联盟号飞船

联盟号飞船（俄文名：Союз，英文名：Soyuz）是自1960年代至今由前苏联/俄罗斯研制并发射的一系列载人飞船的总称，用作地球轨道空间站与地面间航天员以及物资的往返工具^[1]。

联盟号飞船的早期型号由前苏联第一试验设计局（简称OKB-1，后续重组为科研生产联合体NPO，后又并入科罗廖夫能源联合体）设计和建造，现改进型号的研制由俄罗斯科罗廖夫能源火箭航天集团负责^[2]。

联盟号飞船采用三舱构型，由轨道舱、返回舱和服务舱三部分组成^[3]。截至2022年12月，联盟号飞船的最新系列为MS，其总长7.48米，直径2.72米，翼展10.7米，质量7080千克，额定载员3人，可居住体积8.5立方米^[4]。

联盟号飞船是前苏联继东方号飞船、上升号飞船之后自行研制的第三款载人飞船，从1962年开始立项研制。在20世纪60年代的早期至70年代早期的设计研制阶段发生多次失败，前后两次事故导致4名航天员丧生^[5][6]。1971年开始，联盟号飞船主要用作空间站的天地往返运输飞行器，最初为礼炮号空间站服务^[7]，1986年开始为和平号空间站服务^[8]，2000年后开始为国际空间站服务^[9]。

20世纪50年代中后期，苏联和美国开启了太空竞赛，追求太空飞行技术的统治地位，围绕人造卫星、空间探测器、载人飞船等领域展开竞争。苏联研制的东方号绕地球飞行成功，标志着苏联在载人太空飞行技术领域率先得到了突破。在确定要继承早期苏联载人飞船—东方号的设计时，苏联的设计师们重新回顾了苏联宇航之父K·齐奥尔科夫斯基在 20 世纪初所做的工作。齐奥尔科夫斯基曾预言，一旦实现载人太空飞行，下一个明确的飞行目标就是月亮和火星。为了掌握太空飞行，多个飞行器的交会和对接是实现绕地球以及月球或者更远的轨道进行探测的关键。为此，苏联专家开始设计新一代载人飞船，这也就是联盟号系列的由来。由于联盟号飞船是在东方号飞船的基础上发展而来，并克服了东方号飞船不能够进行交会和对接的缺陷，新一代载人飞船——联盟号具有交会和对接特性地成为其主要的特色。尔后，1969年7月20日，美国阿波罗11号完成人类第一次登月任务，苏联随之放弃了登月计划。联盟号飞船被继续应用于军事目的，并在20世纪60年代末，发展为往返空间站的运输飞船。^[10][11]

1962年3月10日，科罗廖夫签署文件正式为联盟号飞船命名，“联盟”（Soyuz）的字母组合表示两个运输工具的物理对接，标志着联盟号飞船研制的开始。

1963年5月10日，OKB-1发布联盟7K系列载人飞船的外形，确定了联盟号飞船的任务舱、返回舱、推进舱的三舱架构。

1963年12月3日，苏联共产党和苏联部长会议发布命令，批准了联盟7K飞船用作载人绕月飞行的计划。

1964年春，OKB-1重新设计了联盟7K的内部结构，使之能容纳3名航天员，并开始第一台样机的生产。

1964年9月26日，OKB-1在卡普斯京亚尔的老试验场将一个联盟号飞船的模型发射至亚轨道以确定飞船的空气动力学特性，最终飞船裂解导致试验失败。

1965年2月，一项利用联盟号7K飞船完成航天员的舱外转移的新计划提交到国家国防技术委员会的科学技术委员会并获得批准，由此联盟计划所有的工作集中到载人对接和舱外转移两项任务上，并更名为联盟号7K-OK飞船。后续的所有联盟号飞船都以此型号为原型，通常称联盟号7K-OK飞船为“初始型联盟号飞船。

