苏联载人航天史——东方、上升计划

1961年4月12日UTC时间06:07(莫斯科时间 09:07),搭载着尤里·加加林的东方号火箭在苏联拜科努尔航天发射场1号工位发射升空。飞行108分钟后加加林顺利返回地面,完成了世界首次载人航天飞行任务。他乘坐的东方号飞船也被更多人熟知……

早期发展
在东方系列飞船问世之前,苏联人也曾有过载人航天的计划。20世纪40年代米哈伊尔·季洪拉沃夫以V-2导弹为基础,设计了载人高空飞行器,被称为VR-900项目。1946年3月该任务得到正式批准,但由于当时的技术原因,该项目中途夭折,之后R-7导弹的研发被提上日程。苏联工程师们重新开始研究载人航天的可行性。
经过讨论,认为想要完成载人飞行需要升级R-7火箭提升运力,为R-7火箭加装上面级。原设计中加装上面级的R-7火箭能将5吨的载荷送入近地轨道。这个重大的提升给了苏联工程师充分的想象空间并提出了三个设想,分别为:太空飞机的概念、旋翼降落概念和太空舱概念。之后认为太空飞机的概念和旋翼降落概念过于激进不可行,最终保留了太空舱概念。并敲定球形太空舱+圆锥形服务舱为该航天器的设计。
1958年4月该航天器有了更详细的设计。球体直径约2.3米,质量5~5.5吨,返回着陆精度100~170km,距地面8~10km时启动弹射座椅将宇航员与飞船分离,拥有载人和军事用途的无人版本,并命名为“ Object OD-2 ”(OD为 “定向卫星 ”)。同年11月推出了OD-2航天器的4个版本:1K航天器、2K航天器、3K航天器和4K航天器,1K为原型航天器,2K为军用版本,3K为载人版,4K为2K航天器的升级版。同年12月DO-2原型机开始建造,科罗廖夫认为2K航天器不应该单独研发,仅需在载人版本上加以改造,该想法在后续得到苏联中央批准。

1959年5月22日,苏共中央和苏联部长会议签署第569-264号法令,授权发展载人航天器。在这之后该项目正式改名为 “ Vostok ”也就是我们熟悉的“东方”。东方系列中载人飞船被命名为“东方”,军用版无人航天器被命名为 “ Zenit ”(天顶),2K航天器命名为Zenit-2(天顶-2),4K航天器命名为Zenit-4(天顶-4)。在此之前,1959 年 1 月,OKB-1 设计局开始开发 Block- E上面级,该上面级配备一台RD-105发动机,计划装配在R7火箭之上提高火箭的运力。R7+Block-E组合被称为“ Vostok ”(很显然是根据它的载荷东方号飞船而命名的),在之后的研发和测试中,Block-E的性能不如预期,R7+Block-E组合只能将约4.5吨的载荷送入LEO轨道,工程师们不得已改变了东方号的设计,成了我们熟悉的模样。

基本数据
飞船数据
返回舱:重量:2.4吨
球体直径:2.3米
搭载人数:1人
服务舱:重量:2.27吨
高度:2.25米
最大直径:2.43米
发动机:1台TDU发动机,3台RCS
主机推力:15.83千牛
主机点火时长:45秒左右
推进剂:
飞船整体高4.73米,重量4.67吨左右(1K航天器最轻,4.54吨)
火箭数据(二级半火箭)
助推器: 空重:3.71吨 x 4
最大直径:2.68米
长度:19.00米
发动机:RD-107 x 4
推力:971.00kN x 4
工作时间:118秒
海平面比冲:250s
推进剂:液氧+煤油
一级(Block-A):
空重:6.8吨
最大直径:2.95米
长度:28.75米
发动机:RD-108
推力:912.00kN
工作时间:301秒
海平面比冲:241s
推进剂:液氧+煤油
二级(Block-E)
空重:1.44吨
直径:2.56米
长度:2.84米
发动机:RD-105/RD-109
推力:54.5kN(RD-109)
工作时间:365秒(RD-109)
真空比冲:302s/326s
推进剂:液氧+煤油
火箭整体运力(LEO):4.73吨

有的时候我们在某度搜索东方号飞船的图片时,经常会看到这样两种形式的图片(如下图),那么那种才是东方号本体呢?吃瓜群众或刚入圈的朋友经常分辨不清。图左是连着上面级(火箭二级,Block-E)的东方号,图右才是东方号飞船本体


