载人航天
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| 航天 |
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 航天主题 |
载人航天是指由宇航员执行的太空探索，可以由单人或多人执行，惟均需使用载人航天器进行。目前为止只有苏联及其继承国俄罗斯、美国、中华人民共和国三个国家有能力独立完成载人航天。
历史上首次载人航天任务是1961年4月12日苏联发射的东方1号，苏联宇航员尤里·加加林在环绕地球轨道一周后安全返回地球。5月5日，艾伦·谢泼德执行自由7号时成为了第一个进入太空的美国宇航员，也是人类历史上第二人，航天器在太空停留了15分钟。1963年6月16日，苏联宇航员瓦莲京娜·捷列什科娃执行东方6号任务时成为了第一名进入太空的女性。中国则是第三个尝试追赶美苏的国家，但载人计划在1973年被中途取消，直到三十年后的2003年，中国的航天员杨利伟乘坐神舟五号，成功围绕地球十四圈并安全返回地球，标志着中国成为第三个有能力独立完成载人航天的国家。目前除俄美中三国外，还有欧洲空间局、日本、印度、伊朗、马来西亚等国家和机构也在计划实施载人航天。
1966年，美国的双子星11号创造了最高地球轨道记录，飞行高度达1374公里。发射和修理哈勃太空望远镜的两次航天飞机任务也曾达到600公里左右的飞行高度。迄今为止，载人航天飞行目标在地球轨道之外的任务只限于月球，尽管月球本身也是地球的卫星。第一次去月球的载人任务阿波罗8号中，三位宇航员曾进入月球轨道。阿波罗10号第二次环绕了月球，在月球轨道进行了登月航天器的测试。阿波罗11号至17号中除了13号的六次任务都成功登月，每次都有两名宇航员踏上了月球。于是有十二名宇航员在执行阿波罗计划任务时完成了登月的壮举，并全部安全返回。
某些情况下，人类以外的动物也曾乘坐航天器进入太空，也曾有过多次没能返回地球的情况。狗是第一批进入太空的大型哺乳动物。
随着航天技术从学术及公用领域走入民间，载人航天也开始迈向商业化，并使包括太空旅游在内的商业太空飞行成为现实。
历史
[编辑]冷战时期
[编辑]人类太空飞行能力最初是在美国与苏联之间的冷战期间开发的，并开发了第一批用于运送核武器的洲际导弹。这些火箭足够大，可以将第一批人造卫星送入低地球轨道。在1957年和1958年发射第一颗卫星之后，美国发展水星计划，将人发射进入轨道，而苏联则秘密推行了上升计划以完成同样的任务。1961年4月12日，苏联在东方1号任务中使用沃斯托克3KA火箭将第一个宇航员尤里·加加林发射到轨道。1961年5月5日，美国则在水星-红石3号任务发射了第一位宇航员艾伦·谢泼德以红石火箭运载的自由7号太空舱进行亚轨道飞行。与加加林不同，谢泼德手动控制他的航天器的姿态并降落在其中。约翰·格伦是第一个进入地球轨道的美国人，于1962年2月20日由水星-宇宙神6号火箭发射的太空舱友谊7号。苏联于1963年6月16日在沃斯托克6号航天器上发射了五名宇航员，其中包括第一位女宇航员瓦莲京娜·捷列什科娃。到1963年，美国共发射了2名与4名宇航员进行亚轨道与轨道飞行。美国还在约瑟夫·A·沃克（Joseph A.Walker）驾驶的X-15试验机上进行了两次飞行，飞行超过了卡门线，这是国际公认的国际航空联盟用来表示太空边缘的100公里高度。
1960年代，美国总统约翰·肯尼迪以成功登陆月球并安全返航做为太空竞赛的标竿，为了实现这一目标，美国于1961年启动了由三人组成的阿波罗计划，并由农神系列运载火箭发射；1962年由两人组成的临时两人计划是双子座计划，该计划在1965年和1966年由大力神2号运载火箭进行了10次飞行任务。双子座计划的目标是通过发展美国在月球飞行任务中使用的轨道太空飞行经验和技术来支持阿波罗。
