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“阿波罗”计划(特别是在飞船方面)的主要人员中,有许多来自过去的国家航空咨询委员会(NACA)。我们可以利用飞机方面的已有成果,包括其设计、试验和操作方法。我们曾帮助为50年代初的弹道导弹计划开发了再入问题解决方案,而这些方案可以直接用于飞船设计。但1957年10月“旅伴”1号卫星的发射使我们对正在从事的工作的价值和紧迫性有了新的认识。当1个月后小狗莱卡搭乘“旅伴”2号进入轨道时,我知道俄国人已在准备送人上天了。
在我看来,美国肯定是要同苏联展开太空竞赛的,而把人送入太空理所当然地将会成为我们的国家目标。正因为如此,我们国家航空咨询委员会内一个富有创造性的小组开始紧锣密鼓地着手解决飞船设计问题。早期的这些工作主要是面向将以高马赫数飞行、甚至可能入轨的高超音速滑翔机或有翼飞行器。但我们的认识也在不断变化。我记得是艾姆斯实验室的哈维·艾伦首先提出了用钝头体把人送入太空。他建议把人装入一个球形体中,并说“你只管把它扔出去就行了”。当然,他指的是用火箭把它送入太空。1958年3月,马克斯·费格特提交了一篇论文。这篇文章后来成了飞船设计上的一座里程碑。他在该文中提出了一种简单的钝头体飞行器,其在再入大气层时的加热速率或加速度不会对人体造成危险。他证明,只需用小型反推火箭就足以从轨道上启动再入过程。他建议在最终下降阶段使用降落伞,而在反推工作和再入期间使用小型姿控喷气推力器控制在轨舱体。他的论文最后得出了这样的结论:“就再入和回收来说,利用现有先进技术,我们完全有把握开展一项基于钝头体飞行器的载人卫星工程。”
从1958年10月国家航空航天局成立开始,我们开展了大量的工作,以图形成能使人在地球轨道上飞行的一种载人航天飞行器和一个飞行机构。该飞行器的规划以哈维·艾伦和马克斯·费格特早先提出的钝头再入体为基础。在弗吉尼亚州的兰利场地,我们组建了一个名为“航天项目组”的专门队伍来管理这项工作。麦道飞机公司通过竞争赢得了建造后来的“水星号”飞船的合同。
防热层是用塑料和纤维玻璃材料制成的稍微外凸的表面,可以在高热下放出气体,保护自身不被烧毁。锥形的船尾部分覆有类似于喷气发动机涡轮叶片上所用的高温合金盖瓦。这些盖瓦与钛制压力壳体隔开,通过辐射散热。所用降落伞在当时是最轻、也最可靠的最终落向地球的手段。降落伞部段采用铍制瓦片进行防热保护。“水星号”设计中的另一关键因素是宇航员所用的仰卧座椅。当时,人们对宇航员是否能够承受火箭发射和再入时,特别是应急情况下的过载,一直疑虑重重。这种贴身的座椅可以给人体以均匀的支撑,使其能够承受20g的过载而不受到伤害或永久损伤。
“水星号”飞船的这一方案乃至把人送入太空的整个计划中最引人注目的地方是其典雅而简洁的设计。但其非常大胆和不同寻常的设计还是招致了很多的争议。一些人认为以这种方式把人送入太空只不过是要做个样子。钝头体方案由于其与飞机全然不同的“长相”,更是受到了猛烈批评。反对者称其是“罐装人”,并称驾驶飞船的人不过是一件医学样品。就连当时的国家航空咨询委员会主任德莱顿博士,也把早期的一种弹道舱方案比作用加农炮发射小姐。不过,他还是批准了“水星号”项目的设计方案,因为当时它还算得上是一个完整的轨道飞行系统。“水星号”飞船(事实上还包括“双子星座”和“阿波罗”飞船)被设计成在水上着陆,因为卡纳维拉尔角东部的南大西洋上有广阔的水域。如果在发射中出现紧急情况,飞船必须能经受住水上溅落;水上溅落因而成为各种着陆的最佳途径。尽管飞船在设计上也能承受在陆地上着陆而不对乘员造成伤害,但采用水上溅落更易于减小着陆冲击力。
1959年4月,“水星号”计划迎来了第一批宇航员。他们是自愿应征的军队飞行员,是试飞员学校的毕业生。他们每个都要取得工程学士或同等学位,并且至少要有1500小时的喷气机飞行记录。在被召集到华盛顿听取计划介绍的首批60名候选人当中,有80%以上的人是自愿的。所有这些人都非常出色,因此选拔起来十分困难。不管怎样,我还是从中选出了7位:3名来自空军,3名来自海军,另有1名来自海军陆战队,因为“水星号”计划可能不会给超过这一数字的人提供飞行的机会。这些人是真正的先驱者。他们是在我们的计划还仅处在纸上谈兵阶段、还没有人真正知道有多大成功的把握的情况下而自愿应征的。人们不得不佩服他们的志向和勇气。