测试飞行
到了1959年底有两艘原型机已经被建造完成,他们代号为“1KP”航天器(P意为测试版),它们拥有和3K航天器相同的电气系统,但没有隔热罩和生保。这两艘原型机将在地面完成各种测试。与3K航天器的不同的是“1KP”型飞船返回舱有两个半圆形直径为一米的小型太阳能电池板,能随着太阳转动。1960年4月29日,第三艘“1KP” 航天器搭乘 安-12 运输机运抵拜科努尔,但这艘飞船上仍缺少很多重要的零部件。新的自动稳定系统的部件 在5月3日飞抵发射场(在这之前,运输它的卡车司机小酌了几杯有些微醺,在去机场的路上卡车撞在了树上)。由于各种故障原定于5月12日的发射推迟了,5月12日才正式开始彩排。1960年5月15日,莫斯科时间 03:00:05搭载着“1KP”型航天器的东方号火箭顺利升空,成功将4.45吨的“1KP”型航天器送入312km x 369km 倾角 65°的轨道,被命名为Korabl-Sputnik-1(不清楚怎么翻译)。此次发射的飞船返回舱内载有一个假人。5月16日苏联政府向媒体宣告此次发射的载荷为苏联的第一艘载人飞船的测试版,苏联正在开展有关研究和开发工作,为载人送入太空做准备,而这次特殊的任务标志着这一任务的开始针对长时间有人驾驶飞行的飞行测试。1960年5月19日,莫斯科时间 02:52,着陆前一圈,位于西西伯利亚科尔帕切沃的NIP-12地面站通过无线电向航天器发出启动着陆序列的命令,如果一切顺的话飞船将在非洲上空制动,之后返回舱与服务舱分离,由于没防热大底,返回舱和服务舱都会在大气层中烧毁。但其中一个红外传感器发生故障,服务舱的发动机点火制动并没有降轨,反而将航天器的轨道提升到了305km x 686km的轨道上,虽然返回舱和服务舱成功分离但很显然已经无法受控再入(注:返回舱在1962年9月5日再入大气,服务舱于1965年10月15日再入)。

1960年7月28日,莫斯科时间12:31,一枚东方号火箭载着1K型航天器发射升空,但在发射23秒时其中一个助推器的发动机发生爆炸,随后火箭解体。与上一次任务不同的是,1K型航天器配备了隔热大底和生保,还配备了由弹射座椅改的弹射生物舱,生物舱内搭载了两只狗狗,Chaika(海鸥)和Lisichka(狐狸),除了有两条小狗外还有苍蝇、老鼠和一些微生物。任务的主要目的是测试返回舱再入和弹射生物舱,因为弹射生物舱在升空后50秒后才被激活,所以这次任务弹射生物舱并没有启动,两只小狗和其他生物一起死在了这次任务当中。任务失败后苏联对此没有任何报道(苏联特有的只字不提)。


虽然7月28日的发射失败了,但好在并没有对发射台造成太大的损害,同年8月19日,莫斯科时间11:44:06,原计划17日发射的第二艘1K航天器发射升空,顺利进入306km × 339km 倾角 64.57°的轨道,被命名为Korabl-Sputnik-2,计划在轨2~3天。16日夜,火箭在发射台进行测试时主氧气阀出现故障,任务被推迟到了19日发射。这次任务的生物舱中和上一次任务一样搭载了两条狗狗,Belka(贝尔卡) 和 Strelka(斯特雷卡),还有各种植物、真菌,值得一提的是里面还搭在了玉米种子(哈哈哈哈)(正值赫鲁晓夫执政时期)。19日晚,苏联还为此次任务开通了电视直播。20日凌晨,飞行器的红外传感器发生故障,9:30决定提前结束任务使用备用太阳定向系统进行着陆,10:50左右,TDU制动系统工作,飞船顺利降轨再入,返回舱距离地面约7km时,弹射生物舱弹射与返回舱分离,11:07生物舱顺利着陆完成了一天2小时23分钟的飞行任务,两只狗狗没有生命危险。但舱内搭载的40只老鼠死了28只。任务过后,技术人员查看舱内录像时发现,在飞船绕轨飞行四周时,狗狗贝尔卡开始变得骚动,一边吠叫一边呕吐,这也是首次载人任务的飞行限于绕轨一周的原因之一。