同时，苏联对他们打算将人类送上月球的意图保持沉默，并继续将其单座Vostok太空舱的范围扩大为两人或三人的Voskhod太空舱，以便与双子座计划竞争。他们分别于1964年和1965年发射了两亚轨道飞行，并实现了第一次太空漫步，于1965年3月8日由阿列克谢·列昂诺夫在上升2号上进行的。但是Voskhod没有Gemini的在轨道调动的能力，因此该计划被终止。美国双子座计划的发射并没有完成第一次太空漫步，而是通过进行几次太空行走并解决了克服重力不足而导致的宇航员疲劳问题，证明了人类在太空飞行中的最长耐力达到了两周，这是第一次太空飞行克服了苏联的早期空间交会和太空对接。
美国成功研制了将阿波罗号航天器送入月球所需的土星五号火箭，并于1968年12月将弗兰克·博尔曼、詹姆斯·洛威尔和威廉·安德斯送入了阿波罗8号环绕月球运行10周的轨道。1969年7月，阿波罗11号完成了肯尼迪的目标，将尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林在7月21日降落月球上，并在7月24日与指挥舱飞行员迈克尔·柯林斯一起安全返回。到1972年，总共进行了6次阿波罗飞行任务，共有12个人在月球上行走，其中一半更在月球表面上驾驶阿波罗月球车。而在阿波罗13号，洛弗尔、杰克·斯维格特和弗雷德·海斯的机组人员在灾难性的飞行航天器故障中幸存下来，安全返回地球，而没有降落在月球上。
与此同时，苏联秘密进行了载人登月计划，他们成功开发了用于月球计划的三人联盟号宇宙飞船，但未能开发人类着陆所必需的N1火箭，并于1974年停止了月球计划。在输掉登月竞赛后，他们集中精力发展空间站，利用联盟号作为载具将宇航员送入和送出空间站。从1971年到1986年，他们从一系列礼炮计划开始。
后阿波罗时期
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阿波罗计划执行完毕后，美国于1973年进行了天空实验室计划，并在三名机组人员乘坐阿波罗飞船的情况下居住了171天。美国总统尼克松与苏联共产党总书记列昂尼德·勃列日涅夫商定了缓和政策，缓和了冷战的紧张局势。作为此计划的一部分，他们对于阿波罗-联盟测试计划进行了谈判，在该计划中，搭载特殊对接适配器模块的阿波罗航天器于1975年与联盟19号会合并对接。美国和俄罗斯机组人员在太空中握手，但飞行的目的纯粹是外交和象征性的。
尼克松于1969年任命副总统斯皮罗·阿格纽（Spiro Agnew）领导一个太空任务小组，以推荐继阿波罗之后的后续人类太空飞行计划。该小组提出了一个雄心勃勃的太空运输系统，该系统基于可重复使用的航天飞机，该航天飞机由有翼，内部燃料的轨道级燃烧液态氢组成，由类似但较大的煤油燃料升压级发射，每个升压级均配备有喷气式喷气发动机以提供动力返回进入肯尼迪航天中心发射场的跑道。该系统的其他组成部分包括一个永久性的模块化空间站，可重复使用的太空拖船和NERVA行星际渡轮，根据分配的资金水平，让人类最早于1986年或2000年远征火星。但是，尼克松知道美国的政治气候不会支持国会为这种雄心壮志筹集资金，因此取消了除航天飞机之外的所有提议，空间站可能会紧随其后。航天飞机的计划被缩减以减少开发风险，成本和时间，用两个可重复使用的固体火箭助推器代替飞行员反激式助推器，而较小的轨道器将使用消耗性的外部油箱为其氢燃料主发动机提供动力。轨道飞行器将不得不进行无动力着陆。
