還原人類太空首飛全過程,趣事危險並存,成功太空俯瞰地球全貌

2020-11-08 科學史評話吳京平



上文書講到了蘇聯進行太空人的選拔。從一百多人裡面選出了 20 人,然後再篩選到第一批 6 個人。可以說都是百裡挑一的優秀飛行員,而且進行過大量針對性訓練。最後是靠考試確定了太空第一人的人選,他就是尤裡·加加林


其實總設計師科羅廖夫早就看中了加加林,但是他沒辦法直說。在這一批太空人裡曾經搞過一次調查,假如你自己不上天,你會推薦誰,加加林得了 3 票,說明他還是非常招人喜歡的。



到了 4 月 9 號,卡馬寧宣布由加加林執行第一次太空飛行任務,季託夫擔任替補。加加林當然是非常開心啦。不過加加林有一件非常重要的事兒要做,那就是留下一封信,是寫給他妻子伊蓮娜的,這東西,有備無患。加加林無外乎就是叮囑妻子,照顧好女兒,畢竟孩子歲數還小,不過呢,對孩子也不要太嬌慣,原話是「不要讓她們做公主,要成為真正的人」。萬一自己犧牲了,妻子也不要太悲傷,她可以自己選擇是否改嫁。


加加林夫婦


儘管加加林對自己的技術有信心,他也不想把這封信寫成一封遺書,但是寫來寫去也就是那些詞,怎麼看都像是遺書。這封信後來交給了一個朋友,上級領導應該也是知道的。萬一他回不來了,就把這封信交給他的妻子伊蓮娜。當然,加加林在信的末尾寫了,希望妻子永遠也不要收到這封信,他當然想活著回來。


東方號火箭預定 4 月 12 號發射。美國人對於民用航天項目根本就沒有保密,早就宣布要在 5 月份發射載人飛船。蘇聯人當然不能落後,科羅廖夫想在五一勞動節前發射升空,這樣的話,太空人回來就能出席五一勞動節的慶典。赫魯雪夫他們當然也希望趕在節日之前,但是赫魯雪夫他們學乖了。上次就是為了給10月革命節獻禮,結果涅傑林違反操作規程,導致了慘劇的發生。這一次,赫魯雪夫決定不給科羅廖夫壓力,不管是提前,還是推後,你看著辦。科羅廖夫權衡了好幾天才定下 4 月 12 日這個時間。



對加加林來講,他還有 3 天時間做準備,還有好多事兒要做。東方號飛船其實發射過很多次了,只是前幾次裝的都是狗,不是人類。所以加加林也自嘲,自己究竟是第一個上天的人呢,還是最後一個上天的狗呢?


這話怎麼說的呢?加加林當然是人啦,怎麼能是狗呢?既然是人,為什麼他自己卻沒有自己操控飛船的權限呢?沒錯,東方號主要是靠自動飛行導航裝置操控,或者是地面遙控。你想啊,過去發射的都是狗啊,狗又不會操控,所以蘇聯人就研發了一套自動裝置。理論上是不需要加加林操控的。不過緊急情況下,輸入一組密碼,就可以解除自動操控,進入全手動模式。這套密碼是封在一個信封裡的,加加林緊急情況下,需要拆信封,把密碼輸進去。在太空裡,誰知道人處於什麼狀態,所以這不是件容易的事兒。沒辦法,程序就這麼設計的。



日期臨近了,大隊人馬全都去了拜科努爾發射場。加加林和替補季託夫住在一起,為了讓兩個人放鬆一下,這天沒給他們安排工作,這兩個小夥子隨便聊了點家長裡短,跟工作關係不大。晚飯吃的是航天食品,當時的航天食品是很簡陋的,都是放在牙膏管裡的糊狀物品。這幾天他們吃的都是這種太空食品。晚上臨睡前,醫生過來給加加林測了血壓和體溫,血壓 75/115,體溫 36.4℃,心跳每分鐘 64 下,這身體真沒得說。


