青少年科普知识枕边书:航天知识全知道-“水星”计划
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    为了与苏联展开太空争霸战,美国宇航局于1958年秘密制定了一项野心勃勃的载人航天计划——“水星”计划。这个计划的主要目的是实现载人空间飞行的突破,把载一名宇航员的飞船送入地球轨道,飞行几圈后安全返回地面,并考察失重环境对人体的影响、人在失重环境中的工作能力等。重点是解决飞船的再入气动力学、热动力学和人为差错对以往从未遇到过的高加速度和零重力的影响等问题。

    “水星”计划早期的实验并不顺利。1960年7月29日的第一次试验,随着一声轰鸣,“大力神”拔地而起,直冲云霄。60秒钟后,火箭几乎到达参观者的头顶上空,并渐渐地沿着巨大的弧线轨迹飞向天际。突然,一声巨响,火箭一下子粉身碎骨。还有两枚携带“水星”飞船的火箭,一枚自行爆炸,一枚由地面遥控引爆。但是,冯·布劳恩和他的同事们并未因此而泄气。他们认真地总结试验失败的教训,比较苏联火箭的长处,很快又研制出“水星—红石”1A号火箭。这次试验终于获得了成功。按照冯·布劳恩的指令,在210公里的高空上,“水星—红石”1A号飞船在预定的时间里脱离了运载火箭,进入大气层。“水星”计划的大幕终于拉开来了。

    就在“水星”号发射和回收取得成功的同时,18个经过严格挑选的大猩猩正在进行着进入太空的模拟训练,它们将成为征服太空的开路先锋。大猩猩是自然界中最接近于人类的高级动物,尤其是年轻的大猩猩,有着极强的模仿能力。在对18个大猩猩进行严格训练的过程中,一名叫哈姆的大猩猩表现特好,操纵机器的能力最强,在70分钟之内,它连续操纵7000次,误差只有28次。终于,哈姆登上了“水星—红石”2号火箭飞上了蓝天。那一天,哈姆紧握着操纵杆,充分施展出它在训练时学到的东西,使“水星—红石”2号飞船在太空中画了一个660多公里的大圆弧,安全地降落在预定的海面上。

    “水星”计划取得了初步的成功。可就在这时,传来了加加林首次遨游太空成功的消息。为了与苏联人展开太空竞争,美国宇航局和布劳恩等专家决定立即进行载人航天飞行实验。但是,由于载人进入预定轨道飞行的时机尚不成熟,美国宇航局决定先进行像大炮炮弹那样做弹道飞行的亚轨道载人飞行试验,以完成载人轨道飞行前的实战学习。

    在“水星”计划的早期,人们尚不清楚什么类型的人能够胜任宇航员的位置,曾考虑过的几种类型包括特技替身演员、马戏团演员、游泳运动员和赛车手。艾森豪威尔总统曾做出决定,认为宇航员应该是军事飞行员,特别是试飞员。此外,他们应该接受过大学教育、已建立了家庭、中等身高和体格,健康状况极好并且热衷于驾驶先进的飞行器。于是,美国宇航局的官员们开始筛选军事飞行员的服役记录,他们把范围缩小到了110人,这些飞行员分别来自海军陆战队、海军和空军。110名飞行员当中有69人参加了筛选测试,最终有32人被选中并同意接受在俄亥俄州和新墨西哥州进行的进一步测试。他们大多是第二次世界大战和朝鲜战争的老兵,有丰富的飞行经验并且健康状况极好。被选中以后,宇航员们又经过了几年的培训,包括在水星飞船系统中的训练以及飞行训练、连续的医疗评估和各种环境下的生存训练。他们刻苦地练习并忍受着和家人长时间分离的痛苦,每个人都想在竞争中努力成为第一个进入太空的美国人。最终,经过数年的准备,初次飞行的安排被确定下来:谢泼德将是第一个进入太空的美国人。

    1961年5月5日,谢泼德身着臃肿的宇航服,在亿万双目光的关注下,钻进了“水星”飞船系列的“自由”7号,成为美国第一位进入太空飞行的宇航员。这次飞行非常顺利,全部飞行时间总共是15分22秒,其中失重状态5分4秒,飞行距离约480公里,飞行高度186公里。虽然这次飞行并未进入卫星轨道,但却是美国第一次把宇航员送入了太空,它证明“水星”飞船的构造和性能已经达到设计要求,完全可以承担起载人轨道飞行的使命。

    1962年初,美国宇航局宣布,不久就要进行第一次载人轨道飞行的试验。这是“水星”计划最高潮的一幕。宇航员格伦被挑选为人类轨道飞行的第一人。

    1962年2月20日,“水星—大力神”火箭狂吼着冲向了太空,准确地将“友谊”7号飞船送入了绕地球飞行的轨道。此时,格伦的心情激动不已,他正站在一个常人无可企及的位置上,观察着星辰的面貌、地球的容颜和日落的壮观……忽然,格伦发现飞船出现向西甩的现象,虽然能很快地自动纠正,但每次纠正都要消耗大量的燃料。格伦很快判断出是驾驶器出了毛病,没有办法,只得改由人力操纵飞行。预定计划中的两顿饭只好放弃了,预备拍的照片也大大地减少了,许多预定的观测工作也不得不停止。一波未平,一波又起。“水星”计划控制中心的测航仪器忽然发出了警报:“友谊”7号头部的隔热层壳体松脱,变成半开状态。这是一个十分危险的故障。如果这个隔热层壳体在飞船进入大气层之前或进入大气层时全部脱落,那么飞船和空气间的巨大摩擦所产生的高温,就会把整个飞船熔化掉。这一不幸的消息,使得地面控制中心的工作人员焦急万分,他们立即投入到紧张的研究之中,试图找出挽救的办法。此刻的格伦,正全神贯注地在太空做着各种试验和观测,而对于就要发生在眼前的危险却全然不知。“保留反射火箭箭座。”来自地面指控中心的指令把陶醉于试验之中的格伦一下子惊醒了过来。“这莫非是一个反常的指令?”他感到事情有些不好。“请解释一下指令。”格伦向地面询问。“请速发射反射火箭,切记保留箭座,否则隔热层壳体将会脱落,并速速返回。”从地面上传来了谢泼德焦急的声音。格伦一切都明白了,但他却表现得极其冷静和镇定。他开始集中精力,严格按照地面控制中心的指令执行。地面专家们的判断正确,他们提出的方案发挥了重要作用。当飞船头部的反射火箭射出之后,由于保留了位于飞船头部中心的火箭底座,使箭座上的三条箍子箍住了隔热层壳体。随着大西洋一根水柱的激飞,格伦安全地回到了地球的怀抱。显示屏上清楚地显示,轨道飞行绕地球三圈,历时4小时55分23秒。当格伦被人们从船舱里救护出来时,在场的人们一下子狂欢起来,欢呼之声响彻云霄。

    “水星”计划结束于1963年5月,共完成25次飞行试验,其中包括4次动物飞行,2次载人弹道飞行,4次载人轨道飞行,耗资约4亿美元。这一计划的实现为美国在太空竞赛中确定了立足点,并为以后的“双子星座”计划和“阿波罗”计划铺平了道路。

    知识链接

    担负“水星”计划的水星飞船总长约2.9米,底部最大直径1.86米,重1.3—1.8吨,由圆台形座舱和圆柱形伞舱组成。座舱内只能坐一名宇航员,设计最长飞行时间为2天,飞行时间最长的一次为34小时20分,绕地球22周。

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