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随着美国转向发展航天飞机与自由号空间站，两国继续在太空竞争而不是合作。苏联从1973年到1977年发射了3个伪装成礼炮计划的金刚石计划军事空间站。他们跟随金刚石计划军事空间站开发了和平号空间站，这是第一个模块化的半永久性空间站，其建造时间是1986年至1996年。和平号（Mir）以354公里（191海里）的高度，以51.6°的倾角旋转。它被占领了4,592天，并于2001年进行了受控的再入。
航天飞机于1981年开始飞行，但美国国会未能批准足够的资金来实现自由号空间站。由四个航天飞机组成的舰队：哥伦比亚号、挑战者号、发现号和亚特兰蒂斯号。第五架航天飞机奋进号，用以取代1986年1月28日挑战者号在发射过程中因事故而被摧毁，并造成造成7名宇航员死亡。从1983年到1998年，有22次航天飞机在有效有效载荷海湾中载有一个名为天空实验室计划的欧洲空间局出动空间站。
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苏联复制了可重复使用的航天飞机轨道器，他们将其称为暴雪号。它被设计为由可消耗的能量号发射入轨道，并且能够进行机器人轨道飞行和着陆。与航天飞机不同，暴雪号没有主火箭发动机，但是像航天飞机轨道器一样，它使用发动机执行最后的轨道插入。1988年11月成功进行了一次无载人轨道试验飞行。计划在1993年进行第二次试飞，但由于缺乏资金和1991年苏联解体，该计划被取消。2002年5月，另外两架轨道飞行器从未完成，一次进行无人飞行的轨道器在机库屋顶坍塌中被摧毁。
美俄合作
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1991年苏联解体结束了冷战，并为美俄之间的真正合作打开了大门。苏联联盟号和航天飞机-和平号计划由俄罗斯联邦航天局接管。航天飞机-和平号计划包括访问和平号空间站的美国航天飞机，在航天飞机上飞行的俄罗斯宇航员以及在联盟号飞船上进行和平号航天飞机长期探险的美国宇航员。
1993年，比尔·克林顿总统确保了俄罗斯的合作，将计划中的自由号空间站转换为国际空间站（ISS）。该站的建设始于1998年。该站以409公里（221 nmi）的高度和51.65°的倾角运行。
航天飞机在进行了135亚轨道飞行后于2011年退役，其中几次帮助国际空间站的组装、补给和乘员。2003年2月1日，哥伦比亚号航天飞机在重返大气层期间被摧毁，造成7名宇航员遇难。
尽管国际空间站的一半是俄罗斯独有的，但俄罗斯仍在继续合作。
中华人民共和国
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中国载人航天工程于1992年正式启动，以“三步走”走的方式发展载人航天[1]。2003年10月15日早上9时整，长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心将搭载着中国第一位航天员杨利伟的神舟五号飞船成功发射升空，飞船在太空绕地球飞行14圈后，返回舱于2003年10月16日6时23分在内蒙古四子王旗主着陆场成功着陆，标志着中华人民共和国成为继前苏联和美国之后世界上第三个有能力独立进行载人航天的国家，完成“第一步”[2]。
2005年，神舟六号完成首次“多人多天”载人航天飞行任务。2007年，神舟七号的翟志刚和刘伯明成功实施了中华人民共和国首次太空舱外活动[3]。2011年至2012年，天宫一号目标飞行器先后与神舟八号和神舟九号完成首次无人与有人空间交会对接，中华人民共和国成为世界上第三个独立完全掌握空间交会对接技术的国家[4]。2017年4月27日，天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室对接并成功完成首次推进剂在轨补加试验，标志着中华人民共和国突破和掌握推进剂在轨补加技术，中国载人航天工程“第二步”顺利完成[5]。
