东方号(俄语:Восток,英语:Vostok,又译为“沃斯托克”)飞船是由前苏联设计制造的载人航天器系列,由谢尔盖·帕夫洛维奇·科罗廖夫主持设计。该系列飞船的设计源自天顶号卫星系列,采用两舱式结构,全船分为设备舱和返回舱,后者的内部安装了生命维持系统,可容纳一名宇航员居停。
东方号是前苏联研制的一系列载人航天运载工具,包括宇宙飞船。1961年4月12日,“东方号”运载火箭把世界上第一位航天员尤里·阿列克谢耶维奇·加加林(A.Farap~4H,1934~1968)送入轨道,绕地球飞行一圈后安全返回地面。这次飞行开创了人类航天新纪元。
苏联为实现载人航天的宏图,曾进行了大量的探索与准备工作。在50年代初就利用由P-l、P-2弹道导弹改装成的地球物理火箭进行高层大气探测、生命保障系统、航天医学、生物实验与返回装置的研究。
“东方号”运载火箭是对“月球号”火箭略加改进而构成的,主要是增加了一子级的推进剂质量和提高于二子级发动机的性能。
1960年5月士5日至1961年3月25日,“东方号”火箭先后进行了7次试验,内有2次发射失败,共发射了5艘不载人的卫星式飞船,其中2艘回收失败。在最后2艘连续飞行成功后,在1961年4月12日发射了第一艘载人“东方号”飞船。至1963年6月16日,共发射了6艘“东方号”载人飞船。此后,“东方号”运载火箭就用来发射军用照相侦察卫星、“电子”(OYlEKTPOH)卫星、“流星”(МЕТЕОР)气象卫星和地球资源卫星,以及“宇宙(КОСМОС)号”系列卫星中的电子侦察卫星。
“东方号”运载火箭早期都从拜科努尔发射场发射,近地轨道运载能力为4730kg。1966年后,一部分“东方号”运载火箭从普列谢茨克(ПЛЕСЕНК)发射场发射,有效载荷为遥感/科学卫星、电子侦察卫星和气象卫星。
至1991年底,“东方号”火箭共发射149次。据苏联宇航局1989年公布的数据,1970年1月至1989年3月底,“东方号”火箭共发射92次,成功91次,成功率为98.9%。1981~1989年,“东方号”火箭的飞行成功率为100%。
自1984年后,“东方号”运载火箭很少发射,它的发射任务大都转由“联盟号”和“旋风号”运载火箭承担。但是自1986年后,“东方号”运载火箭又投入世界商用发射市场。每次发射费用为1000~1400万美元(1988年币值),另外还加12%的保险费,并附有在发射失败时安排再次飞行的保证。
1988年3月17日,“东方号”火箭从拜科努尔发射场发射了印度950kg重的IRSlA遥感卫星,把它送入904km高度的圆轨道。这是苏联为国外用户进行的首次商用发射。
苏联发射第一颗人造卫星和第一艘载人飞船的运载火箭。由卫星号运载火箭加一个第三级组成。火箭的全部研制工作由 S.P.科罗廖夫总设计师领导。V.P.格鲁什柯、S.A.科兹贝克和N.A.皮留金分别领导的3个设计局负责研制第一、二级发动机,第三级发动机和制导系统。
“东方号”运载火箭是对“月球号”火箭略加改进而构成的,主要是增加了一子级的推进剂质量和提高了二子级发动机的性能。这种火箭的中心是一个两级火箭,周围有四个长19.8米、直径2.68米的助推火箭。中心的两级火箭,一子级长28.75米,二子级长2.98米,呈圆筒形状。发射时,中心火箭发动机和四个助推火箭发动机同时点火。大约两分钟后,助推火箭分离脱落,主火箭继续工作两分钟后,也熄火脱落。接着末级火箭点火工作,直到把有效载荷送入绕地球的轨道。东方号火箭因发射“东方号”宇宙飞船而得名,1961年4月12日把世界上第一位宇航员加加林送上地球轨道飞行并安全返回地面。
