蘇聯率先發射載人火箭,美國緊追不捨送黑猩猩上太空

2020-11-08 科學史評話吳京平



上一次我們講到了加加林乘坐的東方號火箭從拜科努爾發射升空,進入了地球軌道。在大西洋上空,剛好進入了地球有光照的一面,加加林在太空裡看到了地球的邊緣逐漸亮起來,這是大氣層被陽光照射以後,出現的光線散射,然後就是一縷陽光直接照進了飛船。這就是在飛船上看到的日出景象。



在非洲安哥拉上空,按照計劃,加加林要回家了。這時候就必須開反推火箭,按照計劃是自動控制系統會自己按時打開反推火箭。但是為了以防萬一,加加林的手指一直就在手動操控按鈕的旁邊。萬一機器失靈,他必須果斷地按下按鈕。


東方號飛船的軌跡


好在反推火箭在 10:25 按時啟動了,開了 42 秒鐘,飛船減速,開始往下掉。大約 10:35,在埃及上空從環繞地球的軌道上脫離,進入了一條和地面相交的運動軌跡。要想降落在蘇聯的領土上,剎車的時間和力度必須精確


球形飛船屁股頭後有個菸灰缸形狀的服務艙,本來早就該分離了,但是偏偏有一根電線沒斷開,進入大氣層以後,飛船開始亂滾。屁股後頭還帶著一個累贅呢,原計劃不是這樣的,不翻跟頭才怪呢。飛船裡的的加加林就倒了黴了,他差點被「搖散了黃」。記錄的數據表明,加加林承受了高達 8 g的加速度。也就是說,他感覺好像自己的體重放大了 8 倍那麼難受。但是加加林發給地面的報告是一切正常,他不想讓地面為他擔心。


俄國電影《搏擊太空》劇照


加加林透過很小的一個窗子,看到飛船周圍是火光一片,這是飛船外殼上的燒蝕材料開始蒸發燃燒,帶走空氣摩擦產生的巨大的熱量。所以外邊是極端的高溫,但是飛船裡面只有 20 度。這時候地面的通訊中斷了,科羅廖夫那兒也聯繫不上,這就是所謂的黑障


因為摩擦產生的高溫,導致周圍的空氣全都電離了,變成了等離子體。等離子體就是氣體的電子和原子核已經分離了,處於自由流動之中,無線電波會被等離子體給吃掉。因此飛船和地面的無線電通信就斷了,只有等到速度降下來,溫度低了,才能恢復。



俄國電影《搏擊太空》劇照


最後,飛船在大氣層裡面一頓亂滾。這一頓甩,終於把這根電線給拉斷了,飛船的姿勢終於穩定下來了。說實話,球形的飛船要想穩定,還是挺費勁的。這就是後來大家基本上都不採用球形飛船的原因。


俄國電影《搏擊太空》劇照


等到速度再降低,科羅廖夫這才收到了飛船上的無線電信號,加加林還活著呢。科羅廖夫長出了一口氣。一直到 10:55,加加林下降到了距離地面 7000 米的高度。飛船的艙蓋被起爆裝置炸飛了, 2 秒以後,加加林被彈射座椅彈出了艙外,連人帶椅子一起飛出去了。引導傘打開,拽出主降落傘,主降落傘打開,加加林緩慢的降落。等到了 4000 米的高度,屁股底下的彈射座椅被扔掉了。11:05 加加林順利的落地,他憋的不行,趕快打開了頭盔的面罩,大口地呼吸著新鮮的空氣。


仔細端詳一下周圍的環境,這是一片農田。遠處一個農村大媽帶著自己的女兒剛好路過,這一老一少,看見天上掉下一個大活人,穿得怪模怪樣的,扭頭就跑,這是階級敵人還是外國間諜啊?反正不像是好人。加加林還在後邊喊她們,別跑啊。我是蘇聯人,看我頭盔上還寫著 CCCP 呢,我不是外國間諜,你們趕緊回村給莫斯科打電話。


