冲向星辰大海

天上十年

载人航天器的前世今生与未来

加加林搭乘的东方号飞船即将起竖发射

插画师描绘的东方号载人飞行

过去

1.东方号系列载人飞船

东方号是苏联建造的载人航天器，总共进行过6 次载人任务。1961年4月 12日，苏联宇航员尤里·加加林驾驶东方1 号完成了人类有史以来第一次载人航天飞行，绕地球飞行一圈后安全返回（后续改型上升号搭载宇航员阿里克谢完成了人类历史的第一次太空行走）。该飞船最初被设计为兼顾间谍卫星和载人飞船两用型号，机身装有球形返回舱，用于容纳宇航员。在早期太空设备中，东方1号少见地加装了弹射逃逸装置（升空后40 秒内发生事故宇航员可自行打开逃生）。不过，早期的东方号飞船发动机推力有限，返回舱与推进火箭发动机分离后无法控制飞行路径和方向等，导致宇航员会承受较大的身体负荷。1963年，在完成运送世界首位女性宇航员瓦莲京娜·捷列什科娃进入太空的任务后，东方号就不再进行载人飞行，转为运送卫星等。

位于卡纳维拉尔角附近的指挥中心

2.墨丘利（水星）载人飞船

墨丘利计划是美国第一个载人航天计划。20世纪50年代末至60年代初，大国间的太空竞赛已经开展。为顺利成为第一个将人类送往太空的国家，美国国家航空航天局（NASA）秘密研制了多种实验机型，进行了二十余次大气层内飞行实验。此外，NASA 还以罗马神话墨丘利命名了该计划（这一习惯一直延续至今），而参与计划的宇航员被称为“墨丘利七人”（最初有7 名宇航员），所有飞船的尾号均为数字7。1957年苏联成功发射卫星，得知这一消息后的NASA 不得不加快载人航天发射的进度，可惜还是略晚于苏联完成。1961年5月5日，艾伦·谢泼德成功进入亚轨道飞行。次年2月20日，约翰·格伦成功进入近地轨道飞行。墨丘利飞船的返回舱由麦克唐纳飞机公司制造，内置有可供宇航员一日生存使用的氧气、食物和水，而紧急逃生火箭则由北美航空公司制造。墨丘利载人飞船的顺利发射激发了民众的火热情绪，数百万人通过广播和电视观看了实况，航天成为当时最时尚的话题之一。

身着宇航服的约翰·格伦

3.北美航空 X-15

X-15 是一种超声速火箭动力实验飞机，在20世纪60年代创造过载人飞行的高度和速度世界纪录。1963年X-15 曾2 次飞越卡门线（卡门线位于海拔100 千米处，被认为是外太空与地球大气层的分界线），1962-1968年又有11 次飞行高度超过80 千米。因达到航天飞行标准，参与X-15 飞行计划的12 名飞行员获得了美国宇航员徽章。

X-15 点燃火箭发动机瞬间

装备在X-15 飞机上的XLR-99 火箭发动机

4.双子座系列载人飞船

双子座计划是美国第二个载人航天计划，于1961年开始，1966年结束，主要用于探究太空旅行技术，是衔接阿波罗计划的重要铺垫和桥梁。双子座载人飞船共进行了10 次载人地球轨道飞行，任务目标为：测试人类和设备在太空飞行中的耐力（登月至少需要8 天，最多需要14天）；实现与另一航天器的交会对接，并使用其推进系统联合操纵航天器；进行舱外太空行走，并评估宇航员执行任务的能力；完善预定位置的着陆技术。值得一提的是，1965年6月宇航员埃德·怀特进行了时长约23分钟的太空漫步（系带），是美国首位完成出舱活动的宇航员。

双子座载人飞船剖视图

怀特进行太空行走

5.阿波罗系列载人飞船

阿波罗载人飞船主体由返回舱、登月舱、适配器、服务舱和紧急逃生系统组成，复杂的结构旨在让宇航员成功登月并安全返回地球。

返回舱

返回舱是载人飞船的控制中心和3 名宇航员的生活区。

登月舱

登月舱由格鲁曼公司制造，是一艘单独的航天器，具备动力系统，可完成月面起降任务，并可搭载4-5天的宇航员补给。登月舱适配器由北美航空公司制造，是登月舱与火箭的连接主体，在发射期间保护登月舱和服务舱。

阿波罗17 号服务舱

服务舱

服务舱由北美航空公司制造，包含推进器和助燃物质、氢氧反应电池、增益天线、科学仪器包、测绘相机等。在整个登月任务中，服务舱始终与返回舱相连，直至返航进入大气层后才被抛离。

