雙子座載人飛船

美國載飛船系列。從1965年3月到1966年11月共進行10次載人飛行。主要目的是在軌道上進行機動飛行、交會、對接和航天員試作艙外活動等。為“阿波羅”號飛船載人登月飛行作技術準備(見阿波羅工程)。“雙子星座”號飛船重約3.2～3.8噸，最大直徑3米，由座艙和設備艙兩個艙段組成。

基本介紹

• 中文名：雙子座載人飛船
• 飛行次數：10
• 首次飛行：1965年3月
• 重量：3.2～3.8噸
• 最大直徑：3米
• 組成：返回艙、設備艙

簡介

雙子星座號系列飛船是美國的第二代載人飛船，總共進行了12次飛行試驗，其中2次無人飛行和10次載人飛行。水星號飛船計畫始於1961年11月，結束於1966年11月，歷時5年。雙子星座計畫共耗資12.834億美元，其中飛船為7.974億美元，占總費用的62%；運載火箭為4.098億美元，占總費用的31.93%；支援設施為0.762億美元(其中用於改造全球通訊設備為5600萬美元)，占總費用的5.94%。雙子星座計畫主要是為阿波羅載人登月計畫提供飛行經驗、準備各種技術條件。

研發歷程

研發背景

“水星”計畫尚未結束，當時的美國總統甘迺迪已經很明確地提出．把登月作為載人航天的發展目標。因此，美國宇航局花了兩年時間來設計第二代色船，即“雙子星座”飛船，作為“阿波羅”計畫和“水星”計畫中間的過渡計畫。而且這一計畫的目的相當明確，主要是完善飛往月球所需的關鍵但尚未經過測試的技術，包括軌道變換、軌道交會、軌道對接以及在軌道上進行太空艙外活動。

計畫開始

“雙子星座”計畫從1961年11月開始，到1966年11月結束，5年間總費用為12.834億美元，共進行了10次載人飛行，總計飛行時間971小時48分。整個飛行期間，航天員共進行了52項試驗，在不同高度上拍攝了1400張地球彩色照片，全面地研究了人在太空中長期工作和生活的情況，為航天技術人員及地面機組人員提供了發射火箭所需的大量實踐活動。

首次飛行

“雙子星”飛船的首次飛行裝載的是無人太空艙，用於測試飛船和火箭。1965年3月23日，“雙子星”3號飛船發射升空，進入地球軌道，航天員約翰·楊和維吉爾·葛理森完成了“雙子星”計畫的第一次載人太空飛行任務。飛行中航天員啟動推進器多次改變飛行軌道，實現了軌道傾角的微小改變。此次任務持續了近5h，飛船運轉正常。

重要任務

“雙子星座”計畫的一個重要任務是實現軌道交會與對接。1965年12月4日和12月15日“雙子星座”7號和“雙子星座”6號分別進入太空，實現了太空交會，在問距只有40米的情況下持續飛行了7個多小時，最近時只有0.3米。

1966年7月18日“雙子星座”10號飛船載著約翰·楊和麥可-科林斯進入軌道，實現與“阿金納”3號火箭的對接任務，完成了登月計畫的關鍵技術。接著“雙子星座”11號和12號飛船又分別實現了兩次對接任務。

到“雙子星座”12號飛行結束時，美國航天員已經有了2000小時的太空飛行記錄，而此時蘇聯的飛行時數只有500多小時，美國人至此開始領先於蘇聯。

結構

雙子星座號飛船形狀與水星號飛船相似，基本呈圓錐——鐘形，全長5.7m，底部最大直徑3m，重約3.0～3.9t。

返回艙：乘2名航天員，全長3.4m，最大直徑2.3m，航天員活動空間2.55m。總重量1982kg，其中包括2名航天員的體重144kg和座倚的重量426kg。艙內用純氧，壓力340mPa。