當然啦,周圍的村民肯定是向莫斯科報告了,很快,軍方的搜救人員就趕過來了。要知道加加林的落點偏移了 400 公裡,他掉在了莫斯科以南 800 公裡的薩拉託夫州。大家要是有機會去仔細看看地圖就能明白。加加林其實是繞著地球軌道轉了一圈。按理說,從拜科努爾發射升空,運行軌跡是個完整的圓圈的話,應該是還落在拜科努爾。但是,別忘了地球的自轉,這一圈飛了 108 分鐘。等到落地的時候,地球剛好轉過去一格,因此加加林掉在了薩拉託夫州,後來這個降落地點被開闢成了紀念公園。


俄國電影《搏擊太空》劇照


那東方號飛船呢?飛船也完好無損,在 2500 米高空,飛船的降落傘也張開了。這個球形的太空艙把地面砸出了一個大坑,自己被彈起來以後,再次落下,又砸了一個坑。最後老老實實的蹲在坑裡不動了。距離加加林落地的地方沒多遠。當然周圍村子裡的人都看見了,一個個還往前湊,小朋友們圍著這個大球來迴轉圈。


赫魯雪夫就等著科羅廖夫的電話呢。接到科羅廖夫的電話,披頭第一句就問:「他活著嗎?」,當赫魯雪夫得知加加林安全的回來了,特別的興奮。蘇聯毫無疑問又拿了個第一名,壓了美國人一頭。國防部長馬利諾夫斯基元帥認為應該給加加林晉升一級軍銜,他是上尉,應該晉升為大尉,這是蘇聯軍銜裡特有的一個設置。赫魯雪夫說,讓加加林高興高興,連升了兩級,從上尉直接晉升為少校。


蘇聯很大,農村裡消息沒有那麼快,但是城市裡已經是一片沸騰,特別是莫斯科等等大城市。加加林還在太空裡沒下來的時候,科羅廖夫就提前打報告,請求蘇聯政府公開這次飛行,一般蘇聯政府是不願意提前公布的,但是這次是例外,因為科羅廖夫要做完全的準備,如果不公布,不事先聲明,萬一加加林落在別國的土地上,讓人家當蘇聯特務抓起來怎麼辦呢?


所以,蘇聯政府向全世界宣布了這個消息。大概強調兩件事兒,首先,蘇聯的太空人不是軍事間諜。其次,落到誰家裡,麻煩給予救助。所以,大家都知道加加林上太空了,都在等著加加林的消息。等到確定加加林安全著陸了,老百姓非常高興。莫斯科這些大城市甚至舉行了遊行集會,規模不下於勝利日的活動。


俄國電影《搏擊太空》劇照


美國人心裡別提多憋屈了。當時的總統已經換成了甘迺迪,他怎麼也要表示表示吧。先是向蘇聯祝賀,你們太空技術取得了非凡的成就,這都是場面上的話。心裡完全不是這麼想的。後來加加林到全世界很多國家訪問,美國是堅決不讓他入境。美國的各大媒體也都是酸溜溜的,想必大家都能想像得出來,那是一種什麼樣的基調,畢竟當年怎麼噴蘇聯的,如今就怎麼噴我國,招數都差不多。


加加林訪問英國


不管美國輿論如何發酸。NASA 可急眼了,這擺明了是被人家蘇聯又一次打臉。NASA 是個民用航天部門,美國的載人飛行計劃是個民用項目,儘管軍方深度參與。但是很多事兒還是公開進行的,選拔太空人這件事兒,社會上很多人都知道了,美國人很想搶在蘇聯人之前完成載人太空飛行,但是太空人是個非常新的行業,能當太空人的人應該符合什麼條件呢?NASA 是兩眼一抹黑。


所以美國曾經做過詳細的調查。特技演員行嗎?或者是馬戲團練雜技的?他們還諮詢了賽車手和遊泳運動員。最後,是當時的總統艾森豪做出了準確的判斷。太空人必須從飛行員裡面選拔,而且必須接受過高等教育。從這一點上來講,比蘇聯第一批太空人的起點要高。加加林成為太空第一人的時候,只是接受了高校的函授教育,去茹科夫斯基空軍學院聽過課。他甚至飛行小時數都不算很多,比起同伴都不見得佔優勢。


