“地球是人類的搖籃，但人類不能永遠(yuǎn)在搖籃里生活?！碧K聯(lián)現(xiàn)代航天學(xué)和火箭理論的奠基人齊奧爾科夫斯基如是說(shuō)。人類為了走出地球這一搖籃，必須依靠的工具就是載人航天器。去往外太空是一項(xiàng)非常危險(xiǎn)的任務(wù)，因此不同于普通的人造衛(wèi)星，載人航天器必須有完整的生命保障系統(tǒng)，以確保航天員在任務(wù)全過(guò)程中毫發(fā)無(wú)損。
載人航天器在人類的航天史中經(jīng)歷了多次更新?lián)Q代，包括上世紀(jì)六七十年代美蘇爭(zhēng)霸時(shí)誕生的第一代、第二代載人飛船，“燒錢”無(wú)數(shù)的航天飛機(jī)，以及目前在役的俄羅斯第三代載人飛船和中國(guó)的“神舟”系列飛船等。當(dāng)前，許多航天大國(guó)都在著手研制新一代載人飛船，但目前擁有自主載人能力的僅有中、美、俄三國(guó)。今天，就讓我們從頭梳理一下載人航天器的發(fā)展歷程吧！
一、第一代載人飛船
人類的載人航天事業(yè)是在美國(guó)、蘇聯(lián)兩個(gè)超級(jí)大國(guó)“冷戰(zhàn)”的白熱化階段產(chǎn)生并發(fā)展起來(lái)的，最早出現(xiàn)的載人飛船包括蘇聯(lián)的“東方號(hào)”和美國(guó)的“水星號(hào)”。二者存在的目的非常類似，都是要為自己的國(guó)家搶奪“第一個(gè)載人進(jìn)入太空”的稱號(hào)，所以它們的技術(shù)水平都不高，內(nèi)部空間非常狹小，只能容納一人。
在火箭發(fā)射成功率不高的時(shí)代，“進(jìn)入太空”是一件需要莫大勇氣的事情。1961年4月12日，“東方1號(hào)”在拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng)升空，蘇聯(lián)航天員尤里·加加林成為第一名進(jìn)入太空的人類，在總時(shí)長(zhǎng)1小時(shí)48分鐘的任務(wù)中，他成功進(jìn)入低地球軌道（距離地球約300千米），繞地球飛行了一整圈。加加林因此名垂青史，拉開(kāi)了載人航天時(shí)代的大幕。
僅過(guò)了不到一個(gè)月，美國(guó)在錯(cuò)失“第一個(gè)載人進(jìn)入太空”的稱號(hào)后，發(fā)射了名為“自由7號(hào)”的“水星號(hào)”載人飛船，將艾倫·謝潑德匆匆送入亞軌道（距離地球最遠(yuǎn)只有187千米）。他的飛行全程僅有15分鐘，完全不能與蘇聯(lián)的軌道級(jí)任務(wù)相提并論，赫魯曉夫因此譏諷這次飛行為“跳蚤的一躍”。話雖如此，但謝潑德依舊被認(rèn)定為美國(guó)進(jìn)入太空的第一人。
二、第二代載人飛船
第二代載人飛船包括美國(guó)的“雙子座號(hào)”和蘇聯(lián)的“上升號(hào)”。細(xì)心的讀者可以發(fā)現(xiàn)，這一代飛船與上一代非常相似，實(shí)際上美蘇兩國(guó)為了在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)一次任務(wù)運(yùn)輸多名航天員、在軌飛行多天以及太空行走的目標(biāo)，新研制的第二代飛船都是對(duì)第一代飛船的簡(jiǎn)單改良與擴(kuò)大。“上升號(hào)”進(jìn)行了2次載人飛行，而“雙子座號(hào)”總共進(jìn)行了12次飛行，其中包括2次無(wú)人飛行和10次載人飛行。
第二代載人飛船體積依舊很小，但是可載成員上升至2到3人。為了裝下更多的人和科學(xué)儀器，“雙子座號(hào)”甚至迫不得已使用了類似戰(zhàn)斗機(jī)的彈射座椅，確保航天員在發(fā)射時(shí)的安全。
三、第三代載人飛船
第三代載人飛船包括“聯(lián)盟號(hào)”“神舟號(hào)”，以及為了載人登月研制的“阿波羅號(hào)”。其中，“阿波羅號(hào)”系列載人飛船已經(jīng)退役。 “聯(lián)盟號(hào)”是迄今為止發(fā)射次數(shù)最多的飛船。自1966年第一艘“聯(lián)盟號(hào)”載人飛船發(fā)射，到2021年10月5日“聯(lián)盟MS-19”載人飛船發(fā)射，它已經(jīng)衍生出39種不同構(gòu)型，進(jìn)行了147次載人發(fā)射任務(wù)。技術(shù)成熟、發(fā)射成功率高、使用成本低是俄羅斯始終沒(méi)有放棄“聯(lián)盟號(hào)”的主要原因。
