進步號飛船：蘇聯留給全人類的太空貨船

小火箭出品

本文作者：邢強博士

近期，小火箭和大家一起聊了龍飛船的總體設計與對接方式、阿波羅飛船的返回彈道設計、追夢者空天飛行器的技術傳承和航天器上面經常會用到的聚醯亞胺薄膜。基本上，是圍繞飛船來進行闡述的。

在逐漸形成小火箭的宇宙飛船系列文章的第1季的過程中，有關要求小火箭講述蘇聯的進步號貨運飛船的留言累積了很多。那麼，小火箭就以進步號貨運飛船的小系列來完結小火箭飛船系列文章的第1季吧！

畢竟，作為一款發展最早、技術上最為成熟、改進型號最多、親眼見證了禮炮-6號、禮炮-7號、和平號和國際空間站等大型航天器的成長曆程的飛船，進步號是值得我們送上祝福的。

進步號無人貨運飛船正在逐漸接近國際空間站，準備進行自動對接。攝於2017年2月24日的國際空間站。

小火箭的進步號貨運飛船系列文章將與大家共同探討如下幾個問題：

進步號飛船與蘇聯載人飛船的傳承關係；

進步號飛船的總體設計情況；

進步號與其他飛船的大小對比；

進步號飛船經歷的那些歲月；

進步號的標準載貨組成；

進步號與空間站的對接；

進步號再入大氣層。

本文是小火箭進步號貨運飛船系列文章的第1篇。

1.傳承

公元1961年4月12日莫斯科時間上午9時零7分，加加林乘坐東方一號宇宙飛船從拜科努爾航天發射場起飛，在遠地點為301公里的軌道上繞地球一周，歷時1小時48分鐘，於上午10時55分安全返回，降落在薩拉托夫州斯梅洛夫卡村地區，完成了世界上首次載人宇宙飛行，實現了人類進入太空的願望。

加加林當年乘坐的是東方1號載人飛船。上上圖為東方1號飛船模型，上圖為東方1號返回艙實物。

東方系列飛船是蘇聯的第一代載人飛船。（共發射了6艘）

蘇聯第2代載人飛船是上升號。上升號對載人飛船的安全性和生命保障能力進行了大幅改進。1964年10月13日升空的首艘上升號飛船就搭載了3個人，成為了世界上第一艘搭載多人進入太空的飛船。（美國人在1年後，實施了雙子座計劃，將2名宇航員送入太空。）

值得一提的是，上升1號飛船中的3個人里，只有一個人是專職的宇航員。他是科馬洛夫空軍上校，這個人，一會兒小火箭還會提到。另外兩個人，分別是一名參與上升號飛船設計的工程師和一名醫生。

上升2號飛船則讓阿列克謝·列昂諾夫成為了世界上第一位進行太空行走的人類。

聯盟號載人飛船是蘇聯的第3代載人飛船。上圖為一艘聯盟飛船正對接在和平號空間站上。

在聯盟號發展初期，蘇聯已經在1965年掌握了單人入軌、安全返回、多人入軌、太空出艙等多項宇宙飛船的核心技術。

不過，聯盟飛船雖然有充足的技術積累，但是其發展也並非一帆風順。

1967年4月23日，聯盟1號順利發射。在完成了13圈軌道飛行後，科馬洛夫向地面報告工作順利。此時，科馬洛夫成了人類歷史上第一位2次進入太空的人。

在飛到第18圈時，飛船的姿態發生明顯偏移。地面指揮中心命令飛船返回。在起飛26小時45分鐘後，科馬洛夫操縱飛船再入大氣層並啟動了反推火箭。但是，聯盟1號的壓力感測器失效，這導致主減速傘沒能正常打開。科馬洛夫隨即按緊急程序，手動釋放備用傘。悲劇的是，備用傘與之前彈出的引導傘的傘繩纏繞在了一起。這樣，主傘和備用傘都沒能正常展開，返回艙最終以每小時150公里的速度墜毀，導致科馬洛夫上校犧牲。

1971年4月19日，滿載眾人期望的「禮炮」1號由「質子」火箭發射升空，開啟了人類探索太空的空間站時代。詳見小火箭的公號文章《蘇聯的禮炮：空間站技術的最早嘗試》

空間站的發展，離不開能夠為空間站補充燃料、食物和飲用水以及實驗設備的太空貨船。

如果把載人飛船的生命保障系統拿掉，把用於安全返回地面的系統也拿掉的話，會節省出大量重量和空間，這樣就能夠為運貨提供方便了。由此，無人貨運飛船的發展計劃開始實施，並隨著蘇聯空間站項目的發展而穩步推進。上圖為蘇聯禮炮6號空間站。注意，左側對接了一艘進步號無人貨運飛船，右邊對接了一艘聯盟載人飛船。

