2020年,SpaceX公司的“飞龙号”太空舱成功进入轨道,成为全球首艘将人类送往国际空间站(ISS)的商业载人飞船。这次任务的成功,标志着太空旅游迈出了重要一步。然而,回顾历史上的太空任务,无论是成功还是失败,都为我们积累了宝贵经验。正是这些探索,让人类逐步掌握了进入太空的能力。
太空探索的历史虽不足百年,但其快速发展与20世纪美苏冷战密不可分。在太空竞赛的推动下,两国在航天领域取得了飞速进展,但这一过程也伴随着高风险决策。正是这些大胆尝试,为今天的天文学和工程技术奠定了坚实基础。如今,宇宙已成为科学家的“实验室”,每一次探索都能带来新的发现。航天事业的进步离不开无数先驱者的贡献,他们的勇气与智慧为我们打开了通往太空的大门。
1957年人造卫星成功发射 - 史普尼克1号
1957年,苏联成功发射了人类历史上第一颗人造卫星“史普尼克1号”。这颗篮球大小的卫星进入地球轨道,标志着太空时代的开启。它配备了四根天线,在太空中运行了三个月,共绕地球飞行1440圈,总里程达7000万公里,最终在大气层中燃烧殆尽。通过监测其无线电信号和飞行数据,科学家不仅验证了太空飞行的可行性,还获得了高层大气的重要信息,为后续航天任务铺平了道路。
史普尼克1号(Sputnik 1)的直径仅58公分,但重达83公斤。
1957年发射的“史普尼克1号”在当时是最尖端的科技成就
1959年尝试着陆 - 月球2号
1959年,苏联“月球2号”探测器创造了人类航天史上的又一个第一。由于当时尚未掌握航天器减速着陆技术,“月球2号”在经历36小时飞行后以撞击方式实现了人类首次月球着陆,成为首个到达其他天体的人造物体。这次任务证实月球不存在明显磁场和辐射带。“月球2号”由“月球8K72”火箭发射升空。
自从达成上述里程碑后,人类派出更多宇宙飞船和机器人,以便观察其他行星和卫星。
月球2号由月球8K72火箭发射
1961年人类在太空 - 东方1号
1961年4月12日,苏联航天员尤里·加加林乘坐“东方1号”飞船进入地球轨道,成为首位进入太空的人类。经过数年严格训练的加加林,在108分钟的飞行中顺利完成绕地一周的任务。这次飞行仍被公认为人类首次载人航天任务。“东方1号”由著名航天工程师谢尔盖·科罗廖夫设计。
东方1号由谢尔盖.科罗廖夫(Sergei Korolev)所设计
1962年探索金星 - 水手2号
1962年12月14日,美国“水手2号”探测器成功飞掠金星,成为首个探测其他行星的航天器。其前身“水手1号”因软件故障发射失败。“水手2号”首次揭示了金星极端的高温高压环境,并探测到太阳风的存在,为行星科学研究提供了宝贵数据。
1963年太空中的首位女性 - 东方6号
1963年,26岁的瓦伦蒂娜·捷列什科娃乘坐“东方6号”飞船进入太空,成为首位女航天员。她在轨时间超过了当时所有美国航天员的纪录。捷列什科娃的壮举证明了女性同样具备执行航天任务的能力。20年后才有第二位女性航天员执行航天任务。目前已约700名人类进入太空,其中约80人为女性,约占航天员总数的10%。
瓦伦蒂娜.泰勒斯可娃(Valentina Tereshkova)上太空时,年仅26岁。
1965年太空漫步 - 上升2号
在首次太空漫步后,列昂诺夫的太空衣膨胀起来,他因此得奋力重返气闸。
1965年3月18日,苏联航天员阿列克谢·列昂诺夫完成了人类首次太空行走。在“上升2号”飞船外停留的12分钟里,他的航天服因真空环境意外膨胀,导致返回气闸舱时遭遇巨大困难。这次惊险的太空行走验证了人类在太空环境中生存的可能性。列昂诺夫事后回忆:“那一刻,我如同展翅的海鸥,在地球上空自由翱翔。”