第二天一清早,火箭就要發射了,晚上必須睡個好覺。有傳記作家考證,這兩個人都沒睡著。但是我想,不會的,因為這幾個太空人都是千挑萬選的,心理素質不是一般人能比的,他們應該是好好地睡了一覺。早上 5:30 分,加加林被人叫起來了。加加林先是做了個早操鍛鍊一下,然後刷牙洗臉吃早飯。早飯仍然是牙膏管裡的糊狀食品,這回是肉泥和果醬,還有一點咖啡。吃完飯仍然需要嚴格的檢查身體,體溫高個 1℃,或者是心跳快個 5 下。加加林的任務就告吹,換替補上。


當然,這種事兒並沒有發生,加加林的身體狀況完全符合要求。接下去就是在身上裝傳感器,心跳體溫和呼吸之類的參數都要採集。加加林穿上藍色的工作服,然後在同志們的幫助下,穿上橘紅色的航天服。有這套航天服的保護,即便是座艙破裂,也能保證加加林的安全。最後,加加林帶上白色的頭盔。因為不久以前發生過擊落 U2 高空偵察機的事件,蘇聯的人民群眾對從天上掉下來的人非常敏感。為了防止誤會,工程師在白色的頭盔上用紅油漆寫了 CCCP 四個字母,這是蘇聯的縮寫,按照俄文發音跟「SSSR」差不多。



等著特殊改裝過的大轎車開過來,加加林他們提著太空衣上的管子和電線,坐進了專用的座位。把電線和管子分別接好,車上有供電和供氧通風的裝置。大轎車帶著加加林和一群工作人員去發射場。車開在哈薩克斯坦的大草原上,老遠就看見巨大的東方號火箭,矗立在發射臺上,周圍冒著白煙。這說明液氧已經加注進去了,低溫導致周圍的水蒸氣都凝結了。


R-7飛彈、發射斯普特尼克的基本款,東方號、上升號、聯盟號


你別說,蘇聯的火箭要比這個時期美國人的漂亮多了。主要是因為蘇聯人採用了 4 個巨大的捆綁助推器,這 4 個助推器是圓錐形的。用來發射斯普特尼克衛星的 R-7 火箭非常矮,輪廓上就像是小女孩偷穿了媽媽的裙子,個子不夠高。升級版東方號火箭,上面加了太空船和動力艙。長度一下就拉長了,仿佛是個身材高挑的少女,這孩子已經長大了。到後面的聯盟號火箭,那就完全成熟了,特別的挺拔漂亮。反觀當時美國人的紅石火箭,那就像是個電線桿子,宇宙神火箭早期版本線條那叫一個難看啊,簡直就是個醬油瓶子。論起火箭的顏值,美國人是一直到土星五號才扳回一局。


東方號、水星-紅石、水星-宇宙神、雙子座-大力神2


等加加林從車上下來,一幫太空人夥伴們過來送行,大家擁抱在一起。再看總設計師科羅廖夫,老頭眼睛紅紅的,看來是一宿沒睡。加加林登上火箭,坐進了座艙,座艙相對來講算是比較寬敞的。美國的水星號飛船是個圓錐形,內部空間很小。即便是容積夠大,因為形狀的關係,利用率也不高。蘇聯的太空船的球形的,相對來講寬敞點。另外一個原因是蘇聯選取的太空人專門選了個子不高的,加加林看著挺帥的一個小夥子,只看照片的話你也不知道他多高,拿皮尺一量,1.57 米。


既然圓錐形太空船那麼窄,為什麼還要做成這個樣子呢?那是因為返回大氣層的時候,圓錐形是有一定的操控能力的,而且穩定性也好一些。球形的容易翻跟頭,真要轉起來沒完,裡邊的人能給搖散了黃。但是當時蘇聯人是第一個吃螃蟹的,他們認為球形能用最少的材料做出最大的容積,而且強度也不錯,這是划算的買賣。這是當時的想法,後來發現,還是操控性更重要,所以都採用了圓錐形或者是鐘形,不再用圓球了。