1965年8月18日，苏联军事工业委员会批准并下发了联盟号7K-OK飞船的飞行试验时间表。

1965年12月15日，科罗廖夫在总设计师会议上提交了月球飞船的初步设计方案，将联盟号的工作重心调整至针对月球任务的适应性改造中。

1966年11月，联盟号7K-OK飞船进行了首次无人飞行（宇宙133号）。

1967年4月23日，联盟1号飞船进行了首次载人发射和返回试验，唯一的试飞员弗拉基米尔-科马洛夫在返回阶段由于降落伞未能展开导致返回舱坠毁而丧生^[16]。

天地往返运输任务时期（1971~1981）

1969年底，空间站往返运输器开始研制，以联盟号7K-OK飞船为基础重新设计，并命名为7K-T。

1971年4月23日，联盟10号作为首个飞向空间站的7K-T飞船发射升空。、

1971年6月，联盟11号将3位机组人员送往礼炮1号空间站，但是，在创纪录的23天后，3名宇航员在返回地球时因返回舱意外减压而死亡。

1975年7月，美国和苏联的第一个联合太空项目阿波罗-联盟试验项目成功开展^[17]。

1971年~1981年，作为空间站天地往返运输飞船这个角色，共有33艘联盟7K-T飞船执行了载人和无人的礼炮号空间站运输任务和单独的飞行任务，累计飞行超1176天。

1979年12月16日，在无人的礼炮6号空间站飞过发射基地上空73分钟后，联盟T号飞船离开发射台进行无人飞行试验。3天后飞船成功与礼炮6号空间站对接并保持对接达95天，进行多项技术试验。

1980年3月24日，联盟T号飞船与礼炮6号空间站分离并于2天后在哈萨克斯坦被回收，从而确定了飞船载人的可行性。

1986年，联盟T-15号飞船完成了124天的飞行任务后成功返回地面。联盟T-15 号飞船标志着联盟 T 系列飞船的最后飞行。至此，总共有21 艘联盟T系列飞船（5艘宇宙号、1艘无人飞船和 15 艘载人飞船），累计飞行时问超过了1195天。

1981年4月，预研开始于1980年的联盟TM号飞船的预研草案签署，其设计蓝本也于第二年底基本完成。

1986年5月21日，联盟TM号飞船首次发射，开展无人飞行试验，并于5月29日成功返回，为之后的载人飞行提供了验证。

1986年5 月至2002年11月间，联盟TM 系列飞船继承了联盟T系列飞船的经验，为和平号空间站提供了可靠的载人运输飞船，支持了最初的国际空间站的运转。联盟TM系列飞船完成了1次无人和 33 次载人发射任务。在长达16年6个月的飞行计划中，联盟TM 系列飞船累计飞行5500 余天—超过了15 年^[19]。

2002年10月30日，联盟TMA-1飞船搭载3人乘员组（扎列京、涅维和隆恰科夫）发射升空，这是联盟TMA号飞船的首航^[20]。

与上一代飞船相比，联盟号TMA-M使用用基于现代EEE部件和成熟软件开发的设备取代制导，导航和控制系统（GN&CS）和机载测量系统（OMS）的机载设备；从GN&CS的机载计算机扩展飞行器在机载系统控制方面的功能，并在使用多路复用交换通道时与国际空间站俄罗斯段（ISS RS）的机载计算机进行更深入的集成；通过减少机载系统的质量来提高交付有效载荷的能力。^[21]

2010年7月10日，联盟TMA-01M飞船搭载3人乘员组（扎列京、涅维和隆恰科夫）发射升空，这是联盟TMA-M号飞船的首航^[22]

2016年7月7日，联盟号MS号载人飞船首发，于哈萨克斯坦拜科努尔，搭载一名俄罗斯宇航员、一名美国宇航和一名日本宇航员员共3人前往国际空间站。^[23]

联盟号飞船由联盟号火箭从哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场发射到国际空间站。它主要由三个舱体组成，从飞船船尾算起，飞船的三舱依次为：仪表/推进舱，返回舱和 轨道舱。返回舱用于搭载飞行员并作为飞船的指挥中心。轨道舱包括居住设施、储物间、舱外活动通道、转移舱段。

轨道模块是飞船的椭球形前部。它拥有关键设备，货物，对接航空电子设备，通信设备和前视窗。它的内部容积为6立方米，宜居面积为5立方米，可在执行任务期间容纳船员。轨道舱、返回舱和仪表/推进舱三部分组成。