1981年可重复使用的宇宙飞船 - 哥伦比亚号
1981年4月12日,美国“哥伦比亚号”航天飞机首飞成功,开创了可重复使用航天器的新纪元。与传统一次性飞船不同,这架航天飞机共执行了28次任务,累计在轨300多天,飞行总里程超过2亿千米。
哥伦比亚号是首艘抵达太空的航天飞机
1997年火星探测车 - 拓荒者号
火星是宜居度仅次于地球的太阳系行星。这是因为火星表面的重力与地球相似,还有相对算高的日照量与可供萃取的水,因此科学家热衷于研究移居火星的可行性。
1997年,“火星探路者”号携带“旅居者”号火星车成功登陆火星。这辆仅重10.6千克的探测车超额完成任务,传回23亿比特科学数据,包括2万余张火星地表图像。尽管存在20分钟的通信延迟,它仍为后续火星探测积累了宝贵经验,开启了人类探索红色星球的新篇章。
这张旅居者号探测车的照片摄于登陆火星后不久
1998建立国际太空站 - 曙光号
1998年11月,国际空间站首个模块“曙光号”升空。这个由15国共建的太空家园历时10年、经过30余次组装才告完成。其居住空间相当于六居室住宅,太阳能电池板面积堪比足球场,成为人类在太空开展长期科研的重要平台。
ISS所用的电能来自26.24万个太阳能电池
2015飞掠冥王星 - 新视野号
2015年,“新视野号”探测器飞掠冥王星,传回这颗矮行星的清晰影像。任务发现冥王星存在巨型冰川和冰质山脉,大气温度比预期更低。2019年,它又探测到迄今最遥远的太阳系天体“天涯海角星”,持续拓展着人类对太阳系边缘的认知。
飞掠冥王星时,新视野号拍到这颗矮行星表面的高解析影像
有成功就有失败,航天路上并不是一帆风顺的,我们见证了很多成功的航天故事,但也有很多航天任务没有取得预计效果。
航天探索的四大教训
阿波罗1号火灾事故(1967年)
这场悲剧发生在阿波罗计划的首次载人飞行测试中。三名航天员在地面测试时因舱内突发火灾不幸遇难。事故调查发现,纯氧环境与易燃材料是致命组合。这次惨痛教训促使NASA全面改进航天器设计:采用阻燃材料、改良舱门结构、调整气体成分,为后续登月任务奠定了安全基础。
联盟1号坠毁事件(1967年)
苏联航天员科马罗夫在执行任务时因降落伞系统故障牺牲。更令人痛心的是,飞船发射前已发现203处技术问题,但冷战时期的政治压力迫使任务仓促进行。这次事故暴露出将政治竞赛置于航天安全之上的严重后果,促使各国重新审视航天决策机制。
挑战者号爆炸事故(1986年)
这架航天飞机在升空73秒后解体,七名机组人员全部遇难。深入调查显示,低温导致O型密封圈失效是直接原因,而NASA管理层忽视工程师警告则是深层问题。事故后,航天飞机停飞32个月进行安全改进,并建立了更严格的风险评估体系。
哥伦比亚号返航事故(2003年)
这架功勋航天飞机在完成科学任务返航时解体。调查发现,发射时脱落的泡沫材料击伤机翼隔热层,导致再入时高温气体侵入。事故凸显出“微小损伤可能引发灾难”的航天安全铁律,促使NASA建立更完善的在轨检测系统。
这些用生命换来的教训推动着航天安全标准不断提升。每一次事故都促使工程师改进设计、管理者完善制度。这些悲壮的故事时刻提醒我们:在探索宇宙的征程中,安全永远是第一要务。
未来,随着关键技术的突破和经验的不断积累,我们期待更多的飞行器为人类打开通往更广阔宇宙的大门,推动航天事业进入新的时代。
文中图片均来源于《How it works》杂志
作者:《how it works》科普团队
审核:白鹏 航天科技集团十一院 研究员