7月28日的失败飞行,让苏联工程师们意识到任务的安全方面还面临着重大的挑战,弹射座椅还不成熟(初版弹射座椅标称可在60km~125km内保障宇航员的安全)。经过改进,第二代弹射座椅可以在4km~5km高度启动,宇航员可以在仅由压力服保护下打开弹射座椅跳伞,如果火箭在高空出现问题时,飞行计算机可以关闭火箭的发动机,抛整流罩分离飞船,重新设计了飞船的飞行轨道规定近地点在180km左右,成功入轨后在TDU失效的情况下,可以根据大气摩擦衰减轨道,在10天内返回。此次的改进将会在下一次试飞中进行测试,最新原型机的任务预计将持续一天,如果未能重返大气层,该航天器将在轨道上运行 60 小时后自毁。
1960年12月1日莫斯科时间10:30,第5艘1K型航天器从拜科努尔起飞(第3、4艘下落不明),9分钟左右进入187km × 265km 倾角 64.97°的轨道,被命名为Korabl-Sputnik-3,此次任务的载荷和前几艘类似,两只狗狗Mushka(小苍蝇)和 Pchelka(小蜜蜂)、豚鼠、小鼠和苍蝇以及各种生物标本,还鱼卵和鱼精子进入轨道后进行混合,完成首次太空受精实验。飞行一天后,绕轨飞行的第18圈时开始执行返回程序,在返回过程中出现故障,最终自毁程序启动,航天器自毁。这次任务变相的证明了自毁系统的可靠性。

1960年12月3日,一枚改进后的东方号火箭抵达拜科努尔航天中心,他的载荷为下一艘1K航天器也就是第6艘1K航天器,也是1K航天器最后一次发射,火箭主要升级的是二级也就是Block-E的发动机,将RD-105换成了性能更强的RD-109。1960年12月22日莫斯科时间 10:45:19火箭顺利升空,这次1K航天器的载荷与前几次大同小异也是两只狗狗Kometa(彗星)和Shutka(玩笑),以及若干生物。在火箭飞行432.02秒时,Block-E上的新发动机过早关机了,和预计飞行时间的676.61秒相差甚远,远远低于入轨速度,飞行控制系统发出了航天器与Block-E分离的命令,随后航天器执行着陆顺序。救援队找到返回舱后,发现本该在着陆前与返回舱弹射分离的生物舱并没有成功分离,但弹射系统中小火箭已经启动,救援人员将生物舱取出后,迅速进入舱内并切断了自毁装置的线缆。幸亏有返回舱的保护,生物舱内的两只小狗得以在零下35℃的环境下幸存下来。之后对事故的调查,发现服务舱与返回舱连接的多条电缆未能按计划分离,再入的热量将各种电缆并熔合在一起,很可能打乱了正常的着陆顺序,也很可能是自毁系统未正常启动的原因,也是因为这些原因生物舱里的狗狗以及其他生物未丧生在事故中。这次事故也为后续的飞船积累了经验。


正式飞船亮相
1960年9月3KA型航天器设计完成,首批生产的3KA航天器共4艘,计划前两艘进行无人测试,如果前两次任务取得圆满成功,那么第三艘飞船将执行载人任务。由于设计局内还有其他探测器的工作加上 上一次发射透露出诸多问题,3KA型飞船的首飞一推再推,1961年3月1日,将3KA型航天器首飞时间定于3月9日。3月6日,RD-109的研发部门也提交了上一次飞行的事故报告,并确认改进后的RD-109发动机可以执行即将到来的任务。首飞任务将搭载一个穿着压力服的空壳假人 Ivan·Ivanovich(伊万·伊万诺维奇)和一只狗Chernushka(切尔努什卡),在假人的胸腔和腹腔中,有装有小鼠、豚鼠、青蛙、苍蝇、微生物、植物种子和人类血液样本的容器,以继续研究生物物体的辐射和失重状态。 3月9日莫斯科时间09:29航天器升空,约9分钟成功进入 183.5km x 248.8km 倾角 64.56°的轨道,被命名为Korabl-Sputnik-4。按照设定飞行程序,飞船成功返回,任务成功,返回时服务舱和返回舱的线缆未正常分离,再入大气时被烧断(这一故障在随后的任务中会频繁出现),整个任务耗时1.92小时。根据后续报道,该航天器还成功测试了用于军用版的拍摄设备。


16天后,一枚东方号火箭搭载着第二艘3KA型航天器正伫立在发射台上准备发射。在此之前,1961年3月16日,三架伊尔-14带着所有正在接受训练的所有宇航员离开莫斯科的训练基地前往拜科努尔航天发射中心,并在那里会见科罗廖夫、格鲁什科等,并知晓了东方飞船的测试进度,还需参加下一次发射的彩排。3月24日,莫斯科时间18:00,加加林和季托夫穿戴整齐,乘坐巴士前往发射台。他们乘坐电梯到达火箭顶部,但没有进入返回舱。3月25日莫斯科时间 08:54:00,第二艘3KA型航天器搭载着一个假人和一只狗顺利升空,进入178.1km × 247km 倾角 64.54°的轨道,被命名为Korabl-Sputnik-5。任务安排依然是模拟首次载人飞行的必要程序,绕地一圈后返回。虽然在发射前航天器和火箭仍有许多问题(带问题上天),但任务整体是成功的。