聯盟飛船是技術成熟，非常靠譜的一款載人飛船。早期的事故讓設計師和工程師對飛船的安全與可靠方面的性能更為用心。隨著蘇聯與俄羅斯大量太空探索項目的遍地開花，聯盟飛船也逐漸成長為一個龐大的譜系。

作為系出聯盟載人飛船同門的進步號無人貨運飛船，自然也是這個譜系中的一員。

要不要小火箭也像描述東方和上升兩個系列載人飛船那樣，把聯盟載人飛船的一些標誌性事件列出呢？噢，饒了小火箭吧！聯盟飛船的事情，小火箭專門寫一個系列吧！聯盟飛船的型號類別實在是太多樣了。

聯盟飛船的譜系比較複雜，小火箭在這裡用類似家譜的方式把聯盟飛船的譜系列出，以便和大家一起理清聯盟飛船後面綴的由數字和字母組成的型號的傳承關係。（這裡就不一一列出每一款聯盟和進步飛船的圖片了。）

由上圖可見，進步無人貨運飛船是由聯盟7K-OK的這一支脈發展而來的。而後來的進步M則與聯盟T的技術有很大的關聯。

小火箭在圖中註明的蘇聯登月計劃，後來因N-1火箭的事情而擱淺了。講到這裡，不禁扼腕嘆息，感慨萬千。詳見小火箭的公號文章《承載蘇聯載人登月夢想：N-1火箭》。

2.總體

至此，小火箭給出了蘇聯東方、上升和聯盟共3代載人飛船的發展歷程簡介，並指出了進步號無人貨運飛船與聯盟載人飛船的技術傳承關係。接下來，小火箭將要闡述的是進步號飛船的總體設計。

從這張對接在空間站上的進步號飛船的照片來看，她簡直和聯盟號是一模一樣的：經典的3艙段布局，一對太陽能帆板。好在飛船的加壓貨艙上寫著碩大的「進步」，這或許算是她與聯盟飛船最大的區別了。

進步號無人貨運飛船採用經典3艙布局，從頭到尾，依次為加壓貨艙、燃料艙和推進器艙。基本上，進步號貨運飛船就是大貨車與油罐車的結合之後，又加上了能夠在太空中飛行的能力的一個小傢伙。

1978年1月20日，第一艘進步號無人貨運飛船搭乘R-7系列運載火箭發射升空。這款火箭後來更廣為人知的名字是聯盟火箭。有關該系列的火箭，詳見小火箭的公號文章《1863次發射！開啟人類航天時代的R-7導彈》。進步號無人貨運飛船與聯盟號載人飛船使用同樣的火箭發射。

早期的進步號貨運飛船，發射重量在7.021噸至7.249噸之間（由具體的載貨情況決定），最大載貨重量為2.3噸（進步1號至進步23號）或2.5噸（進步24號至進步42號）。

進步號飛船長7.94米（同時代的聯盟飛船長7.4米），比聯盟飛船稍長，這也是外觀上兩種飛船的一種區別：進步更為苗條一些。兩種飛船的核心艙段的直徑都是2.2米。不過，到後來的進步MS飛船的時候，進步的長度減小到了7.23米，比起很長一段時期都維持在7.48米的聯盟飛船來說，短了一些。

進步號飛船擁有6.6立方米的貨艙容積。

這是一張進步號貨運飛船的推進系統的珍貴的照片。進步號飛船的推進系統採用偏二甲肼/四氧化二氮液體燃料體系。其主發動機的燃燒室壓力為0.88MPa，擁有2.95千牛的推力。進步飛船的發動機可在太空中工作890秒。

3.大小

進步號飛船長7.94米（後期改進型長7.23米），核心艙段的直徑2.2米。上圖為歐空局的ATV貨運飛船、進步號貨運飛船和阿波羅飛船的大小對比。進步號是個頭兒最小的。

