雙子星座號飛船

雙子星座號飛船是美國第二代飛船系列，“雙子星座”計畫始於1961年11月，結束於1966年11月，歷時5年，共耗資12.834億美元。共進行了12次飛行，其中2次無人飛行和10次載人飛行，為美國航天創造了數個“第一”。

雙子星座計畫的主要目的是試驗軌道機動、交會和對接能力及讓航天員在軌出艙，為“阿波羅”號飛船載人登月飛行作技術準備。共進行了52項試驗，其中27項是實驗和檢驗新技術，8項是醫學試驗，另外17項是科學實驗，拍攝地球彩色照片1400張。

基本介紹

• 中文名：雙子星座號飛船
• 外文名：gemini spacecraft
• 國家：美國
• 時間：1961年11月至1966年11月

簡介

為了用一艘飛船載兩人升空，以試驗後來的“阿波羅”載人登月飛船的一系列技術，20世紀60年代初，美國開始研製“雙子星座”飛船。作為美國第二代飛船，“雙子星座”計畫始於1961年11月，結束於1966年11月，歷時5年，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”飛船總共進行了12次飛行，其中2次無人飛行和10次載人飛行，以試驗軌道機動、交會和對接能力及讓航天員在軌出艙，共進行了52項試驗，其中27項是實驗和檢驗新技術，8項是醫學試驗，另外17項是科學實驗，拍攝地球彩色照片1400張，為美國航天創造了數個“第一”。

飛船構造

1965年投入使用的“雙子星座”飛船是美國第二代飛船。雙子星座號是2艙式飛船，由座艙和服務艙兩個艙組成，形狀與第一代飛船“水星號飛船”相似，呈長圓錐形，高為5.6米，最大直徑3.1米，質最約3.2-3.8噸，可乘坐兩名航天員。

雙子星座號飛船仍由研製水星號飛船的麥克唐納公司總承包，雖然它與“水星”飛船外形相似，但這2種飛船有許多不同之處，主要體現在以下幾個方面：取消救生塔、增加設備舵、改進軌道機動系統、增加交會與對接控制系統、增加對接裝置和航天員艙外活動設備。水星號飛船的飛行任務時間為1天，而雙子星座號飛船的飛行任務時間一躍提高到14天。為此，雙子星座號飛船在相關係統上作了新設計。

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。

座艙

“雙子星座”的座艙分密封和非密封兩部分，前者裝有顯示儀表、控制製備、廢物處理裝置和兩把彈射座椅以及食物和水；後者裝有無線電設備、生命保障系統和降落傘等，全長3.4米，最大直徑2.3米，航天員活動空間2.55立方米，總重量1982千克。座艙前端還有交會對接用的雷達和對接裝置。座艙底部粗覆蓋有再入防熱材料。

服務艙

其服務艙分上艙和下艙，上艙裝4台制動發動機，下艙有軌道發動機及其燃料、軌道通信設備、電池等，全長1.4米，最大直徑3.05米，重1278千克，其中環控生保系統的重量為117千克。服務艙內壁有許多流動冷卻液的管子，因此該艙又是一個空間熱輻射器。“雙子星座”飛船在返回前先拋棄服務艙下艙。然後點燃4台制動火箭，再扔上艙。座艙再入大氣層後，下降到低空時打開降落傘，航天員與座艙一起在海面上濺落。

飛行歷程

1964年1月雙子星座號飛船製造完畢後，共進行了10次載人飛行，總計飛行時間97小時48分。實施“雙子星座”計畫的目的就是為阿波羅號飛船進行載人登月做好技術準備。

1965年3月23曰，雙子星座3號飛船首次載航天員格里索姆和約翰·楊發射入軌。這次飛行主要是考察飛船各系統和再人大氣層時的無線電通訊試驗、失重和輻射的影響，因此飛行時間定為5小時，結果旗開得勝。除檢驗了飛船的基本性能外，航天員首次在軌道上實現了真正的飛船操縱、變方向和變速度控制，還首次在空間使用了計算機(這台計算機重22.7乾克，計算能力為7000次/秒)、使操縱飛船的航天員能夠獲得飛船變軌所需的推力數據，及使用計算機對交會及有升力再入等進行計算，從此在載人航天飛行中獲得了機動飛行能力，結束了在此之前飛船必須按照固定軌道繞地球飛行的情況，開創了航天飛行中人機結合的新時代。