首次载人飞行
前两次任务的成功,证明了下一艘航天器可以执行载人任务了。在3月29日的会议上,所有主要官员都认为可以执行载人任务了,起草了一份向苏共中央提交的报告,提议在1961年4月10日至20日期间发射首次载人太空飞行任务。3月30日,乌斯季诺夫(德米特里·费多罗维奇·乌斯季诺夫,当年就任苏联部长会议副主席,掌管苏联火箭工业部门)向苏共中央写了一份备忘录,宣布首次载人航天飞行的准备工作已完成,并通知克里姆林宫,发射可在1961年4月10日至4月20日期间进行,并得到中央主席团的批准。4月8日,国家委员会召开会议,审议了一系列技术问题,并确定首飞的飞行乘组。经商讨,加加林被任命为首飞飞行乘组的宇航员,替补宇航员为季托夫和内利乌波夫。
4月12日清晨,加加林和季托夫在为即将到来的飞行做最后的准备,在更衣室穿加压服时一位旁观者半开玩笑地表示,穿着加压服的加加林降落时可能会被误认为是一架美国间谍飞机的飞行员,就像去年在苏联上空被击落的那架一样。这个玩笑得到了重视,官员们紧急决定在加加林头盔的正面画上红色大字CCCP。准备完毕后加加林和季托夫一同乘坐巴士前往发射台,由于尿急没厕所,巴士停下后加加林对着巴士的轮胎小解,在后来也成为了苏/俄宇航员飞天前传统,之后在国际空间站只能靠联盟通勤的阶段中外籍宇航员也会这么做,女性宇航员会提前准备好一袋尿在下车后洒在轮子上。距离发射还剩不到1小时,加加林进入返回舱内。莫斯科时间09:06:59,伴随着轰鸣声东方号火箭起飞了,飞船被称为东方一号。似乎在我们的印象中这次任务是完美的,但火箭将飞船送入了181km x 327km 的轨道,远地点比计划的230km高了不少。前文提到了,当东方号飞船的发动机出现故障无法启动时,可以通过大气减速一点一点降轨在10天内着陆,但经过推测东方一号的轨道至少要花14天以上才能着陆,如果东方一号的发动机出现故障,那无疑,加加林肯定会在这次任务中牺牲。进入轨道后,加加林与苏联远东堪察加半岛埃利佐沃的曙光3号地面站取得联系并询问轨道数据,但并未得到一个肯定的答复。绕轨飞行一周后,飞船执行返回程序,TDU关闭后发生了剧烈的震动并开始旋转,返回舱与服务舱未正常分离。飞行108分钟后加加林安全落地(后续称这次任务飞行了106分钟)东方一号任务结束。

东方一号任务结束,按照计划东方二号的飞行时间将提升到了24小时,绕轨飞行18周,宇航员为东方一号加加林的替补季托夫,任务目标为:
长时间飞行失重对人体的研究;
测试手动控制航天器;
测试宇航员使用光学设备拍摄地球。
1961年8月6日,莫斯科时间08:59:57东方二号发射升空,随后飞船进入了183km x 244km 倾角 64.93°的轨道。在第二圈飞行时开始头晕、恶心和腹部不适。在做头部运动时,这些症状加重。在睡眠后症状减轻,之后这种症状被成功为太空适应综合征。8月7日,莫斯科时间09:57,返回制动开始,再入时返回舱与服务舱未正常分离,10:11左右安全着陆,东方二号任务耗时25小时18分。宇航员格尔曼·季托夫也在东方二号任务中多次创下了世界纪录,如:第一次飞行满24小时,第一次在太空上厕所、第一次得太空病、第一次在太空进食、第一次在太空呕吐等,他自己也成为了世界上最年轻的宇航员(执行任务时季托夫还未满26岁)。

