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载人航天本文重定向自 载人航天

1969年,阿波罗11号太空人伯兹·艾德林在月球上
首位美国太空漫步者双子星4号太空人爱德华·怀特摄于1965年
2012年,宇宙航空研究开发机构太空人星出彰彦的太空自拍照
2010年,国际太空站成员特雷西·考德威尔·戴森正在远眺地球

载人航天是指由太空人执行的太空探索,可以由单人或多人执行,惟均需使用载人航天器进行。目前为止只有俄罗斯(包括前苏联)、美国中国三个国家有能力独立完成载人航天。

历史上首次载人航天任务是1961年4月12日苏联发射的东方1号,苏联太空人尤里·加加林在环绕地球轨道一周后安全返回地球。5月5日,艾伦·雪帕德执行自由7号时成为了第一个进入太空的美国太空人,也是人类历史上第二人,航天器在太空停留了15分钟。1963年6月16日,苏联太空人瓦莲京娜·捷列什科娃执行东方6号任务时成为了第一名进入太空的女性。中国则是第三个尝试追赶美苏的国家,但载人计划在1973年被中途取消,直到三十年后的2003年,中国的航天员杨利伟乘坐神舟五号,成功围绕地球十四圈并安全返回地球,标志着中国成为第三个有能力独立完成载人航天的国家。目前除俄美中三国外,还有欧洲空间局日本印度伊朗马来西亚等国家和机构也在计划实施载人航天。

1966年,美国的双子星11号创造了最高地球轨道记录,飞行高度达1374公里。发射和修理哈勃太空望远镜的两次航天飞机任务也曾达到600公里左右的飞行高度。迄今为止,载人航天飞行目标在地球轨道之外的任务只限于月球,尽管月球本身也是地球的卫星。第一次去月球的载人任务阿波罗8号中,三位宇航员曾进入月球轨道。阿波罗10号第二次环绕了月球,在月球轨道进行了登月航天器的测试。阿波罗11号17号中除了13号的六次任务都成功登月,每次都有两名宇航员踏上了月球。于是有十二名宇航员在执行阿波罗计划任务时完成了登月的壮举,并全部安全返回。

某些情况下,人类以外的动物也曾乘坐航天器进入太空英语Animals in space,也曾有过多次没能返回地球的情况。是第一批进入太空的大型哺乳动物。

随着航天技术从学术及公用领域走入民间,载人航天也开始迈向商业化英语Commercial use of space,并使包括太空旅游在内的商业太空飞行英语Private spaceflight成为现实。

历史

冷战时期

人类太空飞行能力最初是在美国苏联之间的冷战期间开发的,并开发了第一批用于运送核武器洲际导弹。这些火箭足够大,可以将第一批人造卫星送入低地球轨道。在1957年和1958年发射第一颗卫星之后,美国发展水星计划,将人发射进入轨道,而苏联则秘密推行了上升计划以完成同样的任务。1961年4月12日,苏联在东方1号任务中使用沃斯托克3KA火箭将第一个太空人尤里·加加林发射到轨道。1961年5月5日,美国则在水星-红石3号任务发射了第一位宇航员艾伦·雪帕德以红石火箭运载的自由7号太空舱进行亚轨道飞行。与加加林不同,雪帕德手动控制他的航天器的姿态并降落在其中。约翰·赫雪尔·葛伦是第一个进入地球轨道的美国人,于1962年2月20日由水星-宇宙神6号火箭发射的太空舱友谊7号。苏联于1963年6月16日在沃斯托克6号航天器上发射了五名宇航员,其中包括第一位女太空人瓦伦蒂娜·捷列什科娃。到1963年,美国共发射了2名与4名宇航员进行亚轨道与轨道飞行。美国还在约瑟夫·A·沃克(Joseph A.Walker)驾驶的X-15试验机上进行了两次飞行,飞行超过了卡门线,这是国际公认的国际航空联盟用来表示太空边缘的100公里高度。

1960年代,美国总统肯尼迪以成功登陆月球并安全返航做为太空竞赛的标竿,为了实现这一目标,美国于1961年启动了由三人组成的阿波罗计划,并由农神系列运载火箭英语Saturn (rocket family)发射;1962年由两人组成的临时两人计划是双子座计划,该计划在1965年和1966年由泰坦2号运载火箭进行了10次飞行任务。双子座计划的目标是通过发展美国在月球飞行任务中使用的轨道太空飞行经验和技术来支持阿波罗。