設備艙：長1.4m，最大直徑3.05m，重1278kg，其中環控生保系統的重量為117kg。

飛船結構採用分艙段布局原則，把每個分系統的所有部件都放置在一個緊湊的艙體內，這樣既便於檢查和組裝又便於出故障時更換；從第5艘到第12艘雙子星座飛船都是用了燃料電池，這種電池結構較簡單、緊湊，能耐衝擊和振動，體積小、重量輕、比功率高；飛船還採用彈射座椅作為緊急救生手段，它不僅在發射階段而且在著陸階段可為航天員提供一種救生手段。

性能

雙子星座號飛船與水星號飛船相比，作了較大的改進，實現了載2名航天員飛行。飛船設計為手控操縱為主，成為至今為止美國載人空間飛行器中受控程度最高者，在雙子星座飛行中，航天員真正成為飛船的駕駛與操縱人員，並且除人對空間環境的適應情況的實驗外，還進行了一些技術試驗，實現了一些新的空間技術方面的突破，主要包括航天員艙外活動技術和空間飛行器的交會/對接技術，以及使用計算機的自動飛行控制技術。

雙子星座計畫共進行了10次載人飛行，總計飛行時間971小時48分。

1958年，美國宇航局總部和太空任務小組開始考慮水星載人航天計畫之後美國的載人航天計畫的目標和任務。以吉爾羅斯和費格特為首的太空任務小組對此尤為關心。他們認為這項計畫應在水星計畫已完成的任務基礎上，主要實現兩大目標：載人軌道飛行時間大大延長，達到1周以上；實現飛船在軌道上機動、交會和對接。

當1961年美國制定了阿波羅登月計畫後，這一計畫的任務更加明確起來，即為完成登月任務探索、試驗新技術，最重要的有兩方面：一是將載人飛行時間延長到2周，以充分研究人在太空生活和工作的適應性；二是完成兩個太空飛行器在軌機動上的交會和對接。這兩大任務在登月期間都會遇到。這樣，雙子星座計畫就變成阿波羅計畫的輔助項目。

1965年3月雙子星座飛船首次載人發射，到1966年11月，雙子星座飛船先後進行了9次載人飛行，圓滿完成預定任務。此外，雙子星座計畫還取得了大量對地觀測、空間科學試驗成果：太空人共進行了52項實驗，其中27項是新技術實驗，8項是醫學實驗，另外17項是科學實驗。雙子星座飛船還在不同的高度上拍攝了1400張地球彩色照片。

科研意義

飛船完成了空間交會和對接工作，太空人在開放空間活動長達2小時，最長飛行時間達14天，實現了飛船姿態控制、機動、變軌飛行和受控再入，發展了新型燃料電池，太空人積累了長時間飛行的經驗，包括生理、醫學、生活等。為阿波羅計畫提供了極其寶貴的經驗和科學技術成果。

科技成果

一、提供了足夠執行阿波羅計畫的長時間飛行經驗，包括生理、醫學、生活等方面。

二、驗證了飛船載人條件下溫度、供氧、壓力長期工作的可靠性和壽命。

三、完成了最重要的飛行器交會與對接，為載人登月的月球軌道對接方案提供了有力的證據。

四、完成了長達2小時以上的艙外活動，為太空人在月面活動積累了經驗。

五、實現飛行器姿態控制、機動和變軌飛行。這是阿波羅計畫必不可少的任務。

六、實現受控再入，提高了落點精度，為太空人的安全提供了更大的保證。

七、飛船分成幾段，在再入時只回收載人艙。阿波羅飛船也採用了這種格局。

八、雙子星飛船的新型燃料電池獲得了驗證和改進，它成功用於阿波羅飛船。

九、雙子星飛船存在的一些問題，如姿態控制系統的可靠性、救生系統故障、太空衣笨重、太空行走困難等被阿波羅計畫廣泛吸取並加以改進。

十、雙子星計畫還提供了太空人訓練、太空生活等方面的經驗。此外，雙子星計畫的歷次飛行對阿波羅計畫任務的確定提供了直接的指導。

十一、遠距離對地通訊獲得發展和驗證。

十二、地面各控制台站的工作滿足遠程太空飛行的要求。此外，該計畫還在對地觀測、科學試驗方面取得大量成果。