1962年2月,斯拉夫超人们开始计划多人在轨飞行,初计划同时在轨2~3人,同时测试飞船的飞行能力。为了减少任务的复杂程度减少至同时在轨两人,尼古拉耶夫和波波维奇为这次计划的宇航员。1962年6月1日,第三艘天顶-2间谍卫星发射失败,火箭起飞不久后出现故障,在发射台附近坠毁,险些把发射台扬了。由于使用的是同一型号的火箭同一个发射台,载人任务不得不推迟。7月28日,东方号火箭载着另一艘天顶-2间谍卫星发射成功,随后该任务被命名为Kosmos 7(宇宙7),主要是为了测试火箭和航天器上的相关系统。8月11日,火箭载着尼古拉耶夫从拜科努尔起飞了,飞行一切顺利,东方3号成功进183km x 251km 倾角 65°轨道。这次任务要求他在飞船上观察东方4号发射,还要求他解开束带,在舱内失重漂浮。8月12日,间隔一天后,在同一个工位,另一发东方号火箭载着东方4号起飞了(属实斯拉夫超人),但在天上的尼古拉耶夫通过无电线报告说并没有看到火箭升空。东方4号成功进入180km x 254km 倾角 65°轨道,入轨后与东方三号取得无线电联系,两艘飞船最近距离仅相差约6.5km,是世界首次飞船编队飞行。14日,决定将东方4号任务延长至16日。15日监测到东方四号返回舱内温度下降了约10°C,湿度上升35%,在绕地飞行至第49周时波波维奇通过无线电向地面报告“我观察到了雷暴”(为了防止西方国家对监听任务,苏联方面制定了一些话术,“我感觉很好”意味着任务可以正常进行;“我观察到雷暴”意味着宇航员状态不好,要求尽快着陆)但波波维奇将这些忘记了,观察到雷暴后进行了报告,报告完毕后意识到了错误,并报告“我感觉很好”,由于舱内温度下降和搞不清波波维奇在天上是否真的出问题了,决定提前返回。在东方3号着陆7分钟后,东方4号也在附近成功着陆。任务结束,整个任务耗时约4天。三号四号的成功,在西方引起了不小的波动,他们甚至认为苏联已经掌握了在轨交汇技术。

在东方二号任务成功后,斯拉夫超人们就开始考虑将女性宇航员送入太空了。1961年12月30日,苏共中央批准选拔五名女性候补宇航员,其中三名正式入选,随后瓦莲京娜·捷列什科娃被选为东方6号飞行乘组,毕科夫斯基被选为东方5号飞行乘组。1963年6月14日,发射一小时前,工程师发现东方5号的弹射座椅出现故障可能无法正常弹射,发射推迟了30分钟,发射前5分钟,工程师又发现Block-E又出了问题,继续推迟发射。莫斯科时间14:59,东方5号从拜科努尔起飞,在发射前几秒时,勤务塔上有一条和火箭连接的电气脐带未正常与火箭分离,但地面并没有终止发射,随后电气脐带被火箭扯断。之后飞船进入175km x 222km 倾角 64.97°的轨道,比计划的轨道要低任务时间缩短,这使得本该5天后发射的东方6号提前。两天后,莫斯科时间12:30,东方6号载着世界上第一名女性宇航员瓦莲京娜·捷列什科娃从拜科努尔起飞,随后进入183km x 233km 倾角 65°的轨道。飞行一天后,她发现飞船的自动自控系统失效了,飞船开始不受控制的缓慢滚动,这使得飞船将要返回时捷列什科娃要手动控制飞船的姿态。6月19日,在绕轨飞行45周时,捷列什科娃手动控制住了飞船的姿态,随后飞船进入返回程序,TDU点火飞船再入大气,与东方5号共同在轨70小时40分48秒成功着陆。在着陆时她的脸撞到了头盔边缘,流着鼻血,眼睛下被撞得淤青。东方6号着陆3小时后,东方5号也开始返回,和东方1号、2号一样,这次东方5号的服务舱也未能正常分离,飞行4天23小时6分钟后,东方五号成功返回,刷新了当时载人飞行的世界纪录。

在东方5号、6号任务之前,科罗廖夫提出了改进东方号飞船,并商讨了下一步的计划,规划出了东方7~13号的任务:
东方7号:1964年4月发射,在范艾伦辐射带飞行10天,开展对范艾伦辐射带的研究
东方8号:1964年6月发射,(任务规划大致与7号相同)
东方9号:1964年8月发射,在更高的轨道飞行10天,研究日冕,生物医学等
东方10号:1965年4月发射,(任务规划大致与9号相同)
东方11号:1965年6月发射,执行出舱任务,并配备气闸舱
东方12号:1965年8月发射,(任务规划大致与11号相同)
东方13号:1966年4月发射,(任务规划大致与9号、10号相同)
要求苏共中央对计划进行拨款,进行下一批四艘东方号飞船的建造,但拨款迟迟未批下,新一批飞船被拖到了1964年初开始建造。1963年底,美国宣布他们将在1964年开展双子星计划,双子星飞船能够同时将2名宇航员送入轨道。1964年2月4日,苏总书记赫鲁晓夫亲自打电话给科罗廖夫,要求科罗廖夫停下东方飞船的工作,并赶在美国人之前同时将多名宇航员送入太空。
1964年2月4日,东方计划正式被叫停。