从2020年开始，载人航天工程的“第三步”启动，共规划12次无人与载人飞行任务以在2022年前后完成天宫空间站的建造[6]。2021年4月29日，搭载空间站天和核心舱的长征五号B运载火箭在文昌航天发射场点火升空并成功将核心舱进入预定轨道，中国空间站在轨组装建造全面展开[7]。2021年6月17日，神舟十二号载人飞船发射并与天和核心舱对接，三人乘组顺利进入核心舱，中国人首次进入自己的空间站，进行了为期三个月的驻留后于9月17日顺利返回，顺利完成中国空间站阶段的首次载人飞行任务[8]。同年10月17日，神舟十三号乘组进驻天和核心舱，之后完成了为期六个月的首次空间站长期驻留，创造了中国航天员连续在轨飞行时长新纪录[9]。
根据中国载人航天工程办公室公布的计划，空间站建造阶段规划了6次任务，全部在2022年完成。其中5月发射天舟四号货运飞船，6月发射神舟十四号载人飞船，7月发射空间站问天实验舱，10月发射梦天实验舱，随后发射天舟五号货运飞船和神舟十五号载人飞船[10]。
其他国家已放弃的计划
[编辑]美国"航天飞机间隙"("Shuttle gap")
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在布什政府的领导下，星座计划包括了退役航天飞机计划，并将其替换为低地球轨道之外的太空飞行能力的计划。在2011年美国联邦预算中，奥巴马政府取消了星座计划，原因是星座计划超出预算且进度落后，而没有对关键的新技术进行创新和投资。作为阿耳忒弥斯计划的一部分，NASA正在开发由太空发射系统发射的猎户座飞船。根据商业载人航天发展计划，NASA将依靠私营部门提供的运输服务到达低地球轨道，例如SpaceX的龙飞船2号，内华达山脉公司的追梦者号航天飞机或波音的星际航线。从2011年航天飞机退役到2018年12月13日首次发射航天器2号VP-03航天飞机的时间，与1975年阿波罗计划飞行结束和1981年第一次航天飞机飞行之间的间隔相似。被总统蓝丝带委员会列为美国人类太空飞行的空白。
SpaceX龙飞船2号于2020年5月30日发射升空，由2名美国宇航员组成，这是自STS-135以来美国首次进行人类太空飞行。
商业私人太空飞行
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自2000年代初以来，已经开展了各种私人航天飞行事业。包括蓝色起源、SpaceX、维珍银河和内华达山脉在内的几家公司都有明确的计划来推进人类太空飞行。截至2016年，这四家公司都在实施开发计划，以搭乘商业旅客。
维珍银河正在开发一款目标为太空旅行的商业亚轨道航天器，名为航天器二号，该航天器于2018年12月进入太空。蓝色起源已开始对其新谢泼德火箭进行多年测试计划，并在2015-2019年成功进行了11次未乘员测试飞行。蓝色起源计划于2019年与人类一起飞行。
截至2020年，SpaceX和波音公司都在开发具有载人能力的轨道太空舱，SpaceX搭载猎鹰九号运载火箭上的龙飞船，将NASA宇航员运送到国际空间站。波音则将通过在联合发射联盟宇宙神5号运载火箭上发射的波音星际航线来做到这一点。这些具有轨道能力的技术的发展资金已经由政府和私人资金共同提供，而SpaceX则通过私人投资为这种载人能力提供了全部发展资金中的较大部分。两家公司都没有公开宣布其轨道飞行的商业产品，尽管两家公司都计划在飞机上使用自己的私人宇航员而非NASA进行飞行。
里程碑
[编辑]成就排序
[编辑]- 1961年4月12日
- 尤里·加加林于1961年4月12日乘坐东方1号发射升空，是第一位进入太空与地球轨道的宇航员.
