东方一号,前苏联太空计划,东方计划的首要任务,也是首次载人的太空飞行任务,发生时间是在1961年4月12日,尤里·加加林成为第一个进入外层空间的人,亦是第一个进入地球轨道的人。
船员
尤里·加加林(1)
后备船员
格尔曼·季托夫
预备船员
格里戈里·涅柳博夫
任务参数
飞船质量:4,725 千克(10,420 磅)
近地点:169 千米(105 英里)
远地点:327 千米(203 英里)
地球轨道倾角:64.95°
在轨时间:89.34 分钟
任务要点
加加林所乘坐的航天器在108分钟内环绕地球一次。地面的控制人员,需要在航天器发射后的25分钟,才能确认航天器已进入稳定轨道。回程的时候,在距离地面7公里的地方,东方一号会将他弹射出来,而航天器和宇航员会有各自的降落伞。之所以要分开降落,原因是航天器的降落伞会为宇航员带来危险。最后,他安全返回地面。
航天器的姿势控制由一个自动系统负责。医疗人员和航天器工程师并不确定失重对人体的影响,所以驾驶员的飞行控制已被锁定,这样加加林便不需要人手操控航天器(当紧急的时候,加加林仍然可以对系统进行解锁)。东方一号并不可以改变其飞行轨道,只可以改变其姿势。在大部分的飞行时间内,航天器的姿势已准备随时返回地球。在航天器发射后的1小时,自动系统将航天器对准,预备点火返回地球。
点火返回程序在非洲西岸的上空进行,位置类近安哥拉,距离预计着陆点大约8000公里。点火程序历时42秒,采用液化燃料。由于重量问题,航天器并没有后备点火发动机。倘若点火程序失败,航天器依然可以留在太空十天。
在启动返回程序后的10秒,东方一号的设备模组应与返回舱分离。但由于被电线系着,两个模组并没有分离 。10分钟后,航天器不断的回转。在电线燃烧断开后,返回舱重新准确定位。
在1961年,国际航空联合会确认宇航员必须与返回舱一同返回,才会确认为一次成功的太空任务。事实上,当时宇航员和返回舱是分开降落的。但苏联报称他们是一起降落的,联合会依然官方确认其任务有效。直到多年之后,才有资料透露加加林和返回舱是分开降落的。
当苏联当局填写联合会资料的时候,报称火箭的发射地点位于拜科努尔( 47°22′00″N 65°29′00″E ? / ? 47.36667°N 65.48333°E ? / 47.36667; 65.48333 )。事实上,发射地点是位于丘拉坦( 45°55′12.72″N 63°20′32.32″E ? / ? 45.9202000°N 63.3423111°E ? / 45.9202000; 63.3423111 ),在拜科努尔的西南方229公里。他们之所以这样做,是希望将航天中心的地点保密。在1995年,俄罗斯和哈萨克当局将丘拉坦重新命名为拜科努尔。
返回舱现时存放在 科罗勒夫火箭 ( 英语 : S. P. Korolev Rocket and Space Corporation Energia ) 位于 科罗廖夫 的博物馆。
美国官方对东方一号的飞行成功表示祝贺。
任务详细记录
1961年4月12日,周三 发射前数分钟,加加林录下如下的语句:“亲爱的,我所认识的和不认识的朋友们,我亲爱的同胞和全世界人民!在几分钟内,一支强大的苏联火箭将把我的飞船送入广阔的外层空间。这是我想要告诉你们的。我未来的整个生命对于我而言正如一个惊险的时刻。我认为我可以集中我的力量以完成我被期望的任务。”
返回舱
格林尼治时间 06:07 东方一号从拜科努尔发射场一号工位发射。在加加林的任务结束后,这一工位以“加加林的起点”闻名。在点火起飞时,科罗廖夫指挥道:“初级……中级……主发动机……起飞!祝你飞行顺利,目前一切正常。”加加林回答:“ Poyekhali! (我们出发!)”
