“阿波罗”计划的宇宙飞船是怎样的?

2024-12-16 09:54:56
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“阿波罗”计划的宇宙飞船是继“水星”、“双子”两飞船以后美国研制的第三代宇宙飞船。它由指令舱、服务舱和登月舱三部分组成,在发射的时候还在指令舱上安装紧急脱险用的火箭。

指令舱是三名宇航员在飞行期间居住的地方,备有宇宙飞船全部的操纵、制导等指令装置。登月旅行结束以后,在飞船的各部分中,返回地球的,只有指令舱。

指令舱是圆锥形的,高3.23米,底面直径是3.1米,大.约有一辆旅行汽车大小。发射的重量,包括三名宇航员的体重,大约是5.9吨。在飞行当中要消费掉姿势控制用的火箭的燃料,返回地球的时候要丢掉辅助降落伞,所以着陆的时候,指令舱的重量就只有5.3吨了。

指令舱被分隔成前部机械室、乘员室和后部机械室三部分。圆锥形的尖端部分是前部机械室,在那里装有返回地球时候使用的降落伞。

乘员室是三名宇航员居住的地方,兼作食堂、作业室、寝室、厕所和操纵室用。乘员室有三介座席,它制作得象沙发长椅那样舒适。宇宙飞船进入轨道以后,中央座席可以放下,这样两名宇航员就可以同时立在仪器盘前。右边和左边的座席下有寝台,寝台上备有睡袋,可供两名宇航员睡眠。

乘员室的体积是10立方米,里面装有各类仪器和工具,宇航员可以自由利用的空间是6立方米,平均每人可用的空间是2立方米左右。

后部机械室在圆锥形船体的底部,室里装有姿势控制用的火箭燃料和氧化剂,以及为了把它们送出去而设的加压用的氦气箱、冰槽等。

在指令舱里有两扇观察窗,两扇会接窗,一扇舱口窗。观察窗是两扇边窗,设在靠椅的旁边,供宇航员摄影和观察用。会接窗在左右靠椅的末端,指令舱驾驶员可以从这两扇窗子往外望,来操纵、控制设备把指令舱和登月舱会合并衔接起来。

指令舱外壳有内外两层,象热水瓶那样,外层是由几层铜合金和不锈钢板做成,内层是由几层钛合金板和铝合金板做成的舱壁,内外层之间有蜂窝状的隔热层。内层是密封的,使乘员室里的氧气不会漏出来。指令舱外壳上有厚厚的一层合成树脂的耐热材料。耐热材料的厚度,在底面部分大约是7厘米,而在侧壁和舱头部分是2厘米,它的重量大约1.4吨。服务舱附在指令舱的下端,呈圆筒形,直径3.9米,高7.37米。在舱的下端装有在真空中可以产生91.14千牛推力的火箭发动机。在飞行途中修正飞船轨道,在到达月球附近的时候逆喷射、减速,进入环绕月球轨道,或在脱离环绕月球轨道、返回地球的时候,都要使用这个火箭。

在服务舱的外壁,带有4个十字型的姿势控制火箭。

舱里装有供这些火箭使用的燃料和氧化剂、燃料电池和宇航员呼吸用的氧气等。在没有装入这些东西以前,舱重5.2吨,装人以后舱重25吨。

服务舱和指令舱的各种装置是按可以飞行14天的要求设计的,食粮和氧气也按照可以供14天使用的份量装入。

登月舱在火箭发射的时候是放在服务舱下面、第三节火箭顶部的金属罩里的。飞船进入奔月轨道以后,指令舱和服务舱(合起来叫做母船)跟第三级火箭的顶部分离,旋转180°,指令舱的圆锥顶部对准登月舱,并且跟它对接。

指令舱和登月舱之间有直径80厘米的“隧道”,通过这条“隧道”,宇航员可以在指令舱和登月舱之间通行。

登月舱由下降段和上升段两部分组成,总高度6.99米,4支底脚延伸时候的直径是9.45米,如果包括火箭的燃料,重量是14.7吨,除掉以后的重量是4.1吨。

在下降段装有登月舱向月面降落减速使用的逆喷射火箭,并且备有火箭的燃料、氧化剂槽、水和氧气槽,还有调查月面的科学仪器。下降段在上升段飞离月面的时候又起发射架的作用。

在上升段有乘员室,两名宇航员可以利用的空间是4.5立方米,室里设有座席,宇航员是站着操作的。室里充满了1/3个大气压的纯氧气,气温调节在24℃。

从“阿波罗11号”到“阿波罗14号”,登月舱里氧气、水、电池等的份量都是按登月舱离开母船以后可以活动48小时来设计的。扣除下降的时间和上升段飞离月面和母船对接的时间,乘坐登月舱的两名宇航员实际可以在月面逗留的时间最多只有35小时。但是“阿波罗15号”以后,由于设计上的改进,这两部分时间都大幅度增加,结果,“阿波罗15号”的登月舱脱离母船以后单独活动了78小时50分钟,其中66小时55分钟是在月面逗留的。

发射的时候,指令舱上端装有紧急脱险用的火箭,也叫“逃逸塔”或“救生塔”。如果“土星5号”火箭发生故障,救生塔可以按指令启动,把整个飞船拉走,脱离“土星5号”火箭,送到安全的高空。救生塔的长度包括下端的燃料库和保护外壳共约10米,重3.6吨,本体部分的直径是66厘米,保护外壳的下端部分的直径是1.2米。救生塔用的火箭使用固体推进剂。