紧急逃生系统

紧急逃生系统由洛克希德公司制造，目的是遇到紧急情况时宇航员可以快速逃离火箭中止任务。

阿波罗飞船共执行过9 次登月任务，成功6 次。1968年12月，阿波罗8 号第一次载人绕月飞行；1969年7月21日，阿波罗11号宇航员尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林成为第一批在月球上行走的人类。

阿波罗紧急逃生系统测试

6.航天飞机

20世纪60年代，NASA 和美国空军联合研究决定研发一款可重复使用的航天器，以节约成本。1968年12月NASA 成立了航天飞机任务组，并向通用动力、洛克希德、麦道、北美航空等公司发出研究合同。1974年，第一架航天飞机企业号开始建造，之后在爱德华兹空军基地进行了测试，但其并不具备轨道飞行能力。在优化技术后，首批轨道飞行航天飞机哥伦比亚号、挑战者号、发现号和亚特兰蒂斯号陆续完成。1986年挑战者号出现事故，致使7 名宇航员丧命。1991年，用于取代挑战者号的奋进号航天飞机开始建造。随着人类的太空探索目光越来越远，只服务于近地轨道的航天飞机已没有了用武之地。2011年7月21日，最后一次发射任务结束后，航天飞机正式退出了历史的舞台。

挑战者号航天飞机在轨飞行

现在

1.联盟号系列载人飞船

联盟号载人飞船自20世纪60年代以来一直处于服役状态，目前已发射超过140 次。其最初是科罗廖夫设计局为苏联太空计划设计，用于接替东方号载人飞船，同时负责苏联载人登月计划部分任务。在2011年航天飞机退役后，联盟号成为全世界运送宇航员往返空间站和地球的重要交通方式。联盟号载人飞船按照时间和用途不同，已更迭数代，以满足日益复杂的载荷需求。

第一代（1967-1971）

第一代飞船（联盟号1-联盟号11）可搭载3 名宇航员（舱内无需穿宇航服），飞船区别主要在于太阳能电池板结构和天线系统。其中，联盟号7L-L1 主要用于绕月飞行，但因系统故障过多最终报废。后续版本也是状况连连，甚至曾出现弗拉基米尔·科马罗夫在返回地球期间飞船坠毁遇难的惨烈事故。

第二代（1973-1981）

第二代飞船（联盟号12-联盟号40）代号为联盟号7K-T，也被称为“渡轮”。初期版本主要是从军用版联盟号飞船概念衍生而成，能够搭载2名宇航员。不过几款测试机型均未实际飞行。直至1975年，为联盟号-阿波罗号测试计划中设计的联盟号7K-TM 的出现，事情才有了新的进展。7K-TM 采用了符合美国标准的制造工艺，使其能与阿波罗系列飞船对接。

第三代（1976-1986）

第三代飞船为联盟号-T 型载人飞船，其再次装备了太阳能电池板，具有更长的任务时间，可搭载3 名宇航员（需身着宇航服）。

第四代（1986-2016）

第四代飞船分为三个阶段，1986-2002年间为联盟号-TM 型载人飞船，主要用于向和平号空间站、国际空间站运输宇航员和物资。2003-2012年为联盟号-TMA 型载人飞船。其为满足国际空间站新的服务要求做了诸多改进，内部空间布局更灵活，可根据任务需求搭载多名乘客。2010-2016年间为联盟号-TMA-M 型载人飞船，是TMA型的升级版，采用了全新的计算机控制系统，总重减少了近70 千克。

第五代（2016-至今）

第五代飞船型号为联盟号MS，采用了更高效的太阳能电池板，启用了重量更轻，功耗更低的新型对接模块，支持GLONASS / GPS 和Cospas-Sarsat 卫星系统。

联盟号在拜科努尔发射场发射

联盟号与国际空间站对接

搭载神舟十三号飞船的长二F 火箭发射升空

2.神舟系列航天飞船

自1992年立项以来，中国载人航天工程开始按“三步走”发展战略实施。1999-2002年，成功进行4 次神舟无人飞船飞行试验。2003年10月15日，我国首位航天员杨利伟乘坐神舟五号飞船顺利升空，在太空飞行14 圈后，顺利返回内蒙古四子王旗主着陆场，实现了中华民族千年的飞天梦想。至此，中国揭开了载人航天的新篇章。截至2022年，神舟系列航天飞船已发射14 次，陆续完成了出舱、空间科学实验、空间站交会对接、太空驻留等任务。未来，新时代航天人在攀登世界前沿科技高峰的道路上，将再创一幕幕奇迹和辉煌，用科技实力展现中国的大国自信与担当。