格林尼治时间 06:09 飞行2分钟,四台助推器燃料耗尽,从芯级分离。(+119 秒)
格林尼治时间 06:10 整流罩分离,加加林脚下的窗口和光学定位装置被揭开。(+156 秒)
格林尼治时间 06:12 飞行5分钟,第一级火箭燃料耗尽分离,末级火箭点火继续将飞船送入轨道。(+300 秒)
格林尼治时间 06:13 火箭仍在飞行,将东方一号送入轨道。加加林报告:“……飞行仍在继续。我可以看见地球,能见度很好,……,我几乎可以看见一切东西。积云下方一定有许多空间。飞行继续,一切正常。”
格林尼治时间 06:14 火箭仍在飞行,开始穿过俄罗斯中部地区。加加林报告:“一切正常,所有系统都在工作中。让我们继续前进!
格林尼治时间 06:15 末级火箭点火3分钟,加加林报告:“ Zarya-1, Zarya-1 (拜科努尔地面站代号),我不能清楚地听见你们的声音。我感觉正常,精神状况良好。飞行仍在继续……”此时,东方一号正离开拜科努尔发射场的无线电监控范围。
格林尼治时间 06:17 R-7火箭末级燃尽,10秒后与东方号飞船分离。此时,东方号飞船进入轨道。(+676 秒) 加加林报告:“飞船运行正常。我能够在舷窗中看见地球。一切均按计划进行。”这时,东方一号正在穿过俄罗斯,在西伯利亚上空飞行。
东方一号控制面板的一部分
格林尼治时间 06:21 东方一号穿过堪察加半岛,进入北太平洋。加加林通话:“……在下降监视器上的灯光已打开。我感觉良好,精神状态良好。座舱参数:压力1,湿度65,温度20,舱室气压1,第一自动装置155,第二自动装置155,返回火箭系统气压320个大气压……”
格林尼治时间 06:25 东方一号开始从西北向东南穿越太平洋,从堪察加半岛到南美洲的南端。加加林向地面询问:“请向我提供飞行信息,什么信息可以提供给我? ”他向地面请求飞船的轨道参数。哈巴罗夫斯克地面站回答:“20号(科罗廖夫)没有指令,飞船工作正常。”他们告诉加加林,飞船仅仅入轨6分钟,因此轨道参数无法获得。但是飞船工作正常。
格林尼治时间 06:31 加加林向哈巴罗夫斯克地面站通话:“我感觉棒极了,给我一些飞行的状态!”此时,东方一号正在哈巴罗夫斯克地面站的甚高频无线电地平线边缘。地面站回答:“请重复一遍,我无法听清你说的话。”加加林再次尝试通话,但是此时飞船已经飞离哈巴罗夫斯克地面站的无线电范围。
格林尼治时间 06:37 东方一号继续飞行,此时轨道日落。飞船在夏威夷群岛西北部进入地球阴影。此时,飞船已经离开地面站甚高频通讯范围,通讯必须依靠高频信号。
格林尼治时间 06:46 哈巴罗夫斯克地面站通过高频信号发送电报“KK”,意义为向指挥官报告情况。他们希望得到自动返回系统是否已经从地面收到指令的报告。加加林在格林尼治时间06:48作出回答。
格林尼治时间 06:48 东方一号在西经170°穿过赤道,开始穿越南太平洋。加加林在高频信号中回答:“我正在发送常规报告消息:9时48分(莫斯科时间),飞行正常。……下降状态指示正在移动。气压1,湿度65,温度20,舱内气压1.2,手动系统150,第一自动系统155,第二自动系统155,返回火箭气压320个大气压,我感觉良好……”
格林尼治时间 06:49 加加林报告正处在地球的黑夜一侧。
格林尼治时间 06:51 加加林报告太阳寻找及高度控制系统已经打开。这一系统用于东方一号返回时的定向。自动返回系统存在两套冗余的系统:一套自动太阳定位系统和一套人工视觉定位系统,任何一套系统均可以操控两套含有10千克氮气的冗余推进系统。
格林尼治时间 06:53 哈巴罗夫斯克地面站通过高频信号向加加林发送下面的信息:“根据33号(尼古拉·卡马宁将军)的命令,发报机已经打开,我们发送下面的消息:飞行如计划进行,轨道与计划没有偏差。”他们告诉加加林,东方一号正处于稳定的轨道中。加加林接受了这一信息。
格林尼治时间 06:57 东方一号处于新西兰和智利之间的南太平洋上。加加林发送信息:“……飞行仍在继续,我正在穿过美洲。电报发报机已经打开。”
