图解世界载人航天发展史（十五）

□ 邸乃庸

图解世界载人航天发展史（十五）

□ 邸乃庸

天地往返载人航天器“联盟”号飞船

苏联/俄罗斯研制的“联盟”号飞船是苏联第三代载人航天器，是世界上使用时间最长、最可靠的载人航天器，作为载人天地往返航天器已经使用了半个世纪，曾经服务于“礼炮”1号至“礼炮”7号空间站、“和平”号空间站和国际空间站。自1967年“联盟”1号飞船（左图）使用以来，经历了多次改进，形成了“联盟”号飞船（1971―1981年）、“联盟”T号飞船（1979―1986年）、“联盟”TM号飞船（1986―2002年）和“联盟”TMA号飞船（2002年至今）等多个系列。现在国际空间站使用的唯一天地往返载人航天器是“联盟”TMA号飞船（右图）。

“联盟”号飞船长7.5米，最大直径2.72米，起飞质量7.07吨，由前面的生活舱、中间的返回舱和后面的仪器设备舱3个舱段构成（左图）。生活舱为航天员提供饮食、卫生等条件，并装载货物，仪器设备舱提供生命保障、电源和飞船机动与姿态控制的推进力。右图为3名航天员在返回舱内准备起飞。

“联盟”号飞船在太空与其他航天器对接时均使用杆锥式对接机构，“联盟”号飞船设置的是对接机构中的杆组件，空间站上设置的是对接机构中的锥组件。准备实施对接时，位于“联盟”号飞船前端的杆组件中的杆伸出（左图），逐渐靠拢空间站，两个航天器轴线对正后，杆插入锥组件内实现对接（右图）。

在“和平”号空间站运行的15年期间，“联盟”号飞船共31次往返为其渡运航天员。自1998年国际空间站开始组建以来，“联盟”号飞船一直为其服务。左图为“联盟”号飞船正在靠近“和平”号空间站；右图为航天员乘坐“联盟”号飞船到达国际空间站，手持索契冬奥会火炬进入空间站。

发射“联盟”号飞船的运载火箭是“联盟”号运载火箭，目前使用的是“联盟”FG号运载火箭，该火箭为两级半构型，推进剂为液氧和煤油，总长49.52米，起飞质量310吨，最前端设置有逃逸塔。左图为正在将逃逸塔-飞船-运载火箭组合体运往发射工位；右图为“联盟”号运载火箭托举着“联盟”号飞船起飞。

“联盟”号飞船返回地面时，先制动减速使飞船进入返回轨道，然后，3个舱段分别分离。返回舱在距地面10千米高度时开启降落伞，抛掉前端的防热底，露出缓冲发动机。距地面1.5米时，缓冲发动机点火，减缓落地冲击。左图为返回舱落地前缓冲发动机点火工作；右图为救援人员协助航天员出舱。

天地往返载人航天器“神舟”号飞船

“神舟”号飞船是我国空间站的天地往返载人航天器，研制试验阶段具有两种基本构型：一种是飞船自身试验构型，飞行任务完成后，轨道舱能够单独留在轨道运行，轨道舱有独立的推进系统，飞船具有两副太阳电池阵（左图）；另一种是飞行任务构型，轨道舱不留轨，只有一副太阳电池阵（右图）。

“神舟”号飞船另一种独特构型是进行舱外活动试验构型，需要将轨道舱改进成为气闸舱，使其具有减压和覆压功能，航天员进行舱外活动时不影响返回舱的舱内环境。左图为航天员进行舱外活动；右图为改进的轨道舱，上方是用于覆压的高压气瓶，正对画面的圆洞是航天员进行舱外活动时进入太空的舱门。

“神舟”号飞船进行了太空交会对接飞行试验，与天宫空间实验室进行了成功对接，使用的对接机构是异体同构周边式对接机构（导向器内翻）。该对接机构置于航天器前端的周边，对接后基本不对通道通行构成影响。掌握太空交会对接技术，为建立我国空间站奠定了良好基础。

“神舟”号飞船由轨道舱、返回舱和推进舱组成。轨道舱长2.8米，直径2.25米，主要提供航天员生活条件（左图），并作为对接舱段。返回舱是返回地面的唯一舱段（右图），长2.5米，最大直径2.5米，设置有显示和操作控制装置。推进舱长2.94米，最大直径2.8米，主要提供生命保障、电源和推进动力。

“神舟”号飞船由长征二号F运载火箭发射，该火箭为两级半构型，芯级为两级，并联4枚助推器，再加上整流罩、逃逸塔，全长58.34米，起飞质量479.8吨，芯级直径3.35米，助推器直径2.25米，整流罩最大直径3.8米，使用四氧化二氮和偏二甲肼推进剂（左图）。长征二号F运载火箭发射神舟飞船时，前端设置有逃逸塔（右图），在发射过程中，一旦出现危及航天员生命安全故障时，启动逃逸塔将航天员乘坐的返回舱迅速远离故障源，开启返回舱内降落伞安全降落。

返回舱以约每秒7.8千米的速度进入大气层，气动减速过载小于4g，至10千米高度时开伞，引导伞、减速伞顺序拉出，使返回舱减速至每秒90米，而后开启主伞，抛防热底，落地前缓冲发动机工作，减缓着陆冲击。左图为返回舱着陆；右图为救援直升机到达着陆地点（返回舱尚未落地）。