书城科普读物神秘的太空世界丛书:飞向宇宙
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第8章 飞向宇宙的“推手”——火箭(3)

“卫星”号运载火箭

“卫星”号运载火箭是前苏联早期的运载火箭,它奠定了前苏联航天运载工具发展的基础。它是前苏联用“P—7”洲际导弹改装的,火箭由1枚芯级火箭和4台侧挂助推火箭并联捆绑而成。

“东方”号运载火箭

“东方”号运载火箭是继“卫星”号之后发展较早的一种运载火箭。“东方”号火箭因发射“东方”号宇宙飞船而得名。它1959年1月2日试飞,成功发射“月球1”号探测器。后来又4次用于发射动物卫星舱的试验。1961年4月12日它把世界上第一位宇航员加加林送上地球轨道飞行。截至1980年,“东方”号火箭总共发射了85个航天器,其中包括5艘载人飞船。

“东方”号运载火箭是一种三级液体火箭,它在“卫星”号两级火箭的基础上又增加了一级火箭,因此它的运载能力比“卫星”号增大了2.5倍。

“闪电”号运载火箭

前苏联的运载火箭基本上按标准化、系列化发展。在“东方”号火箭的基础上,1961年又研制成功“闪电”号和“联盟”号两种系列火箭。“闪电”号以改装后的“东方”号三级火箭,再加上第四级构成,火箭全长42.8米,起飞重量300吨,其近地轨道的运载能力最高达到7吨。1961年2月4日首次发射成功,随后相继用来发射了7个“金星”号、10个“月球”号、1个“火星”号探测器和数十颗“闪电”号通信卫星。

“联盟”号运载火箭

前苏联著名运载火箭——“联盟”号

“联盟”号运载火箭于1961年研制成功,因用它发射“联盟”号系列载人飞船而得名。它是由“东方”号三级火箭改进第三级后的新型三级运载火箭,总长49.3米,起飞重量310吨,近地轨道的运载能力为7.5吨。

1963年11月16日首次发射“宇宙22”号卫星成功;

1964年和1965年又先后用来试验发射2艘“上升”号载人飞船。

1967年开始用来发射“联盟”号、“联盟T”号系列载人飞船和“进步”号自动货运飞船。

“能源”号运载火箭

“能源”号运载火箭是前苏联的超级巨型运载火箭。1987年5月15日在拜科努尔航天中心发射成功。

在随后的1988年11月15日,“能源”号火箭将不载人的“暴风雪”号航天飞机载入太空轨道飞行,成为前苏联运载火箭发展的一个新的里程碑。

“能源”号运载火箭的总设计师是古巴诺夫。该种巨型火箭的情况是:箭长约60米,总重2400吨,起飞推力3500吨,能把100吨有效载荷送上近地轨道。

“能源”号运载火箭由两级组成。第一级捆绑4台液体助推火箭,高39米;第二级为直径8米的芯级,由4台液氢液氧发动机组成。发射时,第一级、第二级同时点火,第一级4台助推火箭工作完成后,由地面控制使其脱离芯级火箭后予以回收,经修理后可重复使用50次;第二级即芯级火箭可将有效载荷送入地球轨道运行。

“质子”号运载火箭

“质子”号是重型运载火箭之一,在前苏联的航天活动中,“质子”号运载火箭发射最为频繁。“质子”号火箭系列先后研制有二、三、四级三种型号。最大一种是四级火箭,全长44.3米,底部最大直径7.4米,起飞重量800吨。第一级由6台助推火箭组成。它的中心是一个直径较大的氧化剂箱,四周捆绑6个燃料箱,起飞推力达1000吨。第二级高约13.7米,装有4台发动机,总推力为240吨。第三级高6.4米,装1台发动机,另有4台校正航向的可控微调发动机。第四级高5.5米,装有1台封闭式循环发动机,可二次点火。

这种火箭可将21吨重的有效载荷送上近地轨道。

1965年7月16日,“质子”号运载火箭首次发射,将1颗重达12.2吨的卫星送入预定轨道;

1971年4月19日又成功发射重17.5吨的“礼炮1”号轨道站;

从1971~1973年相继发射了6颗“火星”号探测器;

1974年发射第一颗静止轨道卫星“宇宙637”号;

1975年到1983年陆续发射了“金星”号系列探测器;

1984年发射2个“维加”号哈雷彗星探测器;

1986年又把第三代轨道站“和平”号送入太空。

这一系列发射纪录,表明“质子”号火箭对于前苏联航天活动有着举足轻重的作用。

美国著名的运载火箭

美国在航天领域是与前苏联进行竞争和合作的主要国家。在20世纪50年代和60年代初,美国在竞争中处于劣势和落后的境地,原因之一就是运载火箭不过关。1969年7月21日“阿波罗2”号登月成功与随后进行的一系列“阿波罗”号登月飞行,使美国在航天领域的竞争中逐渐赶上并处于领先地位。美国航天的成就,除了各项综合高科技的发展外,运载火箭技术的进步是重要原因之一。

在此值得一提的是,著名火箭专家冯·布劳恩在发展美国火箭技术上立下了汗马功劳。他主持研制的“丘比特C”号运载火箭将美国第一颗人造地球卫星“探险1”号送入太空,时间是1958年2月1日。布劳恩还用“丘比特”号改进型火箭为美国征服太空开创了新纪元。

