梁宝林

无人飞船即无人驾驶的飞船，按用途分为两种，一种专供载人飞船试验用，结构与载人飞船相同，另一种专门用来向空间站运送货物。

载人飞船代表了科学技术领域多方面的发展水平，如火箭推进、制导、遥控遥测网络、飞船制造材料、工艺和基地建设、专业人才等。飞船上有了人，还需要生命保障系统工程、航天医学工程作保证。可以说，载人飞船的研制是一个庞大的系统工程，需要一个比较长的发展过程，而无人飞船在其中扮演着开路先锋的重要角色。

无人飞船是载人飞船系列中的成员，在发射最初的载人飞船之前，都要发射与载人飞船结构一样的无人飞船；或者是某一系列飞船为了新的功能而进行改型，在发射改型载人飞船之前，也要发射无人飞船。其目的就是要确保飞船和发射系统绝对可靠和确保航天员的生命安全。

载人航天初期的无人飞船

前苏联为了把人送入太空，从40年代末到50年代末发射了一系列高空生物火箭，并进行了小狗"莱依卡"乘坐生物卫星的太空飞行。直到1960年5月15日，前苏联才发射了第一艘无人飞船，这就是"东方"号飞船的初型。飞船乘有假人，在太空飞行了4天，鉴定与考验了飞船各系统的性能，达到了预期的目的。再入大气层时，飞船定向系统出了故障未能回收。1960年8月19日和12月1日，前苏联又先后发射了两艘载有狗的无人飞船。两艘飞船均在太空飞行了一天，进一步试验了生命保障系统并进行了广泛的太空生物学试验。一艘飞船成功返回地面，另一艘飞船因返回时反推点火自动稳定系统失灵，飞船再入角过大，在大气层中烧毁。1961年3月9日和3月25日，为了进一步鉴定即将发射的"东方"号飞船的结构和各分系统的性能，前苏联又先后发射了两艘无人飞船。它们分别在太空飞行了1小时45分和1小时46分，收到了良好效果。在无人飞船进行如此大量鉴定与试验的基础上，"东方"号飞船终于在1961年4月12日把人类第一个航天员送入了太空。"东方"号和前两艘无人飞船一样，在太空飞行了1小时48分。

美国于1961年4月发射第一艘"水星"号无人飞船，在此前10多年时间里，也发射了许多高空生物火箭，进行了亚轨道和弹道飞行的宇宙生物学研究，考验了火箭和飞船本体。1961年4月25日到11月29日，美国先后发射了三艘无人飞船，其中两艘乘有假人，一艘乘有灵长类动物黑猩猩。乘有假人的一艘无人飞船在太空飞行一圈后，因发生故障造成飞行失败。其他两艘飞船在检验飞船结构、地面跟踪遥测和回收系统、生命保障系统等方面都获得了满意的结果，并成功回收。1962年2月20日，美国第一位完成轨道飞行的航天员格伦，乘"水星"号载人飞船在太空轨道飞行4小时50分，并成功返回地面。

无人飞船中的假人和动物

前苏联和美国在最初发射的无人飞船内，都有假人和动物作为试验对象。假人重量同真人，能像真人那样在体积上占据一个真航天员的空间位置，甚至可以穿上航天服进行试验。还有的假人被航天工程师和航天医学专家设计得几乎与真人相同，它能呼吸消耗氧气，排出二氧化碳，而且它也需要有一定的气压才能"生存"。这种假人在航天业界被称作为"代谢假人"（人体呼吸与代谢模拟装置），被用来考验人体的生存能力和鉴定人体生命保障系统的可靠性。也有的假人还能对周围特殊环境，如振动、噪声、辐射、重力等因素作出反应，同时将测量的参数变化记录下来，传回地面遥测网络，供控制指挥人员和科研人员参考。如果无人飞船中的氧气供应不足，或者假人排出的二氧化碳等有害气体过多又不能及时很好地处理，或者环境物理因素超过了人体耐受标准等，影响到假人的"健康"，甚至危及其"生命"时，这些信息也会传回地面指挥系统。该指挥系统就可以作出中止飞行的指令。