同时,苏联对他们打算将人类送上月球的意图保持沉默,并继续将其单座Vostok太空舱的范围扩大为两人或三人的Voskhod太空舱,以便与双子座计划竞争。他们分别于1964年和1965年发射了两次轨道飞行,并实现了第一次太空漫步,于1965年3月8日由阿列克谢·列昂诺夫上升2号上进行的。但是Voskhod没有Gemini的在轨道调动的能力,因此该计划被终止。美国双子座计划的发射并没有完成第一次太空漫步,而是通过进行几次太空行走并解决了克服重力不足而导致的宇航员疲劳问题,证明了人类在太空飞行中的最长耐力达到了两周,这是第一次太空飞行克服了苏联的早期太空会合太空对接

美国成功研制了将阿波罗号航天器送入月球所需的农神五号火箭,并于1968年12月将弗兰克·博尔曼詹姆斯·洛威尔威廉·安德斯送入了阿波罗8号环绕月球运行10周的轨道。1969年7月,阿波罗11号完成了肯尼迪的目标,将尼尔·阿姆斯壮伯兹·艾德林在7月21日降落月球上,并在7月24日与指挥舱飞行员迈克尔·柯林斯一起安全返回。到1972年,总共进行了6次阿波罗飞行任务,共有12个人在月球上行走,其中一半更在月球表面上驾驶阿波罗月球车。而在阿波罗13号,洛弗尔、杰克·斯维格特和弗雷德·海斯的机组人员在灾难性的飞行航天器故障中幸存下来,安全返回地球,而没有降落在月球上。

与此同时,苏联秘密进行了载人登月计划英语Soviet crewed lunar programs,他们成功开发了用于月球计划的三人联盟号宇宙飞船,但未能开发人类着陆所必需的N1火箭,并于1974年停止了月球计划。在输掉登月竞赛后,他们集中精力发展太空站,利用联盟号作为载具将宇航员送入和送出太空站。从1971年到1986年,他们从一系列礼炮计划开始。

后阿波罗时期

艺术家对阿波罗CSM即将与联盟号飞船对接的渲染图。

阿波罗计划执行完毕后,美国于1973年进行了太空实验室计划,并在三名机组人员乘坐阿波罗飞船的情况下居住了171天。美国总统尼克森苏联总理列昂尼德·勃列日涅夫(Leonid Brezhnev)商定了缓和政策,缓和了冷战的紧张局势。作为此计划的一部分,他们对于阿波罗-联盟测试计划进行了谈判,在该计划中,搭载特殊对接适配器模块的阿波罗航天器于1975年与联盟19号会合并对接。美国和俄罗斯机组人员在太空中握手,但飞行的目的纯粹是外交和象征性的。

尼克森于1969年任命副总统斯皮罗·阿格纽(Spiro Agnew)领导一个太空任务小组,以推荐继阿波罗之后的后续人类太空飞行计划。该小组提出了一个雄心勃勃的太空运输系统英语Space Transportation System,该系统基于可重复使用的航天飞机,该航天飞机由有翼,内部燃料的轨道级燃烧液态氢组成,由类似但较大的煤油燃料升压级发射,每个升压级均配备有喷气式喷气发动机以提供动力返回进入肯尼迪太空中心发射场的跑道。该系统的其他组成部分包括一个永久性的模块化空间站,可重复使用的太空拖船和NERVA行星际渡轮,根据分配的资金水平,让人类最早于1986年或2000年远征火星。但是,尼克森知道美国的政治气候不会支持国会为这种雄心壮志筹集资金,因此取消了除航天飞机之外的所有提议,太空站可能会紧随其后。航天飞机的计划被缩减以减少开发风险,成本和时间,用两个可重复使用的固体火箭助推器代替飞行员反激式助推器,而较小的轨道器将使用消耗性的外部油箱英语Space Shuttle external tank为其氢燃料主引擎提供动力。轨道飞行器将不得不进行无动力着陆。

航天飞机轨道器,第一个载人轨道太空飞机

随着美国转向发展航天飞机自由号太空站,两国继续在太空竞争而不是合作。苏联从1973年到1977年发射了3个伪装成礼炮计划金刚石计划军事太空站。他们跟随金刚石计划军事太空站开发了和平号太空站,这是第一个模块化的半永久性空间站,其建造时间是1986年至1996年。和平号(Mir)以354公里(191海里)的高度,以51.6°的倾角旋转。它被占领了4,592天,并于2001年进行了受控的再入。

航天飞机于1981年开始飞行,但美国国会未能批准足够的资金来实现自由号太空站。由四个航天飞机组成的舰队:哥伦比亚号挑战者号发现号亚特兰蒂斯号。第五架航天飞机奋进号,用以取代1986年1月28日挑战者号发射过程中因事故而被摧毁,并造成造成7名宇航员死亡。从1983年到1998年,有22次航天飞机在有效载荷海湾中载有一个名为太空实验室计划欧洲空间局出动太空站。

