載人飛船是能保障航天員在外層空間生活和工作以執(zhí)行航天任務(wù)并返回地面的航天器，又稱宇宙飛船。它是運行時間有限，僅能一次使用的返回型載人航天器。

　　40年來，世界載人航天共經(jīng)歷了5個階段。而處于60年代的第二個階段以發(fā)展載人飛船為主。作為人類載人航天的起步階段，載人航天以美國和前蘇聯(lián)互相競賽式的發(fā)展為主線。

　　前蘇聯(lián)/俄羅斯的載人飛船發(fā)展歷程

　　A.東方號

　　東方號是蘇聯(lián)最早的載人飛船系列，也是世界上第一個載人航天器。東方號載人航天工程始于20世紀50年代后期，在載人之前，共發(fā)射了5艘無人試驗飛船。從1961年4月到1963年6月共發(fā)射6艘載人飛船。1961年4月12日，世界上第一艘載人飛船東方-1飛上太空，開始了載人航天的時代。蘇聯(lián)航天員加加林乘飛船繞地飛行108分鐘，安全返回地面，成為世界上進入太空飛行的第一人。

　　東方號飛船由密封座艙(呈球形，重2.4t，內(nèi)徑2.3m)和工作艙(由一個短圓柱體和兩個截錐體組成，最大直徑2.43m，重2.265t)組成，總長:4.41m，最大直徑：2.43m,總質(zhì)量4.7t，座艙自由空間：1.6m3，只能乘坐一名航天員。座艙里有可供飛行10天的生保系統(tǒng)以及各種儀器設(shè)備和彈射座椅。返回前，拋掉末級火箭和工作艙，座艙單獨再入大氣層。待座艙下降到距地面約7km時，航天員彈出座艙，然后用降落傘著陸。

　　B.上升號

　　蘇聯(lián)的上升號載人飛船是以東方號飛船為基礎(chǔ)改造而成的，其形狀和尺寸大體上與東方號相似，長約5m，直徑2.4m,重約5.5t，艙內(nèi)自由空間1.6 m3。和東方號載人飛船比，其主要變化有：

　　·為了能容納3名航天員，去掉了彈射座椅，換上了3個帶有減震器的座椅，但即使這樣3個人穿航天服也擠不進去，為此把航天服改成了普通的飛行服。

　　·去掉彈射座椅后，著陸方式改為座艙整體著陸，主傘由兩具面積為574m2的傘組成。座艙增加了著陸緩沖器，當飛船距地面1m時，由觸桿式觸地開關(guān)控制緩沖火箭點火，實現(xiàn)軟著陸。

　　·為了實現(xiàn)出艙活動，增加了一個可伸縮氣閘艙。氣閘艙收縮后高度為0.7m，伸長后高度為2.5m，內(nèi)經(jīng)1m。有兩個閘門，一個和飛船相連，一個與外界相通，出艙活動完成后，將它拋掉。

　　·將生保系統(tǒng)的10天儲備減為3天。

　　上升號一共只發(fā)射了2艘。

　　C.聯(lián)盟號

　　聯(lián)盟號系列是蘇聯(lián)/俄羅斯使用歷史最悠久的載人飛船系列，它分為聯(lián)盟號、聯(lián)盟-T和聯(lián)盟-TM三個發(fā)展階段，技術(shù)日益成熟。聯(lián)盟號能載3名航天員，具有軌道機動、交會和對接能力，可為空間站接送航天員，又能在對接后與空間站一起飛行，是蘇聯(lián)/俄羅斯載人航天計劃中重要的天地往返運輸系統(tǒng)。

　　聯(lián)盟號

　　聯(lián)盟號飛船于1967年4月23日首次發(fā)射，至1981年5月，共發(fā)射了40艘聯(lián)盟號飛船，其中22艘與禮炮號空間站實現(xiàn)對接。

　　聯(lián)盟號能乘坐3名航天員，長9.0m，最大直徑2.72m，發(fā)射重量6600kg，著陸重量3000kg，航天員活動空間9.0 m3。

　　返回艙：重2800kg

　　軌道艙：重1224kg

　　服務(wù)艙：重2654kg

　　太陽電池板翼展：8.4m

　　軌道艙前段有一個和禮炮號空間站對接的對接口。飛船返回前拋棄軌道艙和設(shè)備艙，返回艙單獨再入大氣層。早期的聯(lián)盟號飛船雖然有許多成功的輝煌，但也發(fā)生了2次重大技術(shù)故障，造成4名航天員以身殉職。