當然，展開太陽能帆板後，進步號會看起來大一些。（不過，歐空局的ATV更能伸展。這款飛船在設計上有一些獨到之處，今後小火箭會專門為她寫一篇。）

4.歲月

進步號飛船，如果不持續進行改進，不能讓性能持續進步的話，那就實在對不住她的名字了。

實際上，進步飛船的改進的確是持續不斷的。

在基本款進步號無人貨運飛船發射了42艘之後，時間來到了1990年5月份。隨著和平號空間站的逐步壯大，她對貨運飛船的要求也就越來越高。進步-M飛船的改進計劃應運而生。

進步-M飛船的貨艙容積為7.6立方米（基本款進步號為6.6立方米），擁有2.6噸的上行貨運能力（基本款進步號為2.5噸）。而制導控制系統的升級更是極大地增強了進步飛船的在軌飛行能力：由原來的自主飛行3天的能力躍升為自主飛行30天。

就在進步號貨運飛船得到升級後，準備大力推進蘇聯太空探索事業發展的時候，紅色帝國轟然倒塌。空留和平號空間站與進步號飛船在太空中孤零零地漂浮著。

不過，進步-M飛船還是堅強的。她繼續為和平號空間站服務。

進步-M飛船一共為和平號空間站運送了43次物資。可以說，如果沒有進步飛船，和平號空間站是很難在軌維持正常運營的。蘇聯不在了，不過蘇聯留下來的這款小飛船與已顯老態的和平號空間站依然在支撐著那些曾經無比輝煌的太空夢想。

至此，進步號系列無人貨運飛船已經為禮炮-6號、禮炮-7號以及和平號空間站執行了85次任務，全部發射成功，任務完成得不錯。（在1994年、1996年和1997年，出現了3次對接過程中的問題，這個小火箭在下篇文章中講述。）

這85次任務，小火箭不再一一贅述。進步號在不斷進步，然而，能夠平靜地面對變故，能夠從容地應對太空環境的她，依然抵不過歲月。進步號跟上了時代的步伐，但是她一直以來支撐著的和平號空間站，卻終究要走到壽命終結的那一天。

然而，進步號是不甘心的。小火箭在這裡，要特別指出2艘對和平號空間站有重要意義的進步號貨運飛船。

上圖為和平號空間站，由發現號太空梭攝於1998年6月12日。第一個艙段於1986年2月20日升空的和平號空間站，終於還是要垂垂老去了。

公元1999年7月16日，世界標準時間16點37分33秒，進步-M42號飛船發射升空。小火箭認為，進步號飛船此時雖然無言，但是她知道此次任務的目的，一定是含著淚的。

1999年7月18日，世界標準時間17點53分21秒，進步-M號貨運飛船與和平號空間站自動對接，為最後一批留守在和平號空間站的宇航員送來補給。

1999年8月27日，最後一批留守的3名宇航員搭乘聯盟TM-29飛船離開。

隨後不久，和平號空間站的主控電腦、陀螺儀相繼關閉。升空13年了，累計出現2000次故障的和平號，帶著1000多處仍未解決的故障，失去了意識和動力，成為了一艘在太空中漂流的古船。

但是，進步M42飛船不會讓和平號就這樣墜入歷史的。

公元1999年9月7日，進步M42飛船發動機的一次奮力的工作打破了和平號空間站的死寂。

是的！這艘卸掉補給品後，總重不足7噸的小飛船，正在奮力頂推重達129.7噸的和平號空間站！她在用自己全部的力氣，努力讓已經成為一堆毫無意識的鋼鐵的和平號空間站維持在原有的軌道上。

進步號飛船受全世界對太空探索依然懷有熱情的人之託，努力延長和平號的在軌壽命，為她爭取哪怕是無比渺茫但仍有一線希望的機會。經歷過太多風雲的進步號知道和平號的意義，知道那過去的榮耀，也知道未來的夢想。

通常來說，進步-M型貨運飛船對接到空間站之後，會與空間站一起在軌飛行1個月（後來對接到國際空間站的時候，可以延長到3個月）。

而這艘拼盡全力維持和平號軌道高度的進步飛船，頂著19倍於自身體重的毫無反應的和平號空間站，在太空中足足飛了200天零13小時。

她以自己的全部力量，全部生命，讓和平號空間站在系統關閉後，仍然能夠繞地球飛行。（進步M42飛船繞地球飛行了3168圈）。

2000年2月2日，進步M42幾乎耗盡了自身的所有能源。她完成了歷史交給她的使命。她知道，再待在和平號上的話，自己本身也有成為和平號的負擔。當天3點11分52秒，進步M42用最後一絲力氣與和平號分離。3小時後，進步M42墜入稠密大氣，燒毀。

