阿波羅登月續(xù)集:鮮為人知的金星載人飛行

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騰訊科技訊 據(jù)國外媒體報道,再過幾天,我們將看到兩組相距百年的“金星凌日”天文奇觀,羅馬神話中的愛與美的女神“維納斯”將通過太陽盤面,屆時全世界的目光都會聚焦于此,對大多數(shù)人而言,只能看到酷似一個小光點(diǎn)的金星。但是在1967年,美國國家航空航天局考慮執(zhí)行一次真實(shí)的金星之旅,向這顆太陽系內(nèi)軌道第二顆行星派遣三名宇航員,近距離環(huán)繞并飛掠金星。

美國國家航空航天局的金星載人飛行任務(wù)發(fā)展于阿波羅應(yīng)用計劃(ApolloApplicationsProgram),該計劃旨在借助阿波羅登月任務(wù)中研發(fā)出的額外空間技術(shù)實(shí)現(xiàn)更大范圍的太空探索。比如,美國宇航局希望通過阿波羅應(yīng)用計劃研發(fā)出地球軌道實(shí)驗(yàn)室、建立在月球表面的基地以及恒星際載人飛行技術(shù)。從某種意義上看,1967年提出的金星載人飛行是美國空間探索的未來展望。

而行星際探索的目標(biāo)之一是金星,在1962年水手2號無人探測器飛抵金星進(jìn)行探測后,美國國家航空航天局的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這顆星球上缺少強(qiáng)磁場,其地表具有炙熱的溫度環(huán)境,而大氣高度也較低。同時,研究人員認(rèn)識到在宇宙行星際載人空間飛行任務(wù)中,增加防護(hù)措施后人類還是可以在這樣的宇宙輻射環(huán)境中生存,因此美國國家航空航天局意識到這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)很值得繼續(xù)研究。除了對行星際空間環(huán)境有了初步研究之后,科學(xué)家們對金星厚厚的云層下隱藏的秘密顯示出極大的興趣。

為了能使宇航員安全抵達(dá)環(huán)金星軌道,美國國家航空航天局的空間飛行工程師們將使用進(jìn)行改進(jìn)的阿波羅宇宙飛船。與登月任務(wù)類似,前往金星的宇宙飛船也分為三段式艙體結(jié)構(gòu),即指令艙、服務(wù)艙(CSM)以及空間載人環(huán)境支持模塊(ESM)構(gòu)成,該模塊是專門為適合宇航員在漫長的金星旅程中生活而設(shè)計的。與阿波羅登月飛船不同的是,金星任務(wù)中的宇宙飛船沒有登陸艙,而阿波羅飛船具有完善的著陸設(shè)備。這是因?yàn)榻鹦禽d人飛行任務(wù)不需要著陸,僅僅是進(jìn)行環(huán)金星軌道飛行。

根據(jù)美國國家航空航天局計劃,飛往金星的宇航員將由土星五號重型運(yùn)載火箭發(fā)射,金星任務(wù)中的宇宙飛船服務(wù)艙(CSM)的功能與阿波羅登月任務(wù)期間類似,主要通過飛船計算機(jī)系統(tǒng)為任務(wù)進(jìn)行初級指導(dǎo)和導(dǎo)航,控制主發(fā)動機(jī),以及空間遙測和維持通訊。對于空間飛行程序工程師而言,前往金星的宇宙飛船指令與飛往月球存在共同點(diǎn),只需要進(jìn)行簡單修改即可,因此在飛行程序上并不存在問題。本項(xiàng)任務(wù)的難點(diǎn)在于如何保證宇航員在為期400多天的金星任務(wù)中安全返航,這就需要在登月宇宙飛船的基礎(chǔ)上更換新的艙段模塊。

在阿波羅登月飛船上有一個被稱為登月艙的艙段,設(shè)計搭載兩位宇航員在月面上著陸。但是在金星載人飛行任務(wù)中并不需要登陸,因此該艙段被替換為體積更大的空間載人環(huán)境支持模塊(ESM)。與阿波羅登月宇宙飛船在登月前在月球軌道上“艙段集合”類似,當(dāng)飛往金星的宇宙飛船抵達(dá)地球軌道時,宇航員將服務(wù)艙分離并調(diào)轉(zhuǎn)方向,再與飛船對接。這樣宇航員就可以在兩個艙式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移?臻g載人環(huán)境支持模塊(ESM)是專門為金星任務(wù)的空間飛行所設(shè)計,其主要為任務(wù)期間宇航員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的場所,可以為宇航員提供長期的生命支持,以及為整個任務(wù)的艙內(nèi)環(huán)境維持進(jìn)行控制。

在服務(wù)艙與空間載人環(huán)境支持模塊完成重新對接后,土星五號運(yùn)載火箭的上面級SIV-B推進(jìn)器將點(diǎn)火并飛往金星。對于已經(jīng)消耗完的助推段將被拋棄掉。由于空間載人環(huán)境支持模塊艙將為宇航員提供所需的一切,因此火箭工程師將重新設(shè)置上面級推進(jìn)器,將該模塊艙變成宇航員主要的居住和休閑艙段。宇宙飛船的電源由外部太陽能電池板提供。

按照美國國家航空航天局計劃,發(fā)射窗口介于1973年10月31日至11月30日之間。在這段時期內(nèi)進(jìn)行金星載人飛行任務(wù),有助于為宇航員提供一個安全的空間環(huán)境,太陽活動相對低迷,可降低宇航員暴露在太陽輻射中的等級?茖W(xué)家們經(jīng)過計算,飛往金星的宇宙飛船將耗時123天,宇航員預(yù)計于1974年3月的某個時候抵達(dá)金星軌道附近,距離金星表面高度為3843英里,約為6184公里。在短暫的掠過金星后,宇航員隨即開始返航,將在273天后抵達(dá)地球,整個任務(wù)將于1974年12月期間結(jié)束。

然而,為什么經(jīng)過周密計劃的金星載人宇航飛行任務(wù)并沒有執(zhí)行呢?這是因?yàn)槊绹鴩液娇蘸教炀值目茖W(xué)家們將金星載人飛行定位在阿波羅登月計劃的“輔助任務(wù)”,旨在驗(yàn)證阿波羅登月宇宙飛船的耐久性,表明該飛船足以勝任登月任務(wù),也體現(xiàn)了阿波羅系列宇宙飛船能執(zhí)行多項(xiàng)任務(wù),具有改進(jìn)成行星際載人飛船的能力。

這份報告由1963年美國電話電報公司(AT&T)分部制定,該公司當(dāng)時協(xié)助美國宇航局進(jìn)行研究、開發(fā)以及系統(tǒng)集成工作。雖然該計劃最終沒有被執(zhí)行,但也許會激勵未來的工程師們完成金星載人宇航飛行?梢灶A(yù)見,下一次的“金星凌日”奇怪將發(fā)生在2117年,屆時我們或?qū)⒖吹浇鹦歉浇霈F(xiàn)了一個微小的宇宙飛船。


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