尤里・加加林1961年4月12日首次实现载人航天飞行,这次飞行可以称作是世界文明史上最伟大的里程碑,人类开始踏上星球之路。在成功飞向太空之前必须解决大量极为复杂的问题。最重要的是克服心理障碍,在未知的道路上一向都会顾虑重重。在载人航天飞行的初期,苏联和美国这两个航天大国都在努力解决相同的任务:逐渐延长飞行时间,增加飞船上宇航员的数量,建立轨道站。1971年4月苏联发射了第一个大型轨道站──20吨的“礼炮”号轨道站,两年后,1973年美国发射了叫“天空实验室”的轨道站,在轨道上运行了一年。
随后,载人航天事业向两个完全不同的方向发展。美国注重研制多次往返的航天飞机,没有继续发展“天空实验室”计划。俄罗斯轨道站的发展走过艰难而漫长的道路,从单舱到多舱,从实验性访问到轨道的固定飞行。
1971年至1975年发射的“礼炮─1”号至“礼炮─5”号是第一代轨道站,它们都只有一个对接口,可与“联盟”号载人飞船对接,将两三名宇航员送入轨道站。宇航员在轨道站上考察时间长短受轨道站燃料储备和耗材多少制约。例如在“礼炮─4”号轨道站上两次考察的总天数为91天。
1977年和1982年分别发射的“礼炮─6”号和“礼炮─7”号是第二代轨道站,它们装备了两个对接装口和改良后的发动机,可以补充燃料。机组人员和轨道站系统需要的一切都可以由货运飞船送上去,飞船的有效存在期达到了5年。但是它们的使用效率仍旧不是很高。
第三代轨道站──和平号空间轨道站解决了这一问题,宇航员们可以在那里常住,经常完成各种项目。主舱是1986年4月发射进入轨道的,建造空间站的模数原则使人们可以不断地将各种专用舱接入空间站,增加它的技术和动力性能。经过10年的组装,它一共有6个舱,总重量超过130吨,居住用的密封舱有300立方米。在和平号空间站上有240多种科研和实验设备,总重量约14吨(其中4吨多是外国的科研设备)。
在和平号空间站上进行过约1.8万次的试验,获得了许多新的宝贵数据,使人类开始认识宇宙及其组成物质、影响地球和近地宇宙空间的各种太空因素、人对太空飞行的适应性和整个生命的进化方式,从轨道站上获得的有关自然资源和生态监控结果的信息被积极利用来改变世界生态状况和对其进行监控,研究在太空条件下获取性能得到改善的新材料和特别纯净的生物制剂的技术方法。
从技术角度讲,和平号空间站为载人航天事业的发展作出了巨大贡献。在空间站上第一次全面制定了建设大型近地居住区的模数原则,保证其可以分阶段地发展。
在和平号空间站的利用中,积累了可长期预测轨道站的技术状况和延长其使用寿命大量经验。保养维修技术的不断完善,包括在开放的太空中进行维修保养技术得到改进。这些技术使空间站有效工作期增加了两倍。在和平号上创造了人类在太空停留时间的最长纪录,俄罗斯宇航员瓦列里?波利亚科夫在空间站工作了437天。
实际上,和平号空间站是第一个国际空间科学实验室,各国人都可以在这里获得太空飞行经验,完成国家的科研计划。和平号上的108名宇航员中有63人是外国人,包括美国人、德国人、英国人、法国人、日本人、奥地利人、保加利亚人、斯洛伐克人、叙利亚人、阿富汗人和哈萨克斯坦人。在空间站上有两三人是固定的机组人员,如果有考察访问任务,空间站上就会增至6-10人。
在和平号上实施了“和平─航天飞机”和“和平─NASA(美国国家航空和航天局) ”计划,这些计划是建立国际空间站第一阶段的工作,除了俄罗斯和美国外,参加国际空间站的还有欧洲国家、日本和加拿大。