雙子星座4號飛船於同年6月3日發射。這次飛行任務由航天員懷特和麥克迪維特承擔，飛行時間延長到5天。在飛船繞軌道飛至第三圈時，懷特按預定計畫在夏威夷上空打開艙門，進入了開放空間，在艙外共活動了約21分鐘。在飛行期間，他們還進行了科技實驗,醫學測試，利用彈力器來維持肌肉的彈性，拍攝了許多艙外活動和地球大氣層的照片。由於飛胎上的計算機失靈，飛船沒有按原定計畫飛行121圈，而是飛行62圈後於6月7日返回地面。這次飛行有2項成果超過了當時的蘇聯：一是飛行時間近98小時，打破了當時蘇聯的紀錄；二是進行了首次太空行走。

美國太空行走第一人: 懷特

雙子星座5號飛船於1965年8月21日發射，在軌運行7天，主要任務是進行軌道機動和交會練習。儘管飛船在飛行中沒能按計畫與鑑定艙對接，因為鑑定艙失蹤了，但完成了許多實驗和對地觀察項目，飛行時間達8天，繞地球120圈，仍然取得了很大成功。通過對飛船上2名航天員的身體適應情況的監測，證明人可以經受飛向月球並在月面短暫停留後再返回地面這樣長時間的失重，成功掃除了通往太空飛行2個星期道路上的障礙。

為了驗證雙子星座號飛船的交會能力，為航天員提供在太空中進行對接訓練的機會。美國航空航天局分別於1965年12月4日和12月15日分別發射了雙子星座6號、7號飛船。

1966年3月16日發射的雙子星座8號和6月3日發射的雙子星座9號都末能按計畫實現與宇宙神號火箭上面級“阿金納”對接的任務，但雙子星座8號在1台姿態控制發動機失控後成功完成了世界載人航天飛行中的首次緊急救生，也表現出人在空間完成某些特定任務及處理緊急情況方面的作用。雙子星座9號的航天員塞爾南於6月4日進行了長達2小時的艙外活動，完成了預定的科學研究任務。

1966年7月18日，雙子星座10號飛船載航天員約翰·楊和科林斯進入軌道。雙子星座10號用了約6小時時間完成了與“阿金納”的會合與對接任務，此時距地面298千米。“阿金納”的發動機正常工作了80秒鐘，將雙子星座號飛船——阿金納1號複合體送到763千米的遠地點，爾後發動機又2次點火，把雙子星座10號的遠地點降到382千米，最後一次點火把雙子星座10號飛船推人377 .6千米的圓軌道。雙子星座10號和“阿金納”組成複合體持續飛行了4小時後分離。不久，航天員操縱飛船向7千米遠的“阿金納”機動飛行，兩小時後兩者相距只有3米。航天員科林斯爬出艙外，依靠機動系統來到“阿金納”上，完成了取樣任務。最後，他們於7月21日安全返回地面。這次圓滿成功的太空對接與軌道機動飛行是航天史上一項偉大的成就，表明已掌握了“阿波羅”計畫的關鍵技術，為載人登月開闢了道路。

雙子星座號與阿金納號對接

1966年9月22日和11月11日，雙子星座11號、12號飛船先後發射。這兩艘飛船更加出色地完成了空間對接任務、艙外活動任務，進行了一系列科學實驗。11月15日，雙子星座12號安全返回地面，這標誌著“雙子星座”計畫的結束。

“雙子星座”計畫的意義

作為一項既是獨立的又是過渡性的計畫，“雙子星座”計畫取得的許多開創性成就，為“阿波羅”計畫提供了極其寶貴的經驗和科學技術成果：

提洪了足夠執行“阿波羅”計畫的長時間飛行經驗，包括生理、醫學、生活等方面；

驗證了飛船在載人適應的溫度、供氧、壓力等條件下長期工作的可靠性和壽命；

掌握了最重要的太空飛行器交會與對接技術，為載人登月的月球軌道對接方案提供了有力的證據；

完成了長達2小時以上的艙外活動，為後來航天員在月面活動提供了經驗；

實現了太空飛行器姿態控制、機動和變軌飛行，這是“阿波羅”計畫必不可少的任務；

實現了受控再入，提高了落點精度，為航天員的安全返回提供了更大的保證；

飛船分成幾段，在再入時只回收載人的座艙，阿波羅號飛船也採用了這種格局；

飛船的新型燃料電池獲得了驗證和改進，它成功用於阿波羅號飛船；

雙了星座號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、航天服笨重和太空行走困難等被“阿波羅”計畫廣泛吸取並加以改進；

“雙子星座”計畫還提供了航天員訓練、太空生活等方面的經驗；

“雙子星座”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；

遠距離對地通訊獲得發展和驗證；

地面各控制台站的工作能夠滿足遠程太空飛行的要求。