原作者冬天的一D鍋 跆拳道大灰狼
2000年星辰號核心艙發射瞬間,14年前和平號核心艙也是同樣構型的質子K火箭發射
2021年2月20日是和平號(Mir)空間站核心艙發射35週年紀念日,35年前的1986年2月20日北京時間早上5點28分23秒,蘇聯在其本土的拜科努爾航天發射中心使用質子K火箭將DOS-7核心艙艙段送入預定軌道。
完整狀態的和平號空間站
和平號載人軌道空間站,作為蘇聯-俄羅斯載人航天技術的最高成就之一,在嚴重超期服役15年之後(原計劃壽命僅5年),於2001年3月23日再入大氣層解體,由當時正在組建並服役至今的國際空間站接過接力棒。
當時拍攝到的和平號再入解體影片
在拜科努爾254場區總裝測試的DOS-7和平號空間站核心艙,如今“科學號”實驗艙與所有的聯盟、進步飛船都集中於這個廠房內總裝測試
DOS-7,這也是“和平號”的核心艙段。但是在設計之初,核心艙(DOS-7)和DOS-8是作為“禮炮7號”的一部分。而後者一直到2000年才作為國際空間站的一部分發射升空,也就是國際空間站的漏氣核心艙“星辰號”。和平號空間站是蘇聯在2代禮炮空間站的基礎上發展的第三代空間站,其包括DOS系列的核心艙,獨立平臺的量子1號實驗艙,FGB系列的量子2號實驗艙、晶體號實驗艙、光譜號實驗艙、自然號實驗艙,美國太空梭對接節點艙。到1996年04月26日和平號增加美國出資的實驗艙段與節點艙後,包括對接的一艘聯盟與一艘進步飛船其最大在軌重量超過140噸,其中科研儀器裝置超過11.5噸。相較於禮炮號空間站其具備多實驗模組的組合,可滿足航天員的多科目實驗與長期駐留。
和平號空間站艙段基本介紹
“和平號”空間站採用組合式積木結構。核心艙是基於“禮炮6號”以及“禮炮7號”的設計。設計過程中,也出現了很多變革,包括更好的計算機裝置以及太陽能電池佇列。“和平號”核心艙所採用的是鎵太陽能電池陣列,它比“禮炮7號”的矽陣列多出30%的電量(到120瓦每平方米)。
與聯盟T-14飛船對接的禮炮-7號空間站
自從1978年起,蘇聯在“禮炮6號”以及“禮炮7號”做了很多鎵太陽能電池陣列的實驗。核心艙所採用的陣列,是“禮炮7號”陣列跨度的近2倍。DOS-7的設計目標被設定為可以為兩名宇航員提供舒適的獨立工作艙室,並且有六個接駁塢站。其中四個,位於核心艙的前端輻射狀的節點上,一個被稱為停泊的地方。另外兩個介面一個位於艙室的後部,一個位於側翼,這兩個是計劃為“聯盟號”以及“進步號”對接時預留的。核心艙裝備有兩臺發動機,都被設定在船尾,這些發動機是為了做軌道調整而準備的,每臺發動機可以提供300千克的推力。
聯盟TM-3號飛船拍攝的和平號空間站核心艙與量子一號實驗艙組合體,圖片的飛船為聯盟TM-2(TM-1為無人試驗船,因此TM-2為第一艘載人的聯盟TM型號飛船)
1987年3月31日00:06:16,前蘇聯發射了“和平號”上第二個艙段——“量子1號”。“量子1號”代表蘇聯第一次使用了一種全新的空間站設計模組,上面載有科學實驗以及天體物理觀測裝置。“量子1號”對活躍星系、類星體和中子星進行研究,該模組還支援抗病毒藥劑的籌備的生物技術實驗,原計劃該模組會與“禮炮7號”對接。“量子1號”與“和平號”對接後,核心艙尾部的兩臺發動機就停用了。
聯盟TM-8飛船成員組拍攝和平號空間站組合體,此時量子-2號實驗艙已經與和平號空間站對接,圖片飛船為聯盟TM-7
1989年11月26日,前蘇聯又發射了“量子2號”。其主要目的是給空間站提供新的科學實驗儀器,更好的生命支援系統,及一個氣密室。
聯盟TM-9號成員組于飛船內拍攝的和平號空間站組合體,此時晶體號實驗艙已經與和平號空間站組合,圖片內飛船為聯盟TM-8號。