格林尼治时间 07:00 东方一号穿过麦哲伦海峡。东方一号的新闻在莫斯科广播电台广播。
格林尼治时间 07:04 加加林发送与格林尼治时间06:48发送的信息类似的飞船状态信息,但是这一信息没有被地面收到。
格林尼治时间 07:09 加加林发送飞船状态信息,但是这一信息同样没有被地面收到。
格林尼治时间 07:10 穿过南大西洋后,太阳再次出现。此时距离东方一号返回还有15分钟。
格林尼治时间 07:13 加加林发送与格林尼治时间06:48发送的信息类似的飞船状态信息。莫斯科受到部分信息:“……接收良好,飞行继续……”
格林尼治时间 07:18 加加林发送飞船状态信息,但是这一信息再一次没有被地面收到。
格林尼治时间 07:23 加加林发送飞船状态信息,但是这一信息再一次没有被地面收到。
东方号飞船组成
格林尼治时间 07:25 东方一号处于返回纬度。当飞船处于非洲西海岸安哥拉附近上空时,返回火箭点火42秒。这一位置距离位于俄罗斯的计划着陆位置大约8000千米。
格林尼治时间 07:25 至 07:35 返回火箭熄火后10秒,东方号服务舱与返回舱的分离指令下达。但是,一束电缆使得飞船的两个部分保持相连,这一状况持续了10分钟。东方一号飞船穿过非洲西海岸,跨过非洲中部,向埃及方向飞行。
格林尼治时间 07:35 飞船的两部分开始再入大气层。当飞船位于埃及上空时,经历了强烈的旋转。最终,连接飞船两部分的电缆被烧断,使得返回舱得到释放,加加林不顾飞船持续的旋转,发送电报“一切正常”。事后,他报告说,他并不希望在自己已经(正确地)认识到这一旋转的现象并不会危及这次任务(由于返回舱球形的外观)之后,给地面带来麻烦。
格林尼治时间 07:35 至 07:55 返回过程继续。飞船穿过埃及和地中海,飞过塞浦路斯西海岸和土耳其中部。在降低高度的过程中,东方一号返回舱从黑海沿岸的克拉斯诺达尔附近进入苏联境内。加加林经历了8G(根据他自己的报告,“超过10G”)的过载但保持清醒。
格林尼治时间 07:55 飞船返回舱距离地面仍然有7千米。返回舱舱盖被打开,2秒后,加加林被从返回舱中弹射出。在2.5千米的高度,返回舱主伞打开。返回舱于格林尼治时间07:55降落。目击飞船降落的两位女学生描述说:“那是一个巨大的球,大约有两到三米高。它掉下来后向上弹起,然后又掉下来。在它第一次撞到地面的地方有一个大洞。”
格林尼治时间 08:05 由于加加林的降落伞打开的高度高于飞船降落伞打开的高度,加加林在飞船着陆后10分钟着陆。加加林和飞船都在恩格斯城东南方向的萨拉托夫州着陆(经纬度: 51°16′14.42″N 45°59′49.68″E ? / ? 51.2706722°N 45.9971333°E ? / 51.2706722; 45.9971333 )。一位农民和她的女儿看到了这一令他们感到奇怪的景象:一个身穿明亮橘红色“外套”和巨大白色头盔的人在她们附近用降落伞着陆。加加林后来回忆说,“当她们看到我穿着宇航服,身后拖着降落伞,她们开始恐惧地后退。我告诉她们,不要害怕,我是和她们一样的苏联人,刚刚从太空回来。现在需要做的就是找一部电话打给莫斯科!”来接加加林的军官告诉他在起飞时他已升官为少校。
参考文献
网页
东方一号 - Encyclopedia Astronautica
进入外层空间的第一人 - NASA/JPL translation of Soviet Radio and Newspaper Reports - May 1, 1961
加加林的飞行近于灾难?- Seds Spaceviews
FAI Sporting Code - Section 8 - Astronautics
东方一号的分析 - Sven Grahn
(俄文) Annotated transcript of Gagarin's radio conversations with ground stations, starting 2hrs (4:10 UTC) before launch