7名太空人和F-106截擊機


美國人一開始從海軍、空軍、陸戰隊飛行員裡面選拔種子選手。陸軍被排除在外,只有海軍、空軍和陸戰隊有自己的試飛學院,專門培養試飛員。美國空軍是戰後從陸軍航空隊演變來的,這一下基本上就把陸軍裡邊開飛機上連根拔起,陸軍也就只剩下開直升機的了,所以陸軍是沒有試飛學院的。


NASA 選了 508 人,後來篩選到 110 人,再篩選到 69 人。這批人到首都華盛頓接受進一步的選拔。經過一輪一輪的測試,選出了 32 人參加培訓。這批人都是飛行老手,很多人參加過二戰和韓戰。


水星計劃7名太空人:格裡森,謝潑得,卡彭特,施艾拉,斯雷頓,格倫,庫勃(從左到右)


最後從這批人裡面選出了 7 個人參與水星計劃。打頭陣的就是謝潑德,當他聽到加加林成為太空第一人這個消息的時候,他一拳頭砸在桌上,旁邊的人嚇了一跳,他差點把手砸骨折了。本來這個頭銜是他的,現在被蘇聯人搶先了,他當然是一肚子火嘛。


水星-紅石 1號


1960 年的 12 月,美國人發射了一枚空的水星-紅石火箭。這一次是用來測試太空船的,裡面什麼都沒放。布勞恩主導設計的紅石火箭不足以把水星飛船發到地球軌道,只能玩兒亞軌道飛行,這一次飛船飛到了 210 公裡的高空,射程達到了 378 公裡,飛行時間只有 15 分鐘,基本上還是一枚飛彈的水準,不過作為測試是足夠了。這是為了第二枚生物測試火箭做準備的。


水星1號保存在NASA的埃姆斯研究中心


水星 1 號飛船發射時出了事故,但是逃逸塔把飛船帶到了安全的地方,飛船沒有損壞,上面也沒有人,所以換了一枚火箭繼續發射。


水星飛船打開降落傘,掉進了大西洋,由海軍的直升機去把飛船撈上來,運到船上,拖回岸上。這就是美國人和蘇聯人不一樣的地方,美國有強大的海軍,可以讓飛船在水上降落。這比蘇聯人落在地上要柔和多了。蘇聯人只能在地上降落,當時蘇聯人還沒有搞定飛船的落地緩衝裝置,因此加加林不能坐在東方號裡降到地面,只能彈出來,自己跳傘著陸。


在一個多月以後,1961 年的 1 月 31 日,美國發射了第二枚水星-紅石火箭。這一次,飛船裡面坐著一隻名叫哈姆的黑猩猩。美國人和蘇聯人不一樣,蘇聯人在研究所外邊抓點流浪狗就解決問題,這倒是便宜。美國人財大氣粗啊,不行,狗和人相差太遠了。


與人最接近的就是黑猩猩,美國從非洲喀麥隆弄回 40 只黑猩猩,開始進行訓練。沒錯,猩猩也是要進行訓練的。它們每天坐在模擬座艙裡,根據光線和聲音做出反應,比如看到藍燈閃爍 5 秒內就要打開槓桿,如果操作對了,就會拿到一個香蕉,錯了,腳下就會傳來電擊。


黑猩猩哈姆


這群猩猩足足練習了兩年半,最後,經過層層選拔,選中了這一隻名字叫哈姆的傢伙。這傢伙還是真的挺機靈的,操縱機器的能力最強,在 70 分鐘之內,它連續操縱 7000 次,錯誤只有 28 次。美國的飛船是要駕駛員去完成一些操作的,不像蘇聯人,全靠自動駕駛和地面遙控。


水星 2 號的飛行軌跡和水星 1 號不一樣。水星 1 號的彈道太高了,黑猩猩受不了。水星 2 號預計高度達到 185 公裡,射程達到 467 公裡,這比水星 1 號要平緩一些。