1990年5月31日10:33:20,前蘇聯發射了“晶體號”,這是第3個與核心艙對接的模組。“晶體號”和以往的模組一樣,是基於77K(TKS)模組設計的,最初的名字叫“量子3號”。“晶體號”主要功用是在空間飛行條件下,獲得特殊效能的結構材料、電子器件、生物製劑和植物栽培工藝;增強地球資源勘察和天體物理實驗的能力,增大了空間站的空間,為長期性載人飛行帶來了更加有利的條件。
“亞特蘭蒂斯”號太空梭STS-74任務將太空梭對接艙運抵和平號空間站
“亞特蘭蒂斯”號太空梭STS-79任務拍攝的光譜號實驗艙
1995年5月20日、1995年11月12日、1996年4月23日分別把美國出資製造的“光譜號”、對接艙、“自然號”帶上太空。“光譜號”是為“和平號”太空梭計劃做準備,對接艙是為美國的太空梭安裝擴充套件塢槽以適應“和平號”太空梭計劃。
“亞特蘭蒂斯”號太空梭STS-79任務拍攝的自然號實驗艙
而“自然號”的主要任務是給空間站提供遠端地球遙感模組。此外,“和平號”還有Lyappa機械臂、APAS-89對接系統。“和平號”空間站於1996年建造完成,完整的“和平號”空間站全長達87米,質量達123噸(最高140噸),有效容積470立方米,它是世界上第一個長期載人空間站。
與美國合作擴建前的和平號空間站,圖片為進步M飛船對接和平號空間站,圖片特別的是其為和平號空間站時期罕見的3艘飛船對接情況,因為晶體艙的APAS-89系統對介面對接著聯盟TM-16載人飛船,其原計劃為暴風雪號太空梭的在軌救援飛船,其對介面也是原定的暴風雪號太空梭對介面,因為蘇聯解體而下馬,作為遺產其完成建造的救援飛船轉變為為美國太空梭對接晶體艙的探路先鋒。
表格:和平號空間站各艙段的具體情況
晶體艙的太陽帆板後續改裝到量子一號處
聯盟T-15飛船成員組拍攝的和平號空間站核心艙,其為首艘駐留和平號空間站的載人飛船
1986年3月13日12:33:09,蘇聯發射了“聯盟T-15”飛船。宇航員基齊姆和索洛維耶夫駕駛飛船於15日同“和平號”對接,併成為新空間站的第一批乘員,他們的主要任務是對空間站進行全面檢查。這是“聯盟T”系列飛船的最後一次飛行。空間站的支援載具主要依靠“聯盟號”和“進步號”。
和平號對接飛船效果圖,晶體一號對介面對接進步飛船,聯盟號飛船對接節點段處對介面。
“聯盟號”主要負責運送宇航員,輪換機組人員。“聯盟號”還充當救生艇的角色,在發生緊急情況時,可以相對快速的將宇航員送回地球。無人操控的“進步號”主要負責貨運任務,補給空間站。太空梭也作為空間站的支援系統充當運送宇航員及貨物的角色,允許美國及其他西方國家的宇航員訪問或長期停留在空間站。太空梭為空間站帶來了大量的貨物,延長了空間站的給養時間。當太空梭與空間站對接時,空間站臨時性擴大了生活和工作空間,繼而成為了當時人類歷史上最大的航天器。
一群俄羅斯人和哈薩克人迎接唯二的蘇聯人
隨著蘇聯的解體,資金的緊張,國際政治因素的改變等原因,美蘇兩國也從競爭走向合作。
作為最後一名蘇聯人的謝爾蓋·康斯坦丁諾維奇·克里卡列夫,其再一次進入太空就是作為俄羅斯人第一次登上發現號太空梭
“發現號”的STS-60任務是第一次關於“和平號”的任務,而且是太空梭第一次載著俄羅斯的一名宇航員上天。“發現號”於1994年2月3日,美國東部時間7:10:05發射。
發現號太空梭STS-63成員組
1995年2月3日05:22:04發射的“發現號”,執行STS-63任務。一名俄羅斯航天員同機飛行,“發現號”與“和平號”執行了交會飛行,一週後返回。太空梭與“和平號”空間站的首次交會對接是在1995年06月27日發射的“阿特蘭蒂斯號”執行的STS-71任務,於6月29日13:00:16對接成功,7人進站同3名俄航天員工作5天后,5名美航天員同俄3名航天員同機返回。
奮進號太空梭STS-89任務拍攝的和平號空間站
