美國水星號飛船
美國第一個載人飛船係列。從1961年5月~1963年5月共發射6艘。前兩次是繞地球不到一圈的亞軌道飛行,後4次是載人軌道飛行。主要目的是試驗飛船各種工程係統的性能,考察失重環境對人體的影響、人在失重環境中的工作能力以及對發射和返回過程中遇到超重的忍耐力等。
結構特點
飛船總長約29米,最大直徑18米,重約13~18噸。由圓台形座艙和圓柱形傘艙組成。在發射時,水星號飛船的頂端還有一個高約5米的救生塔。
座艙內可乘坐一名航天員,設計的最長飛行時間為2天。航天員躺在特製的座椅上,通過飛船舷窗、潛望鏡和顯示器可觀測地球表麵。
在座艙外麵大鈍頭處覆蓋一層很厚的防熱材料。飛船返回前點燃製動火箭,然後拋棄製動火箭組合件,再入大氣層,下降到低空時打開降落傘,航天員與飛船一起濺落在海上,由直升機和打撈船隻回收。
1961年5月5日水星號飛船進行了首次亞軌道載人飛行,飛行高度186千米,飛行距離約480千米,飛行時間15分22秒,其中失重5分4秒,飛船在大西洋上濺落。同年7月21日水星號飛船進行了第二次亞軌道載人飛行,飛行高度190千米,飛行距離488千米。
在空間運行中航天員曾試驗使用手控裝置保持飛行路線,進行滾動和偏航飛行,拍攝了地球陸地構造、氣象雲圖和天體等照片。
航天員發現在軌道飛行中通過舷窗觀測地平線和天體,可使飛船正確定位,從而可取消座艙中笨重的潛望鏡,使飛船作漂移式飛行以節省燃料。
控製係統
“水星”飛船的姿態控製係統以自控為主,另有兩種手控方式作為備份。航天員僅在必要時使用手控裝置控製飛船的飛行姿態,在飛船操縱方麵僅起到輔助作用,基本上是一名供地麵研究人員了解人對空間飛行環境適應能力的受試驗者。但在飛行中也表現出了人的主觀能動性。
猩猩安全返回
1959年12月,美國開始試驗新研製的“水星”號飛船。為了測試座艙的性能,科學家們兩次使用了猴子,並取得了回收的成功。第三次的測試由一隻猩猩來擔當宇航員的角色。這隻猩猩名叫漢姆,它在上天前經過了嚴格的訓練。這次,漢姆進入飛船座艙後,“紅石”火箭將座艙送入離地260千米的空間,座艙在空間劃了一個660千米長的大圓弧後,安全降落在海麵上。負責打打撈的直升飛機很快把試驗座艙從水麵提起,送到一艘登陸艇上。當救護人員打開艙門時,漢姆若若無其事地將兩手交叉在胸前,興奮地步出座艙,毫不客氣地拿過慰勞它的一個大蘋果大吃起來。漢姆是幾個最早進入太空的地球生物之一。
亞軌道飛行
在美蘇太空競賽中,蘇聯的加加林首次實現太空飛行,拔得頭籌。這使得美國人的情緒有些不平衡,當時美國的水星計劃上有許多準備工作需要做。
1961年5月5日,命名為自由7號的水星飛船在卡納維拉爾角由改裝的紅石火箭發射升空,飛船上乘坐的是美國第一位宇航員阿蘭·謝帕德。這完全是一次彈道發射,飛船上升的最大高度為186千米。
飛船正常分離後,又以彈道狀載入大氣層並安全回收。這種飛行方式被稱為亞軌道飛行。據說在全部15分22秒的飛行過程中,謝帕德隻有5分鍾的失重經曆。時隔兩個月,宇航員格裏索姆於7月21日乘坐自由鍾7號飛船又一次進行了亞軌道飛行,基本過程同帕德完全相同。
美國為什麼首先選擇進行亞軌道飛行呢?這主要是因為美國宇航界認為,載人航天技術難度大,在進行正式的軌道飛行之前,應當首先進行較簡單的亞軌道飛行試驗,以降低飛行的風險,為載人軌道飛行積累經驗。
另外,美國的載人航天計劃一切從零開始,包括運載火箭都是在紅石、宇宙神等導彈基礎上研製的,首先進行亞軌道飛行易於取得成功,對在蘇美載人航天競賽中獲勝也十分有利。