“东方号”运载火箭由4个捆绑助推器、一子级、桁架式级间段、二子级和整流罩组成。有效载荷为“东方号”飞船或人造地球卫星。除整流罩显著不同外,“东方号”火箭总体布局基本上与“月球号”火箭相同。
“东方号”火箭的助推器、一子级和二子级的箭体结构基本上与“月球号”运载火箭相同。整流罩为锥?柱形,质量约2.5t。箭?船连接件质量约340kg。
助推器与一子级推进系统与“月球号”火箭基本相同。一子级多加注了4t多推进剂。助推器与一子级的氧化剂输送管路上都安装了蓄压器,使压力脉动衰减,以解决火箭箭体?发动机纵向耦合振动(POGO)问题。
二子级推进剂质量较“月球号”减少了1t,PⅡ448发动机真空推力提高了5.8kN,真空比冲提高98.1N·s/kg。PⅡ448发动机结构质量为121kg,高1.6m,燃烧室压力5MPa。
助推器技术性能同“月球号”运载火箭。
级长 28.75m 推进剂:液氧/煤油
直径 2.95m 海平面总推力 745kN
起飞质量 101t 真空总推力 941.8kN
结构质量 7.8t 真空比冲 3090.2N·s/kg
推进剂质量 93.2t 工作时间 320s
发动机 PⅡ108
级长 2.98m 发动机 PⅡ448
直径 2.58m 推进剂 液氧/煤油
子级质量 7t 真空推力 54.9kN
结构质量 1.1t 真空比冲 3198.1N·s/kg
推进剂质量 5.9t 工作时间 440s
长度 6.8m
直径 2.7m
长度 4.7m
质量 2.5t
有效容积圆柱段直径2.25m
苏联最早的载人飞船系列,从1961年4月~1963年6月共发射6艘。东方1号飞船是世界上第一个载人进入外层空间的航天器。东方号飞船用于单艘和编队载人飞行。飞船由球形密封座舱和圆柱形仪器舱组成,重约4.73吨。在轨道上飞行时与圆柱形的末级运载火箭连在一起,总长7.35米。东方号飞船由密封座舱(2400千克)和工作舱组成,质量约4730千克。
球形座舱直径2.3米,能乘坐1名航天员,舱壁上有3个舷窗。舱外表面覆盖一层防热材料。座舱内有可供飞行10昼夜的生命保障系统、弹射座椅和无线电、光学、导航等仪器设备。东方号飞船在返回前抛掉末级运载火箭和仪器舱,座舱单独再入大气层。当座舱下降到离地面约7千米高度时,航天员弹出飞船座舱,然后用降落伞单独着陆。仪器舱位于座舱后面,舱内装有化学电池、返回反推火箭和其他辅助设备。东方号飞船既可自动控制,也可由航天员手控。飞船飞行轨道的近地点约为 180千米,远地点为222~327千米,倾角约65°,周期约89分钟。
1961年4月12日,苏联航天员I.A.加加林乘坐东方1号飞船,绕地球飞行108分钟后,安全返回地面,开始了世界载人航天的新时代。1963年6月16日,世界第一个女航天员V.V.尼古拉耶娃-捷列什科娃乘坐东方6号进入太空。东方号飞船系列在空间进行了科学、医学和生物学研究以及技术试验后,都已安全返回地面。
发射日期 宇航员 任务 返回日期
东方1号 1961年4月12日 加加林 历史上首次太空飞行(1小时48分)。1961年4月14日
东方2号 1961年8月6日 季托夫 空间生活25小时18分。1961年8月7日
东方3号 1962年8月11日 尼古拉耶夫 与东方4号编队飞行(94小时25分)。1962年8月15日
东方4号 1962年8月12日 波波维奇 与东方3号编队飞行(70小时59分)。1962年8月15日
东方5号 1963年6月14日 贝科夫斯基 与东方6号编队飞行(119小时6分)。1963年6月19日
东方6号 1963年6月14日 捷列什科娃 与东方5号编队飞行(70小时50分)。1963年6月19日