從1994年到1998年,太空梭總共執行了11次與“和平號”有關的任務,其中9次交會對接。最後一次是在1998年6月2日發射的“發現號”執行的STS-91任務,“發現號”返回時接回了在“和平號”上工作159天的托馬斯。
太空梭拍攝的和平號空間站
和平號”自誕生之日起,共在軌道上運行了15載,大大超過了5年的設計壽命。15年重,“和平號”空間站總共繞地球飛行了8萬多圈,行程35億公里,共有31艘“聯盟號”載人飛船、62艘“進步號”貨運飛船與空間站實現對接,宇航員在空間站上進行了78次太空行走,在艙外空間逗留的時間長達359小時12分鐘。
先後有28個長期考察組和16個短期考察組在空間站從事考察活動,共有俄羅斯、美國、英國、法國、德國、日本、敘利亞、保加利亞、阿富汗、奧地利、加拿大、斯洛伐克12個國家的135名宇航員在空間站上工作。這些宇航員共進行了1.65萬次科學實驗,完成了23項國際科學考察計劃。宇航員在空間站上進行了大量生命科學實驗、空間材料學和醫學實驗,取得極為寶貴的成果和資料。拍攝了許多恆星、行星的照片,進行了基本粒子和宇宙射線的探測,大大擴充套件了人類對宇宙的認識,還探索了從太空預報地震、火山爆發、水災及其他自然災害的可能性。
中期“和平號”空間站創下了多個世界第一:它是在太空工作時間最長、超期服役時間最長、工作效率最高、接待各國宇航員最多的太空站,俄羅斯宇航員波利亞科夫創造了單人連續在太空飛行438天的最高紀錄。
Imacon Color Scanner
光譜號實驗艙內工作的航天員
進步M-15飛船進行的人造月亮試驗
此外,“和平號”空間站還在試驗人造月亮、空間商業化等方面進行了許多有益的探索,獲得了大量資料及具有重大實用價值的成果,為開發利用太空和人類在太空長期生活積累了豐富的經驗。
在醫學領域,研究了在太空使用的藥物處方、宇航員飛行後的體力恢復方法。在生物學領域,研究了蛋白質晶體生長、高效蛋白質精製、特殊細胞分離、特種藥品製備等。在材料和空間加工領域,進行了600多種材料實驗,製造了半導體、玻璃、等35種材料。在對地觀測方面,發現了10個地點可能有稀有金屬礦藏,117個地點可能有油脈存在。在天文觀測方面也做出了許多重大發現。此外,還開發了大量空間新技術。15年來和平號仍然完成了24個國際性科研計劃,進行了1700多項、16500個科學實驗。
和平號”自誕生之日起,共在軌道上運行了15載,大大超過了5年的設計壽命。15年重,“和平號”空間站總共繞地球飛行了8萬多圈,行程35億公里,共有31艘“聯盟號”載人飛船、62艘“進步號”貨運飛船與空間站實現對接,宇航員在空間站上進行了78次太空行走,在艙外空間逗留的時間長達359小時12分鐘。
先後有28個長期考察組和16個短期考察組在空間站從事考察活動,共有俄羅斯、美國、英國、法國、德國、日本、敘利亞、保加利亞、阿富汗、奧地利、加拿大、斯洛伐克12個國家的135名宇航員在空間站上工作。這些宇航員共進行了1.65萬次科學實驗,完成了23項國際科學考察計劃。宇航員在空間站上進行了大量生命科學實驗、空間材料學和醫學實驗,取得極為寶貴的成果和資料。拍攝了許多恆星、行星的照片,進行了基本粒子和宇宙射線的探測,大大擴充套件了人類對宇宙的認識,還探索了從太空預報地震、火山爆發、水災及其他自然災害的可能性。
著名的進步飛船撞擊光譜號事故,事故後雖然經過太空行走恢復了光譜號的太陽帆板電力供應,不過空間站內部卻因為撞擊破損而被迫放棄,該艙段使用不到3年