不過，進步M42是帶著希望墜毀的，在她與和平號分離的那一刻，她知道新的貨運飛船已經升空。未來，一艘私人贊助的聯盟飛船會帶著2名工程師登入她奮力維持生命的和平號，來勘察是否有維護升級並改造為一個太空電影工作室的可能。

但是，和平號空間站最終還是沒有取得足夠的經費。2001年1月24日，進步M1-5飛船升空（未攜帶任何食物和水，飛船里灌滿了燃料，是正常燃料搭載重量的2.5倍）。1月27日，該飛船與和平號對接。

進步M1-5飛船執行了一個令很多人心痛的任務：親手結束和平號空間站的生命。進步M1-5通過兩次點火，將和平號送入一個近地點165公里，遠地點220公里的高度極低的橢圓軌道上。3小時後，2001年3月23日，世界標準時間，凌晨5點08分，進步M1-5飛船火力全開，一頭將和平號頂入稠密大氣，與和平號一起在空中解體。他們的碎片墜入了南太平洋。

在整個和平號空間站15年的生命里，共有31艘聯盟載人飛船與其對接。而與和平號對接過的進步號無人貨運飛船，則足足有62艘，恰好是聯盟載人飛船數量的2倍。

從2000年8月開始，進步號飛船開始積极參与國際空間站的建設。上圖為世界標準時間2000年8月8日20點12分56秒，進步M1-3貨運飛船對接在星辰號上。星辰號是國際空間站的核心艙段，通常又被稱作國際空間站的俄羅斯艙。

從這時起，進步號貨運飛船開始獲得NASA的官方編號。為了向老前輩致敬，進步號在NASA序列中保留了進步這個名字。不過，編號有所變化。上圖那艘進步M1-3貨運飛船的NASA序列為進步1號。那時候，國際空間站還很瘦。上圖和上上圖都是從亞特蘭蒂斯號太空梭上拍攝的。

2007年8月5日，正在靠近國際空間站的進步M61飛船（NASA序號進步26號）。這艘飛船發射的時候，恰逢航天先驅齊奧爾科夫斯基誕辰150周年。

進步M-66飛船（NASA編號進步33號）正準備與國際空間站對接。攝於2009年2月13日。

2011年10月30日，進步M-13M飛船在拜科努爾航天中心的1號工位發射升空。

進步M-13M（NASA序號進步45號）正準備與國際空間站對接。

進步貨運飛船與聯盟火箭

聯盟飛船通常是國際空間站上拍攝俄制飛船的主角，但是進步號小傢伙兒還是得到機會展露了一下。上圖中間是聯盟飛船，而左側照到了天鵝座飛船的一部分，右側則照到了進步飛船的一部分。

暮靄與晨曦中的聯盟號（近處）與進步號（遠處）。在國際空間站上，每天有16次日出日落。

進步號貨運飛船，到小火箭發出這篇文章的時候，已經發射升空157次，超過了其他所有類型的飛船。從2011年開始，有3次發射失敗。縱觀整個150多次對接，只在90年代與和平號對接時出現了一次較為嚴重的事故。其可靠性和成功率在所有飛船當中是相當出色的。

進步號貨運飛船，支撐了禮炮6號、禮炮7號與和平號3款蘇聯空間站的在軌運行。奮力維持了和平號的壽命，並親手送和平號空間站回家。之後，又開始努力為國際空間站服務。在她39年的太空貨運生涯中，她看到太空梭來，又目送太空梭走。

她供養起一代又一代的空間站。她是蘇聯留給全人類的一款可靠的宇宙飛船。

進步號飛船的發射與對接，很少能夠獲得像龍飛船、天鵝座飛船那樣的關注。小火箭在這裡向功勛卓著而又總是默默無聞的進步號致敬！

下一篇，小火箭將繼續講述進步號貨運飛船。小火箭會給出進步號飛船的對接設計以及她與國際空間站對接的手繪算例，然後給出進步號飛船的經典貨運清單。

感謝大家對小火箭的支持！

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本文已由邢強博士獨家授權小火箭刊發，禁止非授權轉載，歡迎朋友圈轉發。

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小火箭視頻：進步號無人貨運飛船發射入軌全過程

進步號飛船：蘇聯留給全人類的太空貨船

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