图注:从左到右依次为 波波维奇、季托夫、加加林、尼古拉耶夫、捷列什科娃、赫鲁晓夫和毕科夫斯基
为什么尼古拉耶夫和捷列什科娃站在一起呢?这两位曾是夫妻,在训练时尼古拉耶夫负责协助捷列什科娃,时间长了就有人开玩笑说他们两个很般配应该结婚。后这个笑话被传到了赫鲁晓夫耳朵里,为了达到宣传效果,赫鲁晓夫给负责宇航员训练的卡马宁将军施加压力,迫使两名宇航员结婚。两位在1963年11月3日结婚,仪式在莫斯科婚礼宫举行(应该是第一个宇航员之家吧)。显然,婚后是不幸福的。1982年,二人离婚。


番外篇(上升计划)
上文提到了苏联人为了赶在美国人之前拿下能够同时将多名宇航员送入太空的名号,要求科罗廖夫赶在美国人之前同时将多名宇航员送入太空。虽然联盟飞船早在1962年被提出,随后进行设计研发,但联盟飞船的进度不足以赶在美国双子星飞船之前载人发射,只能依照现有的东方飞船进行改进,1964年3月13日,军事工业委员会(VPK)会议签署第59号法令,正式通过该项目,并将其命名为“Voskhod”(上升),OKB-1设计局已经考虑航天器的命名问题,在此之前将航天器命名为“Vykhod”(突击?/出击?),最终该名字被下一改型航天器(用于出舱)所占用。“Voskhod”航天器的代号为3KV型航天器,“Vykhod”航天器的代号为3KD型航天器,3KV型航天器设计可同时搭载3名宇航员;3KD型航天器设计有气闸舱,可供宇航员出舱。1964年4月13日,苏共中央签署法令,授权开始建造三艘“Voskhod”号和两艘“Vykhod”号。
得到批准后,工程师们遇到最大的问题就是如何把三名宇航员塞进初设计仅能搭载一名航天员的返回舱里而且保证降落时宇航员的安全。为了搭载三名宇航员,宇航员在舱内只能穿普通服装,取消了弹射座椅,并尽可能的拆掉多余的设施。取消弹射座椅后,宇航员只能跟随返回舱一起着陆,但东方飞船的降落伞面积不够大,返回舱下降速度快,不能够在着陆时保证宇航员的安全,工程师们想到了之前科罗廖夫提出的在降落伞主伞绳上加装小固推、加装一个副伞来解决着陆冲击过大的问题。1964年9月6日为了测试新的着陆系统,将东方二号的返回舱从博物馆拉出改装测试,在测试中返回舱被摔坏了。因为取消了弹射座椅,在起飞前40秒至低空都无法逃逸,科罗廖夫曾想过为上升号加装正在研发中联盟飞船的逃逸塔,但因为进度问题而取消。东方号的生保设计能保证一名宇航员在轨10天,但上升号要同时搭载3名宇航员,生保只能维持3天(实际只能维持两天)。为了保证顺利再入,在返回舱顶部加装了一个固推,在主发动机失效后,可通过固推降轨。改装后的飞船重量也达到了近5.4吨,东方号火箭无法将改装后的飞船送入轨道,所以火箭也要改进,更换了更强大的上面级,二级发动机更换为RD-0108,被命名为上升号火箭(和东方号火箭一样,用载荷命名)。


基本数据
飞船数据
返回舱:重量:2.9吨
球体直径:2.3米
搭载人数:Voskhod 3人 /Vykhod 2人
服务舱:重量:2.27吨
长度:2.25米
最大直径:2.43米
发动机:1台TDU发动机,3台RCS,
主机推力:15.83 kN
主机点火时长:45秒左右
推进剂: TG-02 + AK-27I(氧化剂)
辅助模块(Voskhod KDU):1台固体发动机
重量:143公斤
长度:0.6米
直径:0.25米
推力:118 kN
气闸舱(仅Vykhod):折叠长度:0.74米:;展开长度:2.5米
内径:1米;外径:1.2米
飞船整体高5.15米。Voskhod重约5.31吨;Vykhod重约5.68吨
火箭数据
助推器: 空重:3.71吨 x 4
最大直径:2.68米
长度:19.00米
发动机:RD-107 x 4
推力:995.400kN x 4
工作时间:119秒
海平面比冲:257s
推进剂:液氧+煤油
一级(Block-A):
空重:6.8吨
最大直径:2.95米
长度:28.75米
发动机:RD-108
推力:941.4kN
工作时间:301秒
海平面比冲:248s
推进剂:液氧+煤油
二级: 空重:2吨
直径:2.56米
长度:8.1米
发动机:RD-0108
推力:294.2 kN
工作时间:240秒
真空比冲:330s
推进剂: 液氧/煤油
火箭整体运力(LEO):5.9吨