联盟号飞船的轨道舱是载人飞船在目标轨道自由飞行期间航天员的活动场所，可使用空间体积为5立方米。轨道舱前端包括与空间站对接机构、出舱口和对接天线。对接机构用于与空间站对接，对接成功后航天员通过出舱口进入空间站。对接天线是飞船自动对接系统（一种基于雷达的系统）的组成部分，用于飞船向空间站机动以进行对接。最初设计有两个舷窗，一个面向侧舱门用于地球观测，一个在相反的方向用于对天观测，从联盟TM号飞船开始，安装了向前观测的窗口供航天员在与空间站对接时使用。^[11]轨道舱的另一端通过加压舱口连接到返回舱。在飞船返回地球之前，离开运行轨道后，轨道舱会与返回舱分离，最终坠入大气层后烧毁。

返回舱是空间站中的宇航员返回地面的场所，以其俄语首字母缩略词“SA”为简称，意为“spuskaemy apparat”（下降装置）。这是飞船完成任务返回地球时的唯一保存的部分。

联盟号的所有必要的控制组件和显示设备都在返回舱中。返回舱为每个宇航员配备了特制的座椅，座椅面向这些控制组件和显示设备，便于宇航员监控返回舱的运行情况。这些座椅的衬垫参照每个机组成员的身体结构开模，最大程度上适应每个人的身体构造，确保返回舱在落地时座椅与人体的紧密贴合。当机组人员进出空间站时，对应的座椅也会跟随他们转移。

该模块外有一个潜望镜，允许宇航员在对接时观察空间站上的对接结构或者返回时观察下方的地球。此外，该模块还包含下降过程中使用的生命支持用品和电池，以及主降落伞和着陆火箭。舱体四周配置了八个过氧化氢推进器，这些推进器用于在主降落伞展开前控制返回舱下落的方向或姿态。模块内还具有制导，导航和控制系统，可在返回任务的下降阶段控制返回舱。

联盟TMA飞船的返回舱重 6393 磅，可居住体积为 141 立方英尺，在满员条件下可携带大约 110 磅的有效载荷返回地球，如果仅两名宇航员搭载返回舱，则可携带高达 331 磅的有效载荷。

仪表/推进舱配备了飞船必要的仪器设备、推进系统以及可展开的太阳能电池板，以其俄语首字母缩略词“PAO”为简称，全称为“Priborno-Agregatniy Otsek”。与轨道舱相同，仪表/推进舱会在飞船返回地球时的最后一次离轨机动后与返回舱分离，并坠入大气层中烧毁。

仪表/推进舱分为三段：中间段、仪表段和推进段。

中间段位于仪表/推机舱最上方，紧邻返回舱。其包括储氧罐、姿态控制推进器和其他通信和控制设备。其外壁安置了两个小型热控辐射器。

仪表段是一个密封舱体，联盟号的主要制导、导航、控制和计算机系统都位于位于仪表段内。舱内使用循环氮气对电子设备进行冷却。

推进段包含推进机构、电池、太阳能电池阵列、主热控系统及散热器。推进机构用于飞船在轨飞行、与空间站会合对接及返回地球时的离轨机动，使用四氧化二氮和偏二甲基肼作为推进剂。联盟号的两块可充电电池也位于推进段，并与仪表/推进模块后部两侧的太阳能电池阵列相连。散热器的冷却面积为86平方英尺。

2018年10月11日，"联盟MS-10"号载人飞船发射失败。搭载飞船的"联盟-FG"型运载火箭从拜科努尔航天发射场升空后出现故障，飞船的紧急逃生系统启动，飞船乘组（俄宇航员阿列克谢∙奥夫奇宁和美国宇航员尼克∙黑格）在哈萨克斯坦境内着陆。^[34]

2022年12月15日，对接在“国际空间站”上的俄罗斯联盟MS-22载人飞船发生冷却剂泄漏事件，导致正在进行的航天员出舱活动取消。^[35]

从1973年9月至2008年9月，联盟号系列飞船已安全飞行了35年，成为当今世界上仍在使用的、最可靠的载人飞船。联盟号系列飞船经久不衰是由于其高可靠性，并适合苏联/俄罗斯载人航天发展的需要^[1]。