“神舟號(hào)”與“聯(lián)盟號(hào)”外觀十分相似，二者都是三艙構(gòu)型，即返回艙、軌道艙與推進(jìn)艙；都能乘載3人，且只能一次性使用?！吧裰厶?hào)”雖然在外觀設(shè)計(jì)上參考了“聯(lián)盟號(hào)”，但是其設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)水平卻比“聯(lián)盟號(hào)”高得多。中國(guó)的“神舟號(hào)”發(fā)射產(chǎn)出投入比非常高，相比美蘇前兩代飛船多次發(fā)射才能實(shí)現(xiàn)的新技術(shù)，“神舟號(hào)”飛船只需一次發(fā)射即可實(shí)現(xiàn)技術(shù)迭代，諸如“神五”初探宇宙、“神六”多人多天航行、“神七”太空行走、“神八”無(wú)人交會(huì)對(duì)接、“神九”手動(dòng)交會(huì)對(duì)接等?！吧裰厶?hào)”支撐起中國(guó)人遨游太空的夢(mèng)想，也為中國(guó)空間站的建設(shè)提供了有力的保障。
美國(guó)的“阿波羅號(hào)”與中俄的三代飛船差異較大，因?yàn)樵擄w船為載人登月設(shè)計(jì)，需要將人類送入月球軌道。“阿波羅號(hào)”由指令艙、服務(wù)艙和登月艙三部分組成。從1969年到1972年，共計(jì)有12人乘坐“阿波羅號(hào)”成功登上月球，成為一代傳奇。
四、航天飛機(jī)
航天飛機(jī)又名太空梭，1977年2月，美國(guó)國(guó)家航空航天局（以下簡(jiǎn)稱“NASA”）研制出第一架名為“企業(yè)號(hào)”的航天飛機(jī)，由波音747飛機(jī)背負(fù)進(jìn)行了機(jī)載試驗(yàn)?！捌髽I(yè)號(hào)”僅承擔(dān)了各項(xiàng)地面試驗(yàn)試飛，從未被發(fā)射入軌。此后美國(guó)又制造了“哥倫比亞號(hào)”“挑戰(zhàn)者號(hào)”“發(fā)現(xiàn)號(hào)”“亞特蘭蒂斯號(hào)”與“奮進(jìn)號(hào)”五架航天飛機(jī)。每架航天飛機(jī)均可乘坐7人，并且擁有一個(gè)巨大的貨艙來(lái)裝載衛(wèi)星或國(guó)際空間站組件。
航天飛機(jī)也是美蘇太空爭(zhēng)霸的產(chǎn)物。設(shè)計(jì)航天飛機(jī)的初衷是為了重復(fù)使用以降低成本，然而事與愿違，單架航天飛機(jī)造價(jià)約30億美元，最初NASA認(rèn)為每架航天飛機(jī)都可以重復(fù)使用100次以上，平均每次任務(wù)的成本將低于3000萬(wàn)美元。事實(shí)上，5架航天飛機(jī)共計(jì)只進(jìn)行了135次飛行，平均每次飛行的成本超過(guò)1億美元，這還沒(méi)有算上維護(hù)和檢修的費(fèi)用。
1986年1月28日，“挑戰(zhàn)者號(hào)”發(fā)射升空73秒后爆炸解體；2003年2月1日，“哥倫比亞號(hào)”返回著陸時(shí)在得克薩斯州北部上空解體墜毀，兩次任務(wù)共造成14位航天員不幸遇難。人類探索太空的旅途注定充滿挫折，讓我們向每一位為航天事業(yè)獻(xiàn)出生命的勇士致敬！
由于過(guò)高的運(yùn)營(yíng)成本和過(guò)低的安全系數(shù)，美國(guó)于2011年終止了該項(xiàng)目，退役的航天飛機(jī)現(xiàn)在被展示于美國(guó)的各大博物館中，訴說(shuō)著它們?cè)?jīng)輝煌的歷史。
冷戰(zhàn)期間，蘇聯(lián)當(dāng)局認(rèn)為美國(guó)研制的航天飛機(jī)是未來(lái)搭載核武器的工具，為了與之對(duì)抗，1976年他們也雄心勃勃地開(kāi)展了“暴風(fēng)雪號(hào)”航天飛機(jī)計(jì)劃。蘇聯(lián)航天飛機(jī)的設(shè)計(jì)指標(biāo)甚至比美國(guó)高了不少，這也造成了該項(xiàng)目燒錢不斷的惡果。該項(xiàng)目是蘇聯(lián)太空探索史上耗資最大的項(xiàng)目，在一定程度上加速了蘇聯(lián)解體。