首次多人乘组尝试飞行
1964年8月29日,将一艘用于测试的飞船返回舱运进运输机机舱时,降落伞舱突然弹开了;9月6日测试着陆系统时将东方二号的返回舱摔坏了......9月9日在对以上问题审查过后,国家委员会制定了任务表:
9月14:发射天顶-4号间谍卫星,主要用来测试火箭(天顶-4,和上升号飞船同样用上升火箭发射)
9月18~20:发射无人3KV航天器,模拟载人任务
9月30日左右:载人发射
1964年9月13日,天顶-4发射成功,入轨后命名为“Kosmos45”(宇宙45);10月5日,着陆试验成功。第二天,上升号火箭搭载着新飞船从拜科努尔升空,后进入177km x 413km 倾角 64.77°的轨道,入轨后命名为“Kosmos47”(宇宙47),载荷为一个假人。一天后着陆,着陆后没切伞,被风拖动了170米(想看这一奇观可自行观看神舟9号着陆视频bushi),任务耗时24小时20分钟。

1964年10月12日,莫斯科时间10:30,上升1号载着科马洛夫、费奥克季斯托夫和叶格罗夫从拜科努尔发射,随后进入178km x 409km 倾角 65° 的轨道,在绕轨飞行第6周时科马洛夫练习了手动姿态控制。一天后1964年10月13日莫斯科时间10:47上升1号成功着陆,任务耗时24小时17分。当晚勃列日涅夫发动政变,赫鲁晓夫下台,科马洛夫等并不知情,19日三名宇航员回到莫斯科时,迎接他们的并不是在任务结束后给他们打电话慰问的对玉米有特殊抒情怀的赫鲁晓夫,而是…你滴勋宗!(bushi)。上升1号的成功突破了多项载人航天的世界纪录。


首次太空行走
由于返回舱无法当气闸舱使用(返回舱内的电子设备无法在真空中工作,且把返回舱的空气排光了后,飞船携带的气体不能够重新补满返回舱),需要一个气闸舱用来完成出舱任务,由于火箭运力的限制,气闸舱不能太重,随后提出了充气式气闸舱的设计,这一设计也成了“Voskhod”和“Vykhod”最大的区别。由于重量限制,3KD型航天器只能搭载两名宇航员。
1964年12月,将3KD的首次任务定于1~2月,这次任务不会载人,主要为了测试飞船和新气闸舱;3~4月发射载人飞船完成出舱任务。1965年2月,准备发射第一艘3KD飞船的上升号火箭2级遥测系统故障,需要拆开已经组装好的2级更换相关组件,发射推迟。2月22日,莫斯科时间10:30,火箭从拜科努尔顺利升空,航天器进入165km x 427km 倾角 64°的轨道,充气气闸舱展开正常;测试正常。被命名为Kosmos57(宇宙57).。载荷为一名身穿新舱外服的假人。但在绕轨飞行第三周时地面与飞船失联了,经后续分析,飞船启动了TDU,但进入了不可控轨道,随后航天器自毁系统启动。这次任务任务失败的原因是:在发射前相关技术人员推测在太空中气闸舱外舱门可能无法正常关闭,因此要求地面在测试关闭外舱门时发送两次关闭舱门的指令,而飞船电脑的系统中关闭舱门和启动返回程序是有先后承接关系的,两次关闭舱门后会启动返回程序,由于TDU点火时,气闸舱尚未与返回舱分离,质心偏移导致飞船进入了不可控的轨道,自毁系统被激活,飞船自毁。由于上一次测试飞船自毁了,没有测试到新增加的气闸舱接口在返回时对返回舱的影响,安排了第二次测试,对不久进行发射的天顶-4间谍卫星的返回舱进行了改造,将气闸舱接口按在了天顶-4的返回舱上。1965年3月7日,装有气闸舱接口的天顶-4间谍卫星发射成功,被命名为Kosmos59(宇宙59),1965年3月15日返回地球,测试成功。

