雙子座計畫

雙子座計畫是美國的第二個載人航天計畫,計畫實施於水星計畫和阿波羅計畫之間,在1965年至1966年間共有10次載人飛行。計畫的目標是為更先進的太空旅行積累技術,尤其是其後的阿波羅登月計畫,雙子座計畫中任務時長足夠前往月球並返回。任務還包括太空行走和軌道機動。所有的載人發射都使用大力神二號GLV作為運載火箭。整個計畫耗資54億美元。

雙子座7號,由雙子座6A號的太空人拍攝雙子座7號,由雙子座6A號的太空人拍攝

容積:90ft³2.55m³
重量
制動部分:1,303lb591kg
設備部分:2,815lb1,277kg
總重:8,490lb3,851kg
發動機
制動發動機(固體推進劑)x4:2,500磅力每台11.12kN
再入控制系統(N2O4/MMHH)x16:25磅力每台111N
軌道姿態和機動系統(OAMS)
(N2O4/MMHH)x2:85磅力每台378N
OAMS
(N2O4/MMHH)x6:100磅力每台445N
OAMS
(N2O4/MMHH)x8:25磅力每台111N
性能
續航:14天206圈軌道
遠地點:250英里402km
近地點:100英里160km
飛船deltav:728ft/s222m/s
目錄

1任務目標

飛船剖面圖飛船剖面圖

2飛船
3研發團隊
4太空人
5太空人挑選
6任務
7參考來源
任務目標
1961年5月25日,約翰·肯尼迪宣布阿波羅計畫後,NASA方面認為應該繼水星計畫後,繼續開發一種適用於阿波羅計畫的飛船。開發計畫原名為“水星標誌二期”,1962年1月3日重命名為“雙子座計畫”。計畫的主要目標如下:
考察太空人和飛船在軌的最大駐留時間,最短8天,最長兩周。
與其他太空飛行器交匯對接,並使用推進系統移動組合太空飛行器。
太空行走技術驗證,並考察太空人在太空的任務執行能力。
完美再入並在預定地點著陸。

位於尼爾·阿母斯特朗航空宇航博物館的雙子座飛船複製品位於尼爾·阿母斯特朗航空宇航博物館的雙子座飛船複製品

為太空人提供阿波羅計畫需要零重力環境以及對接經驗。
飛船
位於尼爾·阿母斯特朗航空宇航博物館的雙子座飛船複製品
飛船剖面圖“雙子座”("Gemini")這個名稱源於所用飛船能容納兩人,而Gemini這個詞在拉丁語中意思是雙胞胎。
雙子座飛船與水星飛船最大的不同是,水星飛船將除制動發動機外的所有設備都放在飛船中,僅於太空人一個艙門之隔。而雙子座飛船將動力,推進,生命維持系統都放在一個獨立的設備模組中,類似後來阿波羅飛船的命令艙服務艙分離的設計。
水星飛船只能在軌道平面做調整,而雙子座飛船可以在空間六方向上動作,並能改變軌道。雙子座飛船被設計為可以與阿金納目標飛行器對接,而後者擁有更強大的變軌能力。
最初飛船被設計為使用滑翔傘在陸地著陸,由太空人控制。為了實現這種設計,滑翔傘不只固定在飛船端部,還須固定在熱防護盾附近以維持平衡。但此項設計最終還是被降落傘海域著陸方式替換。
飛船在早期幾次短期飛行任務使用電池供電,後來的長期飛行任務換成了燃料電池,這是燃料電池在載人飛船的首次套用。