“暴風(fēng)雪號(hào)”航天飛機(jī)共制造了五架正樣，僅有一架完工，在其生命周期中僅進(jìn)行了一次軌道飛行任務(wù)。1988年11月15日，無(wú)人駕駛的“暴風(fēng)雪號(hào)”由強(qiáng)大的“能源號(hào)”運(yùn)載火箭成功發(fā)射，3小時(shí)25分鐘后，它順利地降落在拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng)。在這次堪稱完美的首飛后，由于缺乏資金，該項(xiàng)目被終止。2002年5月12日，因?yàn)檫B日大雨造成廠房倒塌，蘇聯(lián)唯一一架遨游過(guò)太空的航天飛機(jī)被摧毀在風(fēng)雨之中，令人唏噓。
五、新一代載人飛船
為了降低運(yùn)載成本，新一代載人飛船的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)就是可以重復(fù)使用。全球正在研發(fā)的新一代載人飛船多達(dá)十余種，人類航天史上首次出現(xiàn)如此盛況。
亞軌道級(jí)飛船多為面向公眾的太空飛行體驗(yàn)而研發(fā)。2021年7月11日，維珍銀河創(chuàng)始人、英國(guó)富翁理查德·布蘭森與另外3名乘客乘坐維珍銀河的載人飛船飛往太空，他們到達(dá)89.2千米的高度后體驗(yàn)了約4分鐘的失重，最終安全著陸，全球首次亞軌道商業(yè)太空旅行圓滿成功。9天后的7月20日，亞馬遜創(chuàng)始人杰夫·貝索斯與其兄弟乘坐藍(lán)色起源公司的“新謝潑德號(hào)”亞軌道飛行器前往100千米高空，同行者還有最年長(zhǎng)和最年輕的太空乘客：82歲女飛行員沃利·芬克和18歲荷蘭學(xué)生奧利弗·戴門。他們體驗(yàn)了約3分鐘的失重，11分鐘后安全降落。目前這兩大商業(yè)航天器均已開(kāi)始售票。
俄羅斯“奧勒爾號(hào)”載人飛船代號(hào)“PPTS”，有趣的是，它的研發(fā)進(jìn)度正如其名，進(jìn)展非常緩慢，還停留在PPT演示階段。波音公司的“星際客機(jī)”載人飛船進(jìn)展稍快，2019年12月20日，波音公司信心滿滿地進(jìn)行了第一次無(wú)人軌道飛行測(cè)試，然而它的飛行軟件代碼錯(cuò)漏百出，入軌后發(fā)動(dòng)機(jī)異常，燒掉了過(guò)多燃料，無(wú)法與國(guó)際空間站對(duì)接，無(wú)奈地結(jié)束了任務(wù)；第二次飛行測(cè)試在發(fā)射前被工程師檢測(cè)到閥門異常，被迫推遲。
“獵戶座號(hào)”載人飛船為美國(guó)重返月球的“阿爾忒彌斯”登月計(jì)劃而生，但是其研發(fā)進(jìn)度卻因登月火箭生產(chǎn)進(jìn)度遲緩、新冠疫情影響而拖延。表現(xiàn)最為搶眼的是太空探索公司的“龍?zhí)枴憋w船，2020年5月30日在美國(guó)佛羅里達(dá)州肯尼迪宇航中心首飛，成功將兩名航天員送入國(guó)際空間站。
我國(guó)的新一代載人飛船公開(kāi)技術(shù)資料不多。從公開(kāi)的數(shù)據(jù)看，它采用兩艙結(jié)構(gòu)布局，全長(zhǎng)約9米，發(fā)射質(zhì)量21.6噸（最高可達(dá)23噸），返回艙直徑4.2米，設(shè)計(jì)搭載6～７名航天員，可重復(fù)使用10次以上。飛船根據(jù)推進(jìn)艙大小可以衍生出兩種不同構(gòu)型：一種推進(jìn)艙較短，可服務(wù)于近地軌道空間站的建設(shè)；而另一種推進(jìn)艙較長(zhǎng)，可服務(wù)于載人月球探測(cè)和載人深空探測(cè)等多種任務(wù)。
自1961年第一位航天員加加林上天，世界載人航天的歷史至今只有60年，其中不乏慘痛的失敗，也有振奮人心的成就。歷史的車輪滾滾向前，身處“宇宙大航?！睍r(shí)代開(kāi)端的我們，又將會(huì)見(jiàn)證怎樣波瀾壯闊的征途呢？
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