此后,美国国家航空航天局(NASA)又先后用几种中程和洲际导弹经改造而研制成“雷神”号、“大力神”号、“德尔塔”号、“宇宙神”号等多种系列的运载火箭,下面分别加以介绍。

“雷神”号运载火箭

“雷神”号是美国早期发射小型卫星的运载火箭,从1959年以来发射400多次,现已不常用。

“宇宙神”号系列运载火箭

“宇宙神”号系列火箭,由美国通用动力公司制造,已连续生产30多年。火箭长25.1米,直径3米,起飞重量120吨。

目前,经常使用的是“宇宙神阿金纳D”号和“宇宙神半人马座”号2种型号。前者重129吨,能把2吨重的有效载荷送入500千米高的地球轨道;后者重139吨,近地轨道的最大运载能力为4吨。它们除作为“月球”号和“火星”号星际探测器的运载工具外,还曾用来发射通信卫星和“水星”号载人飞船。自1959年以来,它已发射500多次,是使用最广泛的一种运载工具,在世界上较为驰名。

“德尔塔”号系列运载火箭

“德尔塔”号系列火箭由美国麦道公司研制生产,并于1960年5月首次发射,至今已发射180多次。它先后发射过“先驱者”号探测器、泰罗斯气象卫星、“云雨”号卫星、“辛康”号卫星、国际通信卫星2、3号等。

“德尔塔”号系列火箭是三级火箭,有2种型号,总长38.4米,起飞重量分别为220吨和230吨。其中一种的同步转移轨道运载能力为1.4吨;另一种的同步转移轨道运载能力为1.8吨。“德尔塔”号系列火箭主要用于各类卫星的发射。

“大力神”号系列运载火箭

“大力神”号系列火箭由马丁·玛丽埃特公司研制生产,有多种型号。

“大力神”号系列火箭有着辉煌的发射记录。它主要发射各种军用卫星,也发射过“太阳神”号、“海盗”号、“旅行者”号等行星和行星际探测器。

“大力神”号系列开发的几种型号分别为:“大力神3”、“大力神3A”、“大力神3B”、“大力神3C”、“大力神3D”、“大力神3E”和“大力神34D”。各型“大力神”火箭的有效载荷分别是:3A为3.6吨,3B为4.5吨,3C、3D和3E均为15吨;最大的“大力神34D”长达62米,最大直径5米,发射地球同步转移轨道卫星的运载能力达4.5吨。后来又研制出“大力神4B”号火箭,用来发射“卡西尼”号土星探测器。

“土星”号巨型运载火箭

“土星”号运载火箭是在美国火箭专家冯·布劳恩主持下研制设计的,主要为登月计划服务。从1964年开始实施土星巨型登月火箭研制计划,至1967年的3年间相继研制成功“土星1”号、“土星1B”号、“土星5”号等几种型号的巨型运载火箭。各型号情况如下:

①“土星1”号——两级火箭,1964年首先研制成功。火箭长38.1米,直径5.58米,发射重量502吨,近地轨道的有效载荷为10.2吨。它曾用来试验发射“阿波罗”号飞船模型。

②“土星1B”号——“土星1”号的改进型,为两级火箭,1966年研制成功。火箭长68.3米,直径6.6米,发射重量590吨,最大有效载荷18.1吨。从1966年到1975年共发射9次,除做运载“阿波罗”号飞船实验外,还3次将宇航员送上太空实验室空间站和1次发射“阿波罗”号载人飞船与前苏联的“联盟”号飞船对接。

③“土星5”号——世界上最大的巨型运载火箭,是三级火箭,1967年研制成功。火箭全长110米,直径10.1米,起飞重量2950吨,近地轨道的有效载荷达139吨,飞往月球轨道的有效载荷为47吨。从1967年到1973年共发射13次,其中6次将“阿波罗”号载人飞船送上月球。“土星5”号在人类航天史上写下了最为光辉的一页。

欧洲空间局著名的运载火箭系列

在法国的倡议下,西欧法、英、德、意等11个国家于1973年7月成立了欧洲空间局,着手研制“阿里亚娜”系列火箭(阿里亚娜是古希腊神话中一位美丽公主的名字)。

“阿里亚娜”系列运载火箭至今已研制5种型号:“阿里亚娜1”号、“阿里亚娜2”号、“阿里亚娜3”号、“阿里亚娜4”号和“阿里亚娜5”号。下面详细介绍“阿里亚娜”系列火箭的研制和发射概况。

“阿里亚娜1”号火箭

1979年12月24日第一枚“阿里亚娜1”号火箭发射成功。它是三级火箭,长47.39米,直径3.8米,发射重量200吨,能将1.7吨的有效载荷发射到地球同步转移轨道。“阿里亚娜1”号火箭发射11次,其中1次失败。

“阿里亚娜2”号火箭

“阿里亚娜2”号火箭研制和发射不甚理想,没有大量投入使用。“阿里亚娜2”号比“阿里亚娜3”号晚2年发射,即1986年才发射,运载能力只有2.2吨。1986年5月31日首次发射失败,以后连续发射5次均成功。