“和平號”在它長達15年的服役期間,共發生了2000處故障,其中近1000處故障一直未能排除。空間站的中央計算機也已經老化到了必須完全更換的地步。空間站的溫度調節系統也故障不斷,太空艙內的區域性溫度有時高達53攝氏度。空間站上的蓄電池也曾有過兩次異常放電,導致和平號與地面短暫失去聯絡以及空間站區域性停電。“和平號”用遍體鱗傷來形容毫不過分,它日漸顯露出工作壽命即將終結的跡象,再無回天之力。2001年1月5日,俄政府總理卡西亞諾夫簽署了結束“和平號”空間站工作的政府命令,準備結束它輝煌的歷史使命。
2001年3月23日,“和平號”終於走完了15年的坎坷路程,帶著它創下的無數成就,帶著蘇聯時代的驕傲、帶著全俄羅斯人民和全世界人民的惋惜從地球軌道上消失了。事實上很多俄羅斯人為保留“和平號”做出過努力。如果要想保留“和平號”必須在三個月內,連續發射三到四艘“進步號”貨運飛船,才能把“和平號”的高度提高到500公里,才能使它繼續工作幾年。而造出一艘“進步號”到安全發射它就需要22個月,所以,根本不可能再保留“和平號”。用新對接的“進步號”只能提升60公里,是維持不了幾天的。俄羅斯宇航局領導人在2001年2月4日的座談會上從“和平號”的技術現狀說明必須在還能控制“和平號”的情況下銷燬它,以免給世界安危帶來威脅。為防止在“和平號”生日那天出現大型抗議活動,俄羅斯宇航界領導人在“和平號”生日前夕——2001年2月19日向全國發出公開信,力陳必須銷燬“和平號”的原因,反對把“和平號”的問題政治化。事實上在2000年6月最後一個機組返回地球前還指望有下一個機組接替,按俄羅斯風俗,留下了歡迎他們的鹽和麵包。14噸來自27個國家的科學儀器和裝置也未如“禮炮7號”墜落前那樣卸走,這下全都成了“和平號”的陪葬品,化為了灰燼。2001年1月24日,“進步M1-5號”油船發射升空,並於1月27日從尾端與“和平號”空間站對接,為“和平號”空間站送去了制動燃料,給這匹野牛套上了籠頭。“和平號”墜毀也進入倒計時。
聯盟TM-30成員組,和平號飛船最後的訪問者
莫斯科時間2001年3月23日凌晨3:33,俄羅斯科羅廖夫地面飛行控制中心下達第一次制動點火指令,“和平號”空間站發動機點火,開始進入墜落軌道;莫斯科時間5:02飛行控制中心下達第二次制動點火指令,“和平號”空間站進一步調整軌道;
莫斯科時間8:30飛行控制中心下達第三次制動點火指令,“和平號”空間站開始進入大氣層,到達90到110公里的高度時“和平號”空間站開始解體;莫斯科時間9:30 “和平號”空間站的碎片墜落在太平洋預定海域。
在和平號化作流星之前,俄方就曾規劃過其後繼者,也就是和平-2號空間站,如下圖所示。
和平-2”號1992年方案的組裝計劃圖(依自左而右序):
第一步發射基礎艙,開始載人飛行;
第二步發射對接艙,開始搭建科研--動力平臺(桁架);
第三步發射服務艙,建設科研--動力平臺第一翼,之後發射生物工程艙;
第四步--建設科研--動力平臺第二翼,發射技術操作艙;
第五步--在科研--動力平臺上設定服務裝置和科研裝置。
92年左右版本的“和平-2”號計劃執行在高度350至450千米的軌道上,傾角呈64.8度(這樣做是為了加大空間站觀測俄羅斯領土的比率)。它的大小不僅相較於原方案已大為縮水,甚至比當時在軌的“和平”號也小了不少,質量僅為90噸,其中研究裝置佔15噸(而“和平”號為120噸,其“攜帶”著的77КС系列大型艙體每個近20噸)。
但轉眼到了1993年,蘇聯解體後的俄羅斯終於認清了自己的實力水平,不再獨立興建和平-2號空間站,轉而與美國等一同興建人類迄今為止最為龐大的載人空間站——國際空間站(International Space Station)
從此空間站發展進入國際空間站階段,如今俄羅斯艙段的星辰號頻繁出現維生裝置故障與艙段漏氣問題,科學號實驗艙遲遲無法升空,國際空間站整體服役期限與老化問題逐漸凸顯,星辰號核心艙的硬體最早同DOS-7一同建造,原計劃用於和平-2號空間站。
未來,尚不可知