雙子座6A號從19號發射複合體發射升空雙子座6A號從19號發射複合體發射升空

雙子座飛船是第一個引入機載計算機的美國載人飛船,雙子座引導計算機用來協助管理,控制飛船機動。飛船還借用了某些航空上的設計如彈射座椅,飛行雷達,高度儀。彈射座椅最早出現在蘇聯的東方號飛船中。
研發團隊
雙子座飛船由加拿大設計師吉姆·張伯倫設計,張伯倫原是加拿大阿夫羅公司的阿夫羅箭戰鬥攔截機項目的首席空氣動力學家,該項目取消後,他隨著25名高級工程師加入NASA,隨後成為美國太空工作組的工程分部的領頭人,負責雙子座。而飛船的主承包商依然是參與水星計畫的麥克唐納飛機公司。
此外,太空人維吉爾·格里森也參與了飛船的研發過程。在他死後才出版的著作《雙子座!》一書中解釋道,是水星計畫的終結,使他將全部經歷放在雙子座計畫中。
整個計畫由位於休斯敦的載人航天中心管理,由NASA總部的載人航天飛行局領導。副局長喬治·米勒擔任計畫的代理主任,威廉·施耐德擔任雙子座6號以後的任務主管。
麥克唐納的工程師岡瑟·溫特負責水星計畫的雙子座計畫的飛船發射前準備。他的團隊負責飛船發射前發射塔的最後處理工作。而他親自為發射前的飛船關上艙門。
太空人
下列太空人參與了全部10次載人飛行:
組太空人所屬任務
太空人1組戈爾登·庫勃美國空軍雙子座5號
維吉爾·格里森雙子座3號
瓦爾特·施艾拉美國海軍雙子座6A號
太空人2組尼爾·阿母斯特朗平民雙子座8號
富蘭克·波爾曼美國空軍雙子座7號
彼得·康拉德美國海軍雙子座5號
雙子座11號
吉姆·洛威爾美國海軍雙子座7號
雙子座12號
詹姆斯·麥克迪維特美國空軍雙子座4號
托馬斯·佩頓·斯塔福德雙子座6A號
雙子座9號
愛德華·懷特雙子座4號
約翰·楊美國海軍雙子座3號
雙子座10號
太空人3組巴茲·奧爾德林美國空軍雙子座12號
尤金·安德魯·塞爾南美國海軍雙子座9A號
麥可·柯林斯美國空軍雙子座10號
理察·戈登美國海軍雙子座11號
大衛·斯科特美國空軍雙子座8號
任務指揮官組飛行次數#乘員組飛行次數#
雙子座3號格里森12楊21
雙子座4號麥克迪維特21懷特21
雙子座5號庫勃12康拉德21
雙子座6號施艾拉12斯塔福德21
雙子座7號波爾曼21洛威爾21
雙子座8號阿母斯特朗21斯科特31
雙子座9號斯塔福德22塞爾南31
雙子座10號楊22柯林斯31
雙子座11號康拉德22戈登31
雙子座12號洛威爾22奧爾德林31
太空人挑選
太空人局局長迪克·斯雷頓在整個計畫中負責雙子座飛船乘員的挑選工作。雙子座飛船設有主太空人和後備太空人,後備人員在三次飛行後轉正。斯雷頓執意讓水星計畫7人中現役的4人(謝潑德,格里森,庫勃和施艾拉,格倫於1964年1月退役,卡彭特因極光7號再入大氣層時的失誤操作而備受NASA指責,當時請假參加海軍的SEALAB計畫,並且留地待命直到1964年7月,斯雷頓自己也因為心臟原因繼續留地待命)作為雙子座計畫各次飛行的指揮官。
1963年下半年,斯雷頓挑選了謝潑得和斯塔福德參加雙子座3號任務,麥克迪維特和懷特參加雙子座4號任務,施艾拉和楊參加雙子座5號任務,此次任務要和阿金納目標飛行器對接。3號的後備太空人是格里森和波爾曼,他們也將參加雙子座6號任務。康拉德和洛威爾成為4號的後備太空人。
由於阿金納目標飛行器的製造延期,施艾拉和楊的任務被推到雙子座6號,而他們也成為謝潑得組的後備。格里森組的長時間飛行任務成為雙子座5號。
第二次人員重排是因為謝潑得得了美尼爾氏症,這是一種內耳疾病。格里森替代謝潑得成為雙子座3號的指揮官。斯雷頓認為楊的性格和格里森很配,也讓他代替斯塔福德執行3號任務。最後,斯雷頓讓庫勃做5號的指揮官,同樣出於性格原因,他將康拉德從4號後備太空人提到5號任務,並指派阿母斯特朗和埃里奧特·希為5號後備。
第三次人員調整是斯雷頓發現希的身體素質標準,他讓希擔任9號的指揮官,讓查爾斯·巴塞特做9號的乘員。安排斯科特做8號的乘員。
第四次調整是因為希和巴塞特因乘坐的訓練機墜機而身亡。這架飛機剛好撞進了麥克唐納生產雙子座9號的廠房。後備太空人斯塔福德和康拉德成為重設計的雙子座9A的主太空人。洛威爾和奧爾德林成為9A的後備。
雖然格里森,懷特,和羅傑·查菲在阿波羅1號的火災中死去,斯雷頓的最終太空人名單已經包含後來的首批7位阿波羅宇航員。有趣的是,這批參加阿波羅計畫的太空人中許多人所駕駛的飛船編號剛好比它們的雙子座飛船編號大一號:
施艾拉:雙子座6號->阿波羅7號