1965年3月18日,莫斯科时间10:00,上升2号载着贝拉耶夫和列昂诺夫从拜科努尔起飞,随后飞船进入173km x 495km 倾角 65°的轨道。第一个轨道刚刚结束,列昂诺夫在贝拉耶夫的辅助下穿舱外服,舱外服穿着完毕后,贝拉耶夫在舱内控制气闸舱展开。经过检查和测试后,列昂诺夫进入气闸舱并用脐带将自己与航天器连接好,随后气闸舱内舱门关闭。在气闸舱内进行排氮和对气闸舱减压后,莫斯科时间8:33,列昂诺夫打开了气闸舱外舱门,随后出舱执行人类第一次太空行走任务,出舱后,用无线电汇报:“我感觉很棒,看到下面的云彩和大海。”他取下气闸舱外摄像机的镜头盖,拍下了历史性的一幕。

他将自己与飞船推开,与飞船间隔5米左右,之后用安全绳将自己拉回,并重复了以上步骤一次。将进入黑夜之时,贝拉耶夫命令列昂诺夫返回飞船(贝拉耶夫为此次任务的指令长),列昂诺夫将摄像机取下并推进了气闸舱内,按照程序双腿先行进入气闸舱,但他很快发现或许是因为舱外服在太空中膨胀的原因,卡在了舱口,无法继续进入气闸舱,然后他尝试头先进入舱内,但这样需要转身关闭外舱门,由于身着舱外服,活动很不便利,他不得已将舱外服的气压降低,增加一些灵活性。最终他转过身关上了外舱门。人类首次太空行走结束,在太空飞行了12分9秒。回到返回舱时列昂诺夫已经筋疲力竭。飞行至下一圈轨道时,抛掉了气闸舱,之后飞船开始旋转。在接下来的检查中,发现返回舱内压力已经严重超标,地面要求降低舱内温度,降温后压力有所下降。飞行至第17圈时返回程序启动,但TDU并未点火,乘组发现飞船的返回制导系统出现了问题,决定手动控制降落。但在实操中,飞船着陆点偏离预定着陆点2000公里,返回舱于莫斯科时间12:06着陆,任务耗时1天2小时2分。由于偏离了着陆点,飞船降落在了一片森林里,救援队无法及时进行救助,苏联的3月份十分寒冷,两名宇航员在森林里生火取暖,夜晚用降落伞将自己包裹起来保暖,在返回舱内睡觉休息。3月21日,贝拉耶夫和列昂诺夫成功获救并于23日抵达莫斯科。

上升二号成功之后,科罗廖夫又制定了接下来的任务:
1965年7月至8月发射一艘3KV航天器,载荷为动物
1965年9月至10月发射另一艘3KV航天器,搭载两名宇航员,测试人造重力原理。
1966年3月至4月发射第5艘3KV航天器,搭载两名宇航员飞行15天,进行生物医学研究
1966年还将发射两艘3KD航天器,一艘将有一名女性执行出舱任务,另一艘出舱测试新舱外服的太空独立运动单元

“Voskhod”最后一舞
1966年1月14日,科罗廖夫去世。为了打破长时间载人飞行的纪录,决定在3月份发射上升3号完成约20天的载人飞行,但在这之前要发射一艘无人飞船进行相关测试。1966 年2月22日,莫斯科时间23:09分,上升号火箭搭载着第三艘3KV型航天器从拜科努尔起飞,随后进入190km × 882km 倾角 51.9°的轨道,被命名为Kosmos110(宇宙110)。返回舱内载有两只狗狗和细菌、藻类、酵母、血液样本、洋葱、大蒜、生菜、萝卜、卷心菜、胡萝卜、小球藻,进行为期25天的飞行,目的是研究辐射对生物体的影响。由于狗狗心率过高,决定提前三天返回,1966年3月16日,飞行22天后,安全着陆。
上升3号原定1966年3月10日~20日发射,但被推迟到4月份。1966年3月27日上午7时,一枚闪电号火箭从拜科努尔起飞,飞行299秒后火箭解体,由于闪电号火箭和上升号火箭结构类似(闪电号相比上升号拥有第3级),决定将上升3号任务继续推迟,5月10日军事工业委员会召开会议,在会议中上升3号任务被取消,上升号飞船也不会有新的任务了。
上升计划结束。
本篇文章到此结束
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文章制作人员
编写:军事科技
审稿:常增
拼图:小灰灰
封面制作:小灰灰、日出与日落

文章参考资料:
维基百科、百度百科、航天百科全书
https://www.russianspaceweb.com
https://space.skyrocket.de
https://rockets.andegraf.com
https://www.kosmonavtika.com