我们在“水星号”计划中取得了许多重大的成功,也尝过失败的滋味。不过,我们能够从每一次失败中吸取教训,而且幸运的是,这些失败都出现在计划初期,临到宇航员和动物乘客上天时则没有发生过什么重大事故。“水星号”计划中最重大的失败大概就是大家所知道的“逃逸塔飞行”。在这次悲剧中,逃逸塔、降落伞和过氧化物燃料都已在国内外媒体的眼皮底下部署到了发射台上。“红石”运载火箭上一个较简单的地面电路缺陷,导致主火箭发动机点火,然后又在火箭升离发射台约2英寸时关机。在被火箭起飞动作解除了保险之后,飞船的各个动作便按发动机关机来执行,这是正常的不载人飞行程序所要求的。你可以料到,我们很难向现场记者和华盛顿官员解释清楚这一系列非常复杂的事件。
在那个时候,我们不得不让动物(我们选的是大猩猩)先于宇航员进入太空。大猩猩哈姆的飞行是“水星号”计划一座重要的里程碑。这一次“红石”运载火箭再次出了一些问题,造成飞船回收推迟,并且由于着陆时压力壳体受损,飞船内还进了水。不过,这只大猩猩在零重力下很完美地完成了任务,而且被完好无损地回收回来了。哈姆因此而名噪一时。它也以实际行动证明自己的确是一个可爱的小家伙,而且还是一名名符其实的先驱者。
经过地面上的艰苦工作,在哈姆这次飞行中出现的所有问题,在没有再做飞行试验的条件下都得到了纠正。此时,我们已经做好了首次载人亚轨道飞行的准备,于是我向德莱顿博士和韦布先生建议继续往下走。但是,马歇尔中心却要求再用“红石”火箭进行一次不载人飞行,以进一步完善该火箭。正是在这段时间里,俄国人派尤里·加加林乘“东方号”飞船升空,成为太空第一人。
所有这些事件都恰好发生在肯尼迪总统及其工作人员同即将离任的艾森豪威尔政府交接工作之际。在国家航空航天局创建初期担任局长的格伦南博士让位给了詹姆斯·韦布,后者一直任职到1968年。伴随着这一变化还发生了其它一些事情。总统科学顾问委员会新的负责人杰罗姆·威斯纳博士和一些医学与自然科学家对“水星号”项目进行了审查。在我们开始说服医生们,告诉他们人在零重力下飞行是安全的之前,威斯纳委员会为我们举行的听证会进展得相当顺利。虽然大猩猩哈姆在天上过得不错,飞行之后也一切正常,但该委员会中的医学人员就是不愿意接受我们的说法,认为人在零重力下连15分钟都坚持不了。他们甚至还担心人能否承受躺在火箭顶上被送上天时的精神压力。不过,我们还是说服了韦布先生和德莱顿博士,使他们相信该计划是切实可行的,而他们又说服了总统及其属下。也就是在这个时候,当肯尼迪先生正在反复考虑失败会带来的影响时,航天委员会执行秘书威尔士讲了这样一句话:“总统先生,国家能坐等成功吗?”
1961年5月5日,艾伦·谢泼德成为第一位从卡纳维拉尔角升空的美国人,而这次飞行对于我们后来的计划有着极其重要的意义。在他乘坐“自由”7号完成这次飞行之后,格斯·格里索姆接着又乘坐称为“自由钟”7号的“水星号”飞船进行了一次飞行。此后,“水星号”飞船又乘载着一个机器人和一只名为“伊诺斯”的大猩猩进行了轨道飞行。至此,我们做好了进行载人轨道飞行的准备。非常幸运的是,我们连续成功发射了6枚“宇宙神”运载火箭,成功地结束了“水星号”计划。约翰·格伦于1962年2月20日执行的“水星号”-“宇宙神”任务是美国的首次轨道飞行。我们从格伦、卡彭特、希拉和库珀的飞行中学到了很多东西,对登月计划的规划有所帮助。
在这些初期载人飞行中,将人暴露在零重力下大概可算是有史以来最伟大的医学实验。所有“水星号”飞船宇航员都发现,失重状态并非什么大不了的问题。他们返回地球后都未出现任何医学上的麻烦。这一发现非常肯定和明确,以至于许多医学界的反对人士当时都对其重要性视而不见。现在就只剩下一个问题,那就是人在失重环境下能坚持多长时间。为了认识人体如何对新的环境做出补偿,我们做了细致的医学测量。零重力会在运动和适居性方面产生一些问题,但对人体本身则没什么影响。我们认定,即使在未来最长时间的飞行中,大概也只需要采取办法保持适当的身体锻炼和营养补充,以防返回地球重力环境时出现异常反应。
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