3.太空船二号亚轨道载人飞船

太空船二号是维珍公司专为太空旅行设计的一款亚轨道载人飞船。其由WK2 飞机携带升空至发射高度后，通过火箭发动机驱动冲破大气层并进入亚轨道。从2018年开始，太空船二号已成功完成4 次载人飞行任务，但最高飞行高度仍不到90 千米，按照计划2023年将进行第5 次载人飞行。未来，太空船二号将投入商业运营使用，其可容纳8 名乘客（含2 名驾驶员），飞行时间约2.5 小时，只有几分钟处于太空，飞行票价预计超过25 万美元/人。

在空中脱离WK2 飞机的太空船二号

龙飞船与国际空间站对接

4.SpaceX 龙系列飞船

龙系列飞船是SpaceX 公司开发和制造的，用于往返国际空间站的载人/载货飞船。在与NASA 签订运输合同后，截至2022年4月龙飞船已成功完成7 次载人飞行任务。该飞船拥有2 个变体机型，分别是专门用于载人运输的“船员（Crew Dragon）”系列和用于载货运输的“货运（Cargo Dragon）”系列。目前，SpaceX 龙系列飞船是美国唯一仍在运营的载人轨道运输飞船、唯一可重复使用的轨道载人飞船和唯一可重复使用的轨道货运飞船。

新谢泼德2 号飞船发射瞬间

5.新谢泼德载人飞船

新谢泼德是一种垂直起飞、垂直降落的载人亚轨道飞船，由蓝色起源公司设计制造，其命名是为了纪念首位进入太空的美国宇航员艾伦·谢泼德。该飞船于2015年进行无人测试，成功到达100.5 千米高度后安全返回并垂直着陆。蓝色起源公司原计划2018年开始商业太空旅行，并开始售票。后因故将这一计划推迟到2021年。2021年7月，某中国人以2800 万美元的价格购买了首次太空旅行的机票。截至2022年8月，新谢泼德已将32 名乘客送入太空。

未来

1.CST-100 星际航线载人飞船

CST-100 是波音公司制造的可重复使用的载人飞船，主要用于往返地球与国际空间站和亚轨道飞行。其返回舱直径略大于阿波罗飞船，但小于龙飞船，最多可搭载7 名乘客。按照计划，该飞船能在国际空间站停靠超过7 个月，并反复使用超过10 次。2019年底，CST-100 开始进行无人轨道飞行测试，但并不成功。在更换了新的服务舱后，问题得以解决，计划于2023年2月后进行首次载人飞行测试。

CST-100 飞往国际空间站

用于测试的猎户座1 号飞船

莫斯科航展上展出的联邦号飞船模型

2.猎户座载人飞船

猎户座是部分可重复使用的载人飞船，是针对阿耳忒弥斯计划（NASA牵头，欧洲ESA、日本JAXA、加拿大CSA 航天局联合研究的探月计划）而设计的。飞船由洛克希德马丁公司设计制造的返回舱和空客防务制造的服务舱组成，可搭载6 名乘员，能不停靠持续飞行21 天（停靠空间站则增加至6 个月）。其配备了太阳能电池板、自动对接系统和仿波音787 客机的玻璃驾驶舱。按计划，猎户座飞船将于2025年正式发射，执行载人探月任务。

3.星舰飞船

星舰是SpaceX公司制造的可重复使用的飞船，由2 级助推器和太空舱组成，体积巨大。按计划星舰可运送100 吨货物至近地轨道，之后太空舱可由燃料舱加注动力燃料，以便飞向其他轨道或目的地。此外，太空舱可通过发动机实现返回着落或成为登月舱。该飞船主要为火星任务设计，能够降落在除金星外太阳系所有具有岩石表面的星球上。根据阿耳忒弥斯计划的要求，星舰预计在2025年前完成至少一次载人任务和非载人任务。

4.联邦号载人飞船

联邦号是俄罗斯正在开发的新一代可重复使用的载人飞船，主要用于替代现有联盟号飞船。其最初版本原本打算用于太空旅行商业运营，然而开发过程并不顺利，导致项目搁浅。2013年，俄罗斯联邦航天局发布新的合同，继续研发联邦号飞船。在新合同中明确，联邦号将有不同改型出现，以应对未来可能的近地轨道载人货物运输、月球探索、火星探索及无人驾驶等任务。作为替代联盟号的新飞船，联邦号拥有更长的任务时间，与空间站对接后可在太空停留一年以上，或将宇航员送入月球轨道并建立月球轨道站。

装在发射底座上的星舰SN9