狗、猴和猩猩等动物在无人飞船中，除需要占据一定的空间外，它们的生理变化以及对氧气、水、食物、压力和温度、湿度等方面的需求与人体是相同的，只是在量上有些差异。猩猩等动物在无人飞船中是很重要的试验对象，特别是在人尚未进入太空之前就显得尤为重要。因为它们是活体，如果载人舱中环境有误或者生命保障系统失灵，危及它们的生命安全时，就能很快地被发现和记录下来。它们的健康状况好坏和是否死亡，决定了无人飞船飞行试验的成败。当然，载人航天已有近40年，人在太空不仅能生存下来，而且还能做众多科学实验等多项工作，并且有的航天员已能在太空生活一年以上。因此，如果再把动物放在无人飞船中去做实验，就显得必要性不大了。所以，我国无人飞船中没有猴和猩猩等动物的试验项目也就不难理解了。

定型前的无人飞船

前苏联和美国在第一种载人飞船发射成功之后，为了执行新的航天任务而设计了多种新的飞船。在新型号载人飞船没发射之前，都要先发射无人飞船进行验证。

美国"双子星座"系列飞船的飞行任务主要是使人体能较长期（最长14天）在太空停留，并能在太空与其他航天器交会对接，以形成更大的轨道复合体。飞船包括座舱和设备舱，乘员2人。它的研制是为给"阿波罗"登月飞船打下技术基础。"双子星座"飞船共发射12艘，其中前两艘是无人飞船。第一艘称为"双子星座"1号的无人飞船于1964年4月8日发射成功。发射该飞船是为了试验飞船发射系统、运载工具及飞船整体结构的可靠性。第二艘无人飞船于1965年1月19日发射，除对飞船整体考验外，重点是试验飞船再入大气层系统的可靠性。在无人飞船多次试验的基础上，直到1965年3月23日美国才发射了称为"双子星座"3号的第一艘载人飞船。因为"双子星座"飞船的重点任务是太空对接，因此除发射10艘载人飞船外，还另外发射了5艘称为"阿吉纳"的不载人轨道飞行器供对接试用。

美国"阿波罗"登月飞船由指挥舱、服务舱和登月舱三部分组成，可乘载3名航天员。为了考验飞船的性能和确保航天员的安全，在发射载人飞船之前，共发射了6艘无人飞船。1966年2月26日、7月5日和8月25日，分别发射了"阿波罗"1、2、3号无人飞船，除考验飞船整体结构外，还重点对飞船的在轨飞行进行了液氧燃料的压力试验和在失重条件下液体推进剂的储存等试验。第四艘飞船按原计划是发射载人飞船，但在地面试验时，飞船内的三名航天员因失火被烧死，后改为继续发射无人飞船。于是从1967年1月到1968年4月4日，又发射了"阿波罗"4、5、6号三艘无人飞船，在地球轨道上考验其登月舱上升和下降段的火箭发动机点火、重新启动和火箭分离程序，对飞船各系统的功能及热屏障性能进行了试验。到1968年10月11日才发射"阿波罗"7号载人飞船，继续进行登月的飞行试验。

前苏联在"东方"号发射成功之后，对该飞船进行了改装和新的设计，研制出了可乘2～3人、并能进行出舱活动的"上升"号飞船。这个型号的载人飞船只发射了两艘。"上升"1号飞船是1964年10月12日发射成功的，完成了三名航天人员的乘载任务。三名航天人员有一名工程师和一名航天医学专家。第二艘是在1965年3月18日发射成功的，乘载2名航天员。他们进行了出舱活动并在太空行走了5分钟。这两艘飞船分别在载人航天史上创造出了多人飞行、非职业性航天乘员进太空（医生和工程师）和第一次人在太空行走的三个太空"第一"。就在发射这两艘"上升"号载人飞船之前，前苏联于1964年2月到8月先后发射了两艘无人飞船，检验和鉴定飞船的整体结构与各系统的可靠性。