俄罗斯1993年参加了国际空间站的工作。1998年11月在拜科努尔航天发射场,“质子”运载火箭向近地轨道发射了国际空间站的第一个组件──“曙光”功能货舱,一个月后航天飞机起飞,它向轨道运送了第二个舱──美国的“团结”号节点舱。2000年7月俄罗斯的“星辰”号服务舱又与它们连接,10月包括两名俄罗斯人和一名美国人在内的第一批国际宇航员登上国际空间站。
目前,国际空间站的组装工作仍在进行。已经有5批长期考察组在上面工作。联盟号飞船还送去三批国际太空访问组,其中有太空旅游者美国人蒂托和南非人沙特尔沃思。
俄罗斯在国际空间站遇到的主要问题是资金长期不足。因此正在采取措施吸引预算外资金,向外国人出售联盟号飞船上的位子和提供商业服务。美国也遇到了严重的资金困难,大大影响了空间站全面展开工作的时间。
随着文明的发展,人类不想只局限于近地空间,开始实施星际载人飞行。俄罗斯拥有多年太空飞行和轨道站利用的宝贵经验可以为探索火星奠定基础。
俄罗斯正在研究两种星际考察的方案。第一个方案是利用星际飞船(它的外表很像是带翅膀的大风筝,两个翅膀是太阳能电池的控制板,尺寸为350米X350米),它由三部分组成:居住舱、起飞─降落舱(用于在火星表面降落和返回主舱)和太阳舱(这是一个牵引舱,使飞船能够在近地轨道与近火星轨道之间往返)。飞船有数百个不大的电喷气式发动机,捆绑成蜂窝状。即使有一半不工作了,剩下的仍具有足够的飞行动力。为了进行星际飞行,飞船至少要有600吨的重量,应便于在近地轨道上组装。
另一个方案是先向火星发送货运飞船,它将起飞─降落舱送入近星球轨道。然后载有宇航员的飞船出发,在近星球轨道他们换乘起飞─降落舱,并登陆火星。在火星上停留两周后,他们乘坐一直在近星球轨道飞行的飞船返回地球。
俄罗斯已经拥有能够将星际飞船的组件送入近地轨道组装的运载工具,这就是世界最强大的“能源”号火箭。自动对接系统在“礼炮”与和平号轨道站的飞行中得到了完善(到目前为止已经进行过200多次对接),也具有将太阳能电池的大支架撑开的经验。电喷气式发动机已经研制出来,并使用过不止一次。宇航员长期飞行的生活保障系统也经过多次检验。
但是在地球的使者出发作第一次星际旅行之前,应当实验性地检验这一过程的所有阶段。先向火星发射小一点儿的星际飞船,进行无人驾驶的飞行检验。最后一个阶段才是载人星际考察。
被称作“火星舱”的装置可以检查方案中的主要技术问题。它的一些组件将被进步号货运飞船运上国际空间站,宇航员将组装它们。火星舱和火星2号舱已经研制出来,处于不同的准备阶段。第二阶段的主要任务是研究在火星表面自动着陆和起飞问题。
现在还不能确定火星考察人员的数量,但有一点很清楚,人越少越好。少到什么程度?人员至少要分成两组,一组登陆火星,另一组留在轨道上。考虑心理因素,从互助角度看,每组不应少于两个人。
最后,还有一个最重要的问题:为什么要对火星进行载人考察?花那么多钱值得吗?太空飞行一向伴随着风险,星际飞行的风险大得多吗?
没有统一的答案。当然,利用便宜得多的自动航天器可以解决太阳系研究中任何问题。但是这关系到人类的未来。太空灾难不止一次地降临各星球,包括地球。将来可能会发生导致人类灭亡的灾难。因此,地球人有一个后备星球是个不错的事。可能性最大的星球就是火星。如果过去那里曾有过更稠密的大气层和温暖的气候,那么在遥远的将来,火星就有可能恢复这种状态,变成又一个可以居住的星球。大概,这就是载人火星考察最重要的动机之一,毫无疑问,载人火星考察将在21世纪开始。