- 1962年7月17日 或 1963年7月19日
- 罗伯特·怀特或约瑟夫·A·沃克（取决于太空边界的定义）最早于1962年7月17日（怀特）或1963年7月19日（沃克）驾驶X-15试验机太空飞机。
- 1965年3月18日
- 1965年3月18日，阿列克谢·列昂诺夫是第一位进行太空漫步的宇航员。
- 1965年12月15日
- 沃尔特·西拉（Walter M.Schirra）和汤姆·斯塔福德（Tom Stafford）首次表演空间交会,驾驶他们的双子星6A号航天器，并保持距离双子星7号1英尺（30厘米）的位置超过5个小时。
- 1966年3月16日
- 尼尔·阿姆斯特朗（Neil Armstrong）和戴维·斯科特（David Scott）首次交会对接，驾驶他们的双子座8号飞船与一辆无载人的阿金纳目标飞船 (Agena target vehicle)对接。
- 1968年12月
- 弗兰克·博尔曼，吉姆·洛威尔和威廉·安德斯在1968年12月21日至27日返回地球的十次绕月飞行的阿波罗8号任务中，率先越过低地球轨道（LEO），并首次进行绕月运动。
- 1969年7月20日
- 尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林于1969年7月20日在阿波罗11号首次登陆月球。
- 在宇宙中待最久的时间
- 从1994年1月8日到1995年3月22日，瓦列里·波利亚科夫进行了最长的一次太空飞行（437天，17小时，58分钟和16秒）。根纳季·帕达尔卡在太空中花费了最多的时间，完成了879天的多次任务。
- 最久的载人空间站
- 从2000年11月2日到现在，国际空间站在太空中人类持续存在的时间最长（19年和285天）。该记录先前是和平号空间站所保存的，从1989年9月5日的联盟号TM-8到1999年8月28日的联盟号TM-29，历时3,634天（近10年）。
国籍或性别排序
[编辑]- 1961年4月12日
- 尤里·加加林成为1961年4月12日在东方1号升空的第一个苏联人以及第一个进入太空的人。
- 1961年5月5日
- 1961年5月5日，艾伦·谢泼德成为第一个在自由7号上升空的美国人。
- 2003年10月15日
- 2003年10月25日，杨利伟成为第一个进入太空的中国人。
各国首次载人航天
[编辑]- 成功的载人航天以粗体显示
- 亚轨道飞行以斜体显示
| 国家/组织 | 航天局 | 各国名称 | 首个宇航员 | 日期 | 航天器 | 发射器 |
|---|---|---|---|---|---|---|
 苏联
|
苏联太空计划 (OKB-1) |
cosmonaut космонавт （俄文） kosmonavt |
尤里·加加林 | 1961年4月12日 | 东方一号 | 东方 |
 美国
|
美国国家航空航天局 (NASA) | astronaut | 艾伦·谢泼德 | 1961年5月5日（亚轨道飞行） | 自由七号 | 红石 |
 中国
|
中国载人航天计划 | 宇航员 航天员 |
— | 1973（放弃） | 曙光一号 | 长征二号甲 |
| 中国
|
中国载人航天计划 | 宇航员 航天员 |
— | 1981（放弃） | 返回式卫星 | 长征二号 |
 ESA
|
欧洲空间局 (ESA) | astronaut spationaut spationaute （法文） |
— | 1992（放弃） | 赫耳墨斯号 | 阿丽亚娜五号 |
 伊拉克[11]
|
— | رجل فضاء （阿拉伯文） rajul faḍāʼ رائد فضاء （阿拉伯文） rāʼib faḍāʼ ملاح فضائي （阿拉伯文） mallāḥ faḍāʼiy |
— | 2001（放弃） | — | Tammouz |
 日本
|
宇宙航空研究开发机构 (JAXA) | 宇宙飞行士（日语） uchūhikōshi |
— | 2003（放弃） | HOPE-X | H-II |
| 中国
|
中国载人航天工程办公室 (CMSA) | 航天员
宇航员 |
杨利伟 | 2003年10月15日 | 神舟五号 | 长征二号F |
 印度
|
印度空间研究组织 (ISRO) | vyomanaut gaganaut aakashagaami आकाशगामि: （梵文） brahmāndagaami ब्रह्मान्डगामि: （梵文） antarikshyaatri अन्तरिक्षयात्रि: （梵文） |
— | 2023（计划）[12] | 轨道飞行器 (OV) | GSLV Mk III |
| ESA
|
欧洲空间局 (ESA) | astronaut spationaut spationaute （法文） |