早上 8 點多,哈姆坐進座艙。但是發射時間被推遲了 4 個小時,飛船有點小故障要排除。人是明白道理的,猩猩才不管那套呢。安撫住這個哈姆還挺費勁。到了中午時分,火箭發射升空。


剛飛起來 1 分鐘,技術人員報告,角度差了 1 度。彈道偏離了預期,兩分鐘以後,液氧燒光了。發動機監控系統發覺了變化,向地面發出了終止發射的信號。這個時候,水星飛船的逃逸塔已經被拋掉了,只能聽天由命。因為彈道角度不對,導致飛行速度遠比設計的要高。因為控制系統發出了終止信號,導致反推火箭被扔掉了。所以水星 2 號飛船的返回速度也很大,裡外裡導致射程比預計的長了 209 公裡。發射過程之中的振動導致了水星飛船通氣閥的一個銷子鬆動,飛船還漏氣了。大家都在為黑猩猩哈姆捏著一把汗。這傢伙還能活著回來嗎?


哈姆這一趟可就倒了黴了,太空船漏氣了,好在它穿著太空服呢,太空服沒有漏氣,算是把命保住了。他在太空還經歷了一小段失重的過程,攝像機記錄了當時的情景,哈姆非常的沉著,你都想像不到這個傢伙居然一點都不慌,做了 50 次操作沒有一次搞錯。在返回過程中,哈姆承受的重力加速度達到了 14.7g,這比加加林承受的要高多了。


因為這一系列錯誤,飛船的落點遠離了預定地點,負責搜救的海軍艦船以及搜索飛機不得不擴大範圍。救援飛機收到飛船的信號,發現它在 96 公裡之外。沒關係,有信號就好辦。



等大家找到飛船,一看啊,這叫一個慘啊。飛船正在進水,如果不快點撈起來,恐怕要沉下去。最終在下午 6 點鐘,把這個太空艙撈起來,運到了海軍的唐納的甲板上。艙裡足足進了 360 公斤的水。打開飛船的時候,黑猩猩哈姆倒是一點沒事兒。給他一個蘋果,它抓起來就啃,你別說,這胃口倒是不錯,一口氣吃了一個蘋果和半個桔子。



這個黑猩猩哈姆,後來被養在了華盛頓的國家動物園裡,養了 17 年,1981 年轉移到了北卡州的一個動物園裡,在那兒一直活到 26 歲,死後被埋在了阿拉莫戈多的新墨西哥太空歷史博物館,它還是蠻值得被紀念的。你別說,它在太空的表現,還真是可圈可點。


水星-紅石 2 號的發射試驗實際上是失敗的。起碼總設計師布勞恩是這麼認為的。所以他提議,要在搭載猩猩的水星 2 號和真正載人的水星 3 號之間添加一次任務,也就是水星-紅石 BD 任務。謝潑德作為太空人,他堅決反對插入這麼個任務。他認為水星 2 號體現出來的都是小毛病,是很容易改的。為什麼要中間插一槓子呢?這不是耽誤時間嘛。


但是,布勞恩堅決要求插入這個任務。他要解決水星 2 號上一系列的 BUG,不做測試怎麼能行呢?新的飛船和火箭做了 7 項重大的修改,就是為了修復水星 2 號的那些故障點。


布勞恩是非常嚴謹的,在工程技術的決策上,他還真是敢於擔責任。怎麼能帶著這麼多的毛病上天呢?謝潑德你們這幫人要命不要命啦?謝潑德他們不是著急嘛。你看看這個時間節點,要是真的不插這一次測試飛行任務,那麼謝潑德很有可能就搶在蘇聯人前面了。但是布勞恩怎麼知道科羅廖夫啥時候發射呢?他完全不知道蘇聯人的進度嘛。



現在蘇聯宣布了,東方號發射成功,加加林是太空第一人。布勞恩也急眼了,他馬上安排水星-紅石 3 號的發射任務,這一回要玩兒真格的了,謝潑德,這回不放猩猩了,該你上了……,我們下回再說。


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