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苏联的航天模式带来了哪些经验教训?

实践证明,苏联有更好的循序渐进的方式;应根据实用空间站的要求设计实验空间站,但不能要求太高;对接技术、接口数量和货运飞船是关键;宇航员的生活时间需要逐渐增加;适当提高空间站的轨道高度可以减少供应。

01

循序渐进的方法很好。

19714月至19778月,苏联发射运行了5个试验空间站,即礼炮1号至5号,建立了以试验空间站为主体,以联盟飞船为运输工具的运输工具体系,旨在为以后的实用空间站获得经验,测试载人飞船作为往返运输系统的能力。

19766月至19865月,苏联发射运行了两个实用空间站,即礼炮6号、7号,建成了以实用空间站为主体、载人飞船和无人货船为运输系统的载人系统航天系统,大大提高了工作效率和使用寿命,创造了航天员在轨连续工作237天的记录。

和平号模拟器厅,加加林航天员培训中心。

19862月到2001年,苏联/俄罗斯发射并运行了世界上第一个可以在轨扩展的长期载人空间站——和平号。它不仅在轨寿命长(5505),航天员停留时间长(累计4951),停留率高,而且实现了分批发射部件,然后在轨道上组装成大型载人航天器的全新施工方法,还掌握了利用航天员出舱维和货运飞船补充材料延长航天器寿命的技术。

从苏联空间站的发展过程可以看出,有必要先发展试验空间站。因为当时世界上没有空间站运行的经验可供借鉴,需要开发实验空间站来探索和掌握实用空间站的运行经验和技术。在苏联的五个实验空间站中,除了礼炮二号因入轨失控而解体外,其余四个都取得了成功。

02

一开始不能要求太高。

苏联五个试验空间站运行寿命不长,主要是因为它们只有一个对接口,每次只能连接一艘人货两用飞船。因此,站内的科研仪器和物品在发射前安装,难以供应,限制了载人航天和空间站的使用寿命。站内有人的时间仅占空间站在轨道上运行时间的7.47%(礼炮3)~16.26%(礼炮5)这也表明,试验空间站不能要求太高,主要用于突破和掌握空间站的关键技术,如宇航员中短期停留,并进行一定的空间应用。

早期的和平号核心舱(飞船停在其上)

03

对接技术是关键。

质量、构型与礼炮1号至5号非常相似。礼炮6号,7号只增加了一个对接口,使用了货船,大大延长了空间站的运行寿命和宇航员的工作时间,扩大了使用。这种经历非常重要。试验空间站主要用于技术试验,实用空间站进行了大量的地面观测、空间材料加工、生命科学、天文学和地球物理学研究。

在苏联试验空间站运行期间,苏联发射了11艘飞船,准备与礼炮系列试验空间站对接,5艘飞船发生重大故障,故障率高达45.5%。因此,足够重视交会对接技术的复杂性和难度。

04

逐步提高入住时间。

礼炮一号只接待了一批航天员,他们住了24天。到了礼炮四号,接待了两批四名航天员,他们共住了90天。从礼炮6号开始,航天员在空间站的居住时间进一步增加,最长可达数百天。而且,宇航员开始互相交换飞船。

例如,联盟26号的宇航员在返回时乘坐联盟27号。交换飞船是为了延长联盟26号宇航员礼炮6号上的生活时间,同时让联盟27号有足够的卸货时间。上述数据显示,航天员在试验空间站的停留时间逐渐延长,这与航天技术的不断发展和任务的不断扩大密切相关。

和平号空间站全貌。

05

适当提高轨道高度。

礼炮系列轨道高度在200~300公里之间。根据轨道动力学理论,在大气阻力的作用下,轨道高度每天下降约3公里。为了保持轨道高度,每天需要15公斤燃料,2个月需要900公斤。后来礼炮6号,7号分别进入349公里和475公里高的轨道,大大延长了使用寿命。研究表明,如果轨道高度提高到500公里左右,每天只需消耗0.35公斤的燃料就可以保持轨道高度。因此,空间站的轨道高度不宜过低。

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