前苏联的第三代载人飞船名为"联盟"号，能乘载2～3名航天员。其最初计划是为登月作准备，后因技术不成熟和美国已先行登月等情况，改为给空间站运送航天员。飞船具有轨道机动、交会和对接能力，并能自主长期飞行。该飞船在长期发展过程中又进行了两次改进，称"联盟"T型飞船和"联盟"TM型飞船（题图）。无论何种"联盟"号飞船，在载人空间飞行之前都有发射无人飞船的记录。如果不进行无人飞船的试验，有时会酿成惨祸。

1967年4月23日发射的"联盟"1号是一艘载人飞船，只乘载一个航天员。在返回时因降落伞发生故障，飞船坠毁，航天员死亡。接受教训的前苏联人将2号飞船改为不载人飞船，作为第三艘"联盟"号飞船--"联盟"3号的靶船，于1968年10月25日发射入轨，在太空与"联盟"3号对接成功。"联盟"号飞船共发射40艘。此后，前苏联对"联盟"号飞船进行了改进，在飞船上安装了新的太阳能电池组和新的通信、导航系统和计算机系统，称为"联盟"T飞船。改进后首先于1979年12月26日发射了一艘无人飞船，即"联盟"T－1号飞船，为的是考验新型飞船的性能，以提出进一步改进意见。相隔发射"联盟"T－1号无人飞船半年之后，前苏联才发射"联盟"T－2号载人飞船。这个型号的飞船共发射15艘。"联盟"TM型飞船是在"联盟"T型飞船的基础上改进的。飞船本体采用强度更高重量更轻的特种材料制造，提高了推进系统的性能，可以将飞船推向更高的地球轨道。这种飞船在载人之前也同样发射了一艘称为"联盟"TM－1号的无人飞船，对其整体结构和新改装的各个分系统进行了验证，而"联盟"TM－2号载人飞船则是在1987年2月6日发射的。该型飞船至今仍在服役。

运货的无人飞船

在载人航天活动中，除上述各种无人飞船外，还有一种专门运货的无人飞船，这就是前苏联"进步"号无人驾驶货运飞船。其主要任务是给长期停留在太空的"礼炮"6号和7号以及"和平"号空间站运送货物。1978年1月到1981年3月前苏联"礼炮"6号空间站飞行期间，有12艘"进步"号无人货运飞船与之对接。1982年5月到1985年6月，又向"礼炮"7号空间站发射了12艘"进步"号无人飞船。

图示-“进步”号无人货运飞船结构示意图

图示-“进步”M型飞船外形图（下图），没示出对接返回装置。

"进步"号货运飞船在"联盟"号载人飞船基础上作了改型，例如将"联盟"号的返回舱改为一个运送燃料的舱段。燃料舱还可以将航天员的生活用水以及压缩空气等送到空间站。"进步"号货运飞船因没有再入返回装置，在把货物送进空间站后，即坠入地球大气层烧毁。

在"礼炮"7号空间站飞行期间，苏联还向其对接了一些试验型无人飞船，如"宇宙"－1443。这是一种多功能无人飞船。它本身有太阳能电池组供电系统，并可从空间站携带500公斤货物返回地球。

前苏联的"和平"号空间站是1986年2月20日发射到太空的，至今已有10余年，当前俄罗斯已决定让其超期服役。从地球发往"和平"号空间站的"进步"号和"进步"M无人货运飞船已有几十艘，目前仍在服役。"进步"M是由"联盟"TM型载人飞船改进而来，1989年8月23日第一艘该型飞船飞往"和平"号空间站。该型飞船包括"联盟"TM型载人飞船的交会/对接系统、推进系统、计算机和太阳能电池帆板等。此外，该飞船还增设了返加地面的装置。■