加加林半躺在飛船裡,就等著發射升空了。科羅廖夫他們已經去了地下掩體。從地下掩體裡透過觀察孔,盯著巨大的東方號火箭。


水星飛船帶逃逸塔


東方號火箭和美國人的紅石-水星火箭最大的差異是沒有逃逸塔。我們講過,逃逸塔是救命用的,萬一火箭剛飛起來就要炸,逃逸塔要負責把載人的太空船從火箭上拔出來,飛到高空,開降落傘平穩落地,救太空人一命。那麼東方號為什麼就沒有逃逸塔呢?蘇聯人當時採用了和戰鬥機類似的辦法,那就是用彈射座椅。萬一出了事兒,就用彈射座椅把太空人彈出艙外,開降落傘落地。而且按照東方號的設計,加加林要坐著飛船返回地球,下降到 7000 米高度的時候,開彈射座椅從飛船裡彈射出來,然後開降落傘安全著陸。所以,蘇聯的彈射座椅是兩用的。


快要發射了,大家突然發現,座艙門出了故障。加加林要想彈出來,跳傘。拉動彈射拉環以後,要把艙門扔掉,然後座椅開小火箭把人推出去。這個門打不開,那豈不是要壞菜啊?馬上搶修吧,工程師們開始瘋狂搶修,連拆了 32 顆螺栓,終於修好了。他們還得手忙腳亂地把這 32 顆螺栓擰回去。現在,終於可以按照原定計劃發射了,加加林倒是挺鎮定的,一直在跟科羅廖夫通話,還科羅廖夫放點音樂給他聽。


根據檔案披露,儘管預定的航行時間只有 108 分鐘,也就是繞著地球轉一圈馬上下來。科羅廖夫還是在東方號太空船上裝了 10 天的糧食。這都是以備不時之需。畢竟這是第一次載人航天飛行,凡事要做萬全的準備。發射時間定在了 9:07,這個時間是精心挑選過的。科羅廖夫在地下指揮部裡指揮發射。



我們在電視裡常常看到火箭發射的場景,都是旁邊有個發射塔,發射塔伸出橫臂,握住火箭,這樣火箭就站穩了。發射前,手臂橫著搖開就行。東方號不是這樣,而是四周有好幾個支架,牢牢的抱住火箭。


地下控制室裡面的工作人員都在緊張地監視各項數據,火箭發射需要兩把特製的鑰匙同時擰動才能發射。現在,鑰匙已經插進了鎖眼,就等科羅廖夫一聲令下。8 個支架之中的四個已經張開了,火箭已經點火,時間快到了。加加林的手拉住了彈射座椅的拉環,萬一不行,立馬彈射。遠處的攝影師架好了電影機,準備拍攝。


科羅廖夫一聲令下,火箭發動機突然加大了功率。4 座支架向後躺下,就像開花一樣。中間的東方號火箭在發動機巨大的推力作用下開始緩緩地上升。加加林的小夥伴們都在遠方的看臺上緊盯著呢,看到火箭升空,一群年輕人興奮地大叫「烏拉」,這都是俄國特色了。


他們眼看著東方號火箭越飛越高,穿過雲層,漸漸地變成了一個小亮點。僅僅過了兩分鐘,四個巨大的助推器裡的燃料就燒光了,四個助推器被拋棄了,因為四個助推器是像開花一樣倒向 4 個方向,地面上的人可以看到火箭的尾焰形成了一個十字,然後就熄滅了。這就是著名的「科羅廖夫十字」。最後,火箭消失在了視野之中。


科羅廖夫十字


到了 9 點 10 分,火箭頭部的整流罩被拋棄了。加加林乘坐的東方號飛船暴露出來了,加加林可以透過很小的一扇窗看到外面的景象。9:12 分,中央的一級火箭也燒光了。一級火箭被拋棄,二級火箭點燃了。9:15 分,東方號飛出了拜科努爾監控站的範圍。又過了 2 分鐘,火箭第二級也燒光了,火箭和太空船分離了,東方號飛船進入了地球的軌道。