波爾曼和洛威爾:雙子座7號->阿波羅8號
斯科特:雙子座8號->阿波羅9號
斯塔福德和塞爾南:雙子座9A號->阿波羅10號
柯林斯:雙子座10號->阿波羅11號
康拉德和戈登:雙子座11號->阿波羅12號
洛威爾:雙子座12號->阿波羅13號
而這些人例外:
麥克迪維特:雙子座4號->阿波羅9號
楊:雙子座3號、10號->阿波羅10號
阿母斯特朗:雙子座8號->阿波羅11號
任務
雙子座6A號從19號發射複合體發射升空包括2次無人發射,總共有12艘雙子座飛船通過大力神二號火箭發射升空。
無人發射任務運載器編號任務時間發射時刻持續時間評論
雙子座1號GLV-1125561964年4月8-12日16:01UTC03d23h雙子座飛船首次測試
雙子座2號GLV-2125571965年1月19日14:03UTC00d00h18m16s亞軌道飛行,測試飛船熱防護盾
File:Gemini2x.jpg
雙子座2號展覽於空軍太空和火箭博物館載人飛行任務運載器編號指揮官乘員任務時間發射時刻持續時間
雙子座3號GLV-312558格里森楊1965年1月23日14:24UTC00d04h52m31s
首次載人發射,在軌3圈
雙子座4號GLV-412559麥克迪維特懷特1965年6月3-7日15:15UTC04d01h56m12s
美國太空人首次出艙活動,懷特出艙22分鐘
雙子座5號GLV-512560戈登康拉德1965年8月21-29日13:59UTC07d22h55m14s
首次在太空超過一周,首次使用燃料電池,引進指引和導航系統,在軌120圈
雙子座7號GLV-712562波爾曼洛威爾1965年12月4-18日19:30UTC13d18h35m01s
由於6號任務因故延期,7號替代,主要為了驗證人在太空是否能生存14天
雙子座6A號GLV-612561施艾拉斯塔福德1965年12月15-16日13:37UTC01d01h51m24s
首次完成太空對接,於雙子座7號保持0.3至90米距離5個小時
雙子座8號GLV-812563阿母斯特朗斯科特1966年3月16-17日16:41UTC00d10h41m26s
完成與無人飛行器阿金納的對接,停靠時,雙子座飛船的一個推力器失靈,造成飛船近乎災難性的翻滾。返回是美國太空史上首次緊急著陸
雙子座9A號GLV-912564斯塔福德塞爾南1966年6月3-6日13:39UTC03d00h21m50s
原計畫5月發射,由於阿金納目標飛行器沒有進入預定軌道,飛船改和增強目標對接飛行器(ATDA)對接。但ATDA的遮罩物沒有完全分離,致使無法對接。飛船嘗試了3中停靠方式。在軌44圈
雙子座10號GLV-1012565楊柯林斯1966年7月18-21日22:20UTC02d22h46m39s
首次使用阿金納目標飛行器的推進系統。還於雙子座8號對接。柯林斯完成49分鐘太空活動,另有39分鐘出艙從阿金納級取回實驗數據。在軌43圈
雙子座11號GLV-1112566康拉德戈登1966年9月12-15日14:42UTC02d23h17m08s
利用阿金納的推進系統創造雙子座飛船高度姬路1,189.3km,戈登完成33分鐘太空行走以及2小時30分鐘太空站立活動,在軌44圈
雙子座12號GLV-1212567洛威爾奧爾德林1966年11月11-15日20:46UTC03d22h34m31s
最後一次雙子座飛行,在停靠阿金納目標飛行器期間,奧爾德林完成了5小時30分鐘的太空行走,驗證了太空行走設備的改進
參考來源
^唯一沒使用大力神二號的是1966年再次發射雙子座2號時用了大力神3C號。
^GeminiProgram.Venice,CA:Revell,Inc..1965:1.pamphletincludedwith1/24scalemodelofGeminispacecraft;basedonofficialrecordsofNASA.
^Farmer,Gene;DoraJaneHamblin.FirstOntheMoon:AVoyageWithNeilArmstrong,MichaelCollinsandEdwinE.Aldrin,Jr..Boston:Little,BrownandCo..1970:51–54.LibraryofCongress76-103950.

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