寿命。

3、完成了最重要的飞行器交会与对接,为载人登月的月球轨道对接方案提供了有力的证据。

4、完成了长达2小时以上的舱外活动,为宇航员在月面活动积累了经验。

5、实现飞行器姿态控制、机动和变轨飞行。这是阿波罗计划必不可少的任务。

6、实现受控再入,提高了落点精度,为宇航员的安全提供了更大的保证。

7、飞船分成几段,在再入时只回收载人舱。阿波罗飞船也采用了这种格局。

8、双子星飞船的新型燃料电池获得了验证和改进,它成功用于阿波罗飞船。

9、双子星飞船存在的一些问题,如姿态控制系统的可靠性、救生系统故障、宇航服笨重、太空行走困难等被阿波罗计划广泛吸取并加以改进。

10、双子星计划还提供了宇航员训练、太空生活等方面的经验。此外,双子星计划的历次飞行对阿波罗计划任务的确定提供了直接的指导。

11、远距离对地通讯获得发展和验证。

12、地面各控制台站的工作满足远程太空飞行的要求。此外,该计划还在对地观测、科学试验方面取得大量成果。

双子星座号载人飞船
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最新更新:2015-08-07 14:03
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