科羅廖夫挑選的時間是很有講究的,這個時候,蘇聯大部分國土都已經天亮了。要知道,蘇聯的國土橫跨 11 個時區。這邊天亮了,那邊還在半夜呢。火箭儘量在蘇聯的國土上飛行,這樣有利於監控,因此軌道選擇也很有講究。從拜科努爾起飛,飛船橫穿整個西伯利亞,一直飛到遠東地區,勘察加半島這時候天都快黑了。



加加林剛剛從身體根本沒法動彈的超重狀態進入了失重狀態。這一切都是在短短幾分鐘內發生的。但是對加加林來講,卻感覺過了好久。現在,進入軌道以後,加加林身邊的一切都飄起來了。他渾身都感覺不到重量,變得舒服極了。他作為經受過嚴格訓練的太空人,很快適應了失重的環境,開始進入工作狀態,開始拿起本子,用鉛筆在上面做記錄。他瞥了一眼窗外的景色,現在是在西伯利亞上空,下面有條大河在閃閃發光。地球就像一顆藍色的寶石一樣美麗,陽光亮的出奇,加加林想看看月亮,可惜方向不對,看不到。


加加林的導航儀


9:18 飛船飛到了西伯利亞上空,9:21 飛船飛到了堪察加半島,進入太平洋,當時整個太平洋都是夜晚。飛船飛進了地球的背光面,斜穿整個太平洋,路過夏威夷上空的時候,下邊剛好是半夜。不知道美國人會作何感想。依照軌道,飛船從南美洲南端掠過,進入大西洋上空,在大西洋上空,加加林看到了地球邊緣黎明的曙光,這半圈是兜回來了。為什麼科羅廖夫要選擇莫斯科時間早上 9:07 分發射火箭,就是為了飛船剛好在非洲上空的時候是白天。


東方號飛船從安哥拉上空插進非洲。在享受了 1 個小時失重的美妙感覺以後,加加林要回家了。要想準確地落在莫斯科南部 400 公裡的著陸場,必須從非洲上空就開始減速,再入大氣層。這時候,飛船的狀態是屁股朝前,就等著時間一到,開發動機反推。一切都是自動的,按理說不需要加加林操心。但是科羅廖夫不放心,萬一反推沒啟動,加加林就回不來了。因此叮囑加加林,準備人工接管操縱。加加林也把手放到人工操作按鈕旁邊了,要知道反推火箭晚開一秒鐘,落點都能差好幾十裡地。



其實科羅廖夫是設計軌道的時候是有充分的考慮的。軌道最低點離地面只有 169 公裡。在這個高度上,其實還是有大氣層的。即便是反推失敗,藉助空氣的減速,10 天之內,加加林也能逐漸降低軌道,返回地球。所以科羅廖夫在飛船上放了 10 天的糧食,就是為這個準備的。但是現在軌道有偏差,如果反推不開的話,恐怕沒個 20 天,加加林下不來。加加林在太空豈不是要餓死渴死?


好在反推火箭準確的開機了,科羅廖夫總算是長出了一口氣。但是科羅廖夫不知道的是,因為開了反推火箭,飛船的姿態失控了,開始在空中亂滾,加加林在裡邊,被轉的暈頭轉向的,隨著飛船再入大氣層。和空氣的摩擦越來越劇烈。飛船周圍的燒蝕材料開始起作用,就靠這些燒蝕材料的蒸發,迅速帶走熱量,這才能保證不被燒化。所以加加林看到舷窗外是火光一片,其他什麼都看不到。


按道理說,球形的飛船和屁股後頭那個菸灰缸形狀的服務艙應該分離了。但是,兩個模塊沒有分離,有一根電線始終沒斷,這怎麼辦呢?加加林居然就沒向地面報告。科羅廖夫急得不行,這是怎麼回事兒呢?下回再說。


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