— | 2020 (已确认概念 但先完整开发未开放)[13][14][15][16] |
ARV phase-2 （可能改由CSTS） |
阿丽亚娜五号 |
 伊朗
|
伊朗航天局 (ISA) | فضانورد （波斯文） faza navard |
— | 2021（计划） | — | — |
| 日本
|
宇宙航空研究开发机构 (JAXA) | 宇宙飛行士（日语） uchūhikōshi |
— | 2025（计划） | 基于HTV的航天器 | H-IIB |
 罗马尼亚
|
罗马尼亚航空和航空学协会 (ARCASPACE) | astronaut astronaut （罗马尼亚文） |
— | TBA（已确认） | 天鹅-任务8 | ARCASPACE气球 |
时间轴
[编辑]
参考文献
[编辑]- ^ 中国载人航天工程简介. 中国载人航天工程官方网站. 2011-04-23 [2021-07-25]. （原始内容存档于2021-07-01）.
- ^ 神舟五号载人航天飞行任务时间表. 中国载人航天工程官方网站. 2008-09-17 [2021-07-12]. （原始内容存档于2021-07-12）.
- ^ 神舟七号载人航天飞行任务圆满成功 国新办在京举行新闻发布会. 中国载人航天工程官方网站. 2008-09-28 [2021-08-17]. （原始内容存档于2021-07-15）.
- ^ 天舟二号与空间站实现快速对接 相比4年前有这些升级. 新华网. 2021-05-31 [2021-12-12]. （原始内容存档于2021-12-14）.
- ^ 我国成功突破和掌握推进剂在轨补加关键技术. 中国载人航天工程官方网站. 2017-04-28 [2021-07-13]. （原始内容存档于2021-07-13）.
- ^ 空间站天和核心舱飞行任务新闻发布会召开. 中国载人航天工程官方网站. 2021-04-29 [2021-07-13]. （原始内容存档于2021-07-13）.
- ^ 空间站天和核心舱发射任务取得圆满成功. 中国载人航天工程官方网站. 2021-04-29 [2021-07-13]. （原始内容存档于2021-07-13）.
- ^ 黎云; 张汨汨. 神舟十二号载人飞船返回舱成功着陆 3名航天员安全顺利出舱. 新华网. 2021-09-17 [2021-09-17]. （原始内容存档于2022-02-01）.
- ^ 神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆，飞行任务取得圆满成功. 中国载人航天工程官方网站. 2022-04-16 [2022-04-20]. （原始内容存档于2022-04-16）.
- ^ 中国空间站建造进展情况新闻发布会召开. 中国载人航天工程官方网站. 2022-04-17 [2022-04-20]. （原始内容存档于2022-04-18）.
- ^ According to a press-release of Iraqi News Agency of December 5, 1989 about the first (and last) test of the Tammouz space launcher, Iraq intended to develop manned space facilities by the end of the century. These plans were put to an end by the Gulf War of 1991 and the economic hard times that followed.
- ^ Gaganyaan manned mission not before 2023: Minister. the Times of India. 2021年2月17日 [2021年5月11日]. （原始内容存档于2021年9月19日） （英语）.
- ^ Europe targets manned spaceship. BBC News. July 7, 2009 [March 27, 2010]. （原始内容存档于2021-05-04）.
- ^ 存档副本. [2010-05-24]. （原始内容存档于2008-08-21）.
- ^ 存档副本 (PDF). [2010-05-24]. （原始内容存档 (PDF)于2021-02-24）.
- ^ Europe's 10bn-euro space vision. BBC News. November 26, 2008 [March 27, 2010]. （原始内容存档于2009-06-04）.
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