　　聯(lián)盟-T

　　聯(lián)盟-T飛船于1980年6月5日首次發(fā)射，共發(fā)射15艘。

　　聯(lián)盟-T飛船能乘坐3名航天員，設(shè)計壽命14天，與禮炮號空間站�？�180天�？傞L度7.5m，最大直徑2.7m，航天員活動空間9.0 m3，總重量6850kg，總推進劑700kg。

　　返回艙：能乘坐3名航天員，長2.2m，最大直徑2.2m，航天員活動空間4.0 m3，總重量3000kg。

　　軌道艙：長3.0m，最大直徑2.3m，航天員活動空間5.0 m3，總重量1100kg。

　　聯(lián)盟-T飛船是聯(lián)盟號的改進型，雖然它的外形、容量和重量與聯(lián)盟號大體相同，但技術(shù)上做了許多改進。由于聯(lián)盟-10飛船3名航天員從禮炮-1返回時窒息死亡，聯(lián)盟號航天員從3人不著航天服返回狀態(tài)改為2人著航天服返回狀態(tài)，能源由太陽帆板狀態(tài)改為不裝太陽帆板狀態(tài)。聯(lián)盟-T改善了航天服使其更為輕、薄和柔軟，從而使返回艙能載3名著航天服的航天員，恢復(fù)了太陽帆板和采用了捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)；其他改進，如采用了可無人操作的自動計算機設(shè)備和帶顯示屏的數(shù)字計算機；飛船上的發(fā)動機系統(tǒng)同禮炮-6空間站上的發(fā)動機使用同樣的推進劑，提高了推力和機動能力；采用了更輕、更結(jié)實的殼體材料，以及新式的降落傘系統(tǒng)等。聯(lián)盟-T飛船設(shè)計成可載2或3人，也可無人飛行，從1979年12月至1986年3月共發(fā)射了15艘。

　　聯(lián)盟-TM

　　它是聯(lián)盟-T的改進型，改進主要涉及飛船的對接系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、推進系統(tǒng)、應(yīng)急救生系統(tǒng)和降落傘系統(tǒng)。飛船起飛質(zhì)量7070kg；返回質(zhì)量約2900kg；可送達的有效載荷100kg以下；可返回的有效載荷20～50kg；飛行持續(xù)時間：自主飛行5晝夜，加入空間站飛行180晝夜；工作軌道參數(shù)：傾角51.6º，高度300～400km；飛船外型尺寸：長約7m，最大直徑2.7m，太陽電池翼翼展10.7m；生活艙總?cè)莘e約103m；太陽電池功率約1kW。

　　它的主要任務(wù)是把航天員送入和平號空間站，待航天員完成任務(wù)后再把航天員送回地面。從1986年5月至2002年4月底共發(fā)射了34艘，其中聯(lián)盟-TM-1為不載人試飛。

　　美國的載人飛船發(fā)展歷程

　　A.水星號

　　水星飛船是美國的第一代載人飛船，總共進行了25次飛行試驗，其中6次是載人飛行試驗。水星飛船計劃始于1958年10月，結(jié)束于1963年5月，歷時4年8個月。水星計劃共耗資3.926億美元，其中飛船為1.353億美元，占總費用的34.5%；運載火箭為0.829億美元，占總費用的21.1%；地面跟蹤網(wǎng)為0.719%億美元，占18.34%；運行和回收操作費用為0.493億美元，占12.6%；其他設(shè)施為0.532億美元，占13.46%。

　　水星計劃的主要目的是實現(xiàn)載人空間飛行的突破，把載一名航天員的飛船送入地球軌道，飛行幾圈后安全返回地面，并考察失重環(huán)境對人體的影響、人在失重環(huán)境中的工作能力。重點是解決飛船的再入氣動力學、熱動力學和人為差錯對以往從未遇到過的高加速度和零重力的影響等問題。

　　水星飛船總長約2.9m，底部最大直徑1.86m，重約1.3～1.8t，由圓臺形座艙和圓柱形傘艙組成。座艙內(nèi)只能坐一名航天員，設(shè)計最長飛行時間為2天，飛行時間最長的一次為34小時20分，繞地22周(1963年5月15日～16日水星-9飛船飛行)。水星計劃的6次載人飛行共歷時54小時25分鐘。

　　水星飛船的姿態(tài)控制系統(tǒng)以自控為主，另有兩種手控方式作為備份。航天員僅在必要時使用手控裝置控制飛船的飛行姿態(tài)，在飛船操縱方面僅起到輔助作用，基本上是一名供地面研究人員了解人對空間飛行環(huán)境適應(yīng)能力的受試驗者。但在飛行中也表現(xiàn)出了人的主觀能動性。

　　B.雙子星座號

　　雙子星座號系列飛船是美國的第二代載人飛船，總共進行了12次飛行試驗，其中2次無人飛行和10次載人飛行。水星號飛船計劃始于1961年11月，結(jié)束于1966年11月，歷時5年。雙子星座計劃共耗資12.834億美元，其中飛船為7.974億美元，占總費用的62%；運載火箭為4.098億美元，占總費用的31.93%；支援設(shè)施為0.762億美元(其中用于改造全球通訊設(shè)備為5600萬美元)，占總費用的5.94%。雙子星座計劃主要是為阿波羅載人登月計劃提供飛行經(jīng)驗、準備各種技術(shù)條件。

　　雙子星座號飛船形狀與水星號飛船相似，基本呈圓錐-鐘形，全長5.7m，底部最大直徑3m，重約3.0～3.9t。

　　返回艙：乘2名航天員，全長3.4m，最大直徑2.3m，航天員活動空間2.55m3�？傊亓�1982kg，其中包括2名航天員的體重144kg和座倚的重量426kg。艙內(nèi)用純氧，壓力340mPa。

　　設(shè)備艙：長1.4m，最大直徑3.05m，重1278kg，其中環(huán)控生保系統(tǒng)的重量為117kg。

　　飛船結(jié)構(gòu)采用分艙段布局原則，把每個分系統(tǒng)的所有部件都放置在一個緊湊的艙體內(nèi)，這樣既便于檢查和組裝又便于出故障時更換；從第5艘到第12艘雙子星座飛船都是用了燃料電池，這種電池結(jié)構(gòu)較簡單、緊湊，能耐沖擊和振動，體積小、重量輕、比功率高；飛船還采用彈射座椅作為緊急救生手段，它不僅在發(fā)射階段而且在著陸階段可為航天員提供一種救生手段。

　　雙子星座號飛船與水星號飛船相比，作了較大的改進，實現(xiàn)了載2名航天員飛行。飛船設(shè)計為手控操縱為主，成為至今為止美國載人空間飛行器中受控程度最高者，在雙子星座飛行中，航天員真正成為飛船的駕駛與操縱人員，并且除人對空間環(huán)境的適應(yīng)情況的實驗外，還進行了一些技術(shù)試驗，實現(xiàn)了一些新的空間技術(shù)方面的突破，主要包括航天員艙外活動技術(shù)和空間飛行器的交會/對接技術(shù)，以及使用計算機的自動飛行控制技術(shù)。

　　雙子星座計劃共進行了10次載人飛行，總計飛行時間971小時48分。

　　C阿波羅

　　美國的阿波羅計劃是人類第一次登上月球的偉大工程，始于1961年5月，結(jié)束于1972年12月，歷時11年7個月。阿波羅計劃的目的是把人送上月球，實現(xiàn)人對月球的實地考察，并為載人行星探險做技術(shù)準備。

　　阿波羅飛船由指揮艙、服務(wù)艙和登月艙3部分組成，發(fā)射上升段時還有救生塔。飛船總重量約50t，高約16m連同救生塔約25m。其中指揮艙為圓錐形，高3.5m，底部直徑3.9m，重約6t；服務(wù)艙是一個直徑為3.9m、高7.6m的圓柱體，重約25 t；而登月艙高6.9m，寬4.3m，質(zhì)量14t。

　　阿波羅計劃載人登月的技術(shù)途徑是選用月球軌道交會方案，即將一艘載有3名航天員的飛船發(fā)射到月球軌道上，然后2名航天員乘登月艙在月面上降落，進行月面探險。另一名航天員仍留在指揮艙中繞月球軌道飛行，并進行科學實驗。返回時，在月面上的2名航天員啟動登月艙的上升段發(fā)動機，飛上月球軌道，與指揮艙交會對接。2名航天員進入指揮艙后，拋棄登月艙的上升段，脫離月球軌道返回地球。在再入大氣層前，拋棄服務(wù)艙，僅指揮艙在太平洋上濺落。

　　阿波羅飛船研制出來后，相繼進行過6次無人亞軌道和環(huán)地軌道飛行、一次環(huán)地飛行、3次載人環(huán)月飛行，最后才正式進行了登月飛行。1968年10月11日發(fā)射的阿波羅-7是第一艘載3名航天員的阿波羅飛船。在此之前，阿波羅計劃中只做了不載人的飛行試驗。自阿波羅-7起，到阿波羅-18為止，美國發(fā)射了12艘載人阿波羅飛船。(來源：中國空間技術(shù)研究院網(wǎng)站、作者：北京空間科技信息研究所)