苏联复制了可重复使用的航天飞机轨道器,他们将其称为暴雪号。它被设计为由可消耗的能量号发射入轨道,并且能够进行机器人轨道飞行和着陆。与航天飞机不同,暴雪号没有主火箭发动机,但是像航天飞机轨道器一样,它使用发动机执行最后的轨道插入。1988年11月成功进行了一次无载人轨道试验飞行。计划在1993年进行第二次试飞,但由于缺乏资金和1991年苏联解体,该计划被取消。2002年5月,另外两架轨道飞行器从未完成,一次进行无人飞行的轨道器在机库屋顶坍塌中被摧毁。

美俄合作

国际太空站,由美国和俄罗斯在轨道合作组装

1991年苏联解体结束了冷战,并为美俄之间的真正合作打开了大门。苏联联盟号(Soyuz)和航天飞机-和平号计划俄罗斯联邦航天局(Roscosmos)接管。航天飞机-和平号计划包括访问和平号太空站的美国航天飞机,在航天飞机上飞行的俄罗斯宇航员以及在联盟号飞船上进行和平号航天飞机长期探险的美国宇航员。

1993年,比尔·克林顿(Bill Clinton)总统确保了俄罗斯的合作,将计划中的自由号太空站转换为国际太空站(ISS)。该站的建设始于1998年。该站以409公里(221 nmi)的高度和51.65°的倾角运行。

航天飞机在进行了135次轨道飞行后于2011年退役,其中几次帮助国际太空站的组装、补给和乘员。2003年2月1日,哥伦比亚号航天飞机重返大气层期间被摧毁,造成7名宇航员遇难。

尽管国际太空站的一半是俄罗斯独有的,但俄罗斯仍在继续合作。

中国

神舟号,第一个继美国苏联后的太空飞行器

俄罗斯于1957年发射人造卫星1号后,***主席打算在1959年将中国卫星送入轨道,以庆祝中华人民共和国成立10周年,但并未成功。直到1970年4月24日。

中国后来设计了类似于俄罗斯联盟号神舟号,并于2003年10月15日在神舟5号上进行了21小时的飞行,将杨利伟发射升空,成为第三个实现独立人类航天能力的国家。中国于2011年9月29日发射了天宫一号太空站,并进行了两次飞行任务:神舟9号,2012年6月16日至29日,中国第一位女航天员刘洋;和神舟10号,2013年6月13日至26日。该太空站于2016年3月21日退役,并于2018年4月2日返回大气层。天宫一号的继任者天宫二号于2016年9月发射,然后在2019年7月被除轨。天宫二号接待了两个人(景海鹏陈冬),为期26天。天舟一号货运飞船于2017年4月22日与之对接。

其他国家已放弃的计划

美国"航天飞机间隙"("Shuttle gap")

STS-135(2011年7月),美国到2020年为止的最后一次载人航天
载人天龙号航天器示范2号(2020年5月至2020年8月),这是自STS-135以来首次美国本土的载人航天

在布希政府的领导下,星座计划包括了退役航天飞机计划,并将其替换为低地球轨道之外的太空飞行能力的计划。在2011年美国联邦预算中,奥巴马政府取消了星座计划,原因是星座计划超出预算且进度落后,而没有对关键的新技术进行创新和投资。作为阿提米丝计划的一部分,NASA正在开发由太空发射系统发射的猎户座航天器。根据商业载人航天发展计划,NASA将依靠私营部门提供的运输服务到达低地球轨道,例如SpaceX龙飞船2号,内华达山脉公司的逐梦者太空飞机波音星际航线。从2011年航天飞机退役到2018年12月13日首次发射航天器2号VP-03航天飞机的时间,与1975年阿波罗计划飞行结束和1981年第一次航天飞机飞行之间的间隔相似。被总统蓝丝带委员会列为美国人类太空飞行的空白。

SpaceX龙飞船2号于2020年5月30日发射升空,由2名美国宇航员组成,这是自STS-135以来美国首次进行人类太空飞行。

商业私人太空飞行

航天器1号,第一个私人亚轨道太空飞机
龙飞船2号,第一艘私人轨道航天器

自2000年代初以来,已经开展了各种私人航天飞行事业。包括蓝色起源SpaceX维珍银河和内华达山脉在内的几家公司都有明确的计划来推进人类太空飞行。截至2016年,这四家公司都在实施开发计划,以搭乘商业旅客。

维珍银河正在开发一款目标为太空旅行的商业亚轨道航天器,名为航天器二号,该航天器于2018年12月进入太空。蓝色起源已开始对其新雪帕德火箭进行多年测试计划,并在2015-2019年成功进行了11次未乘员测试飞行。蓝色起源计划于2019年与人类一起飞行。

截至2020年,SpaceX波音公司都在开发具有载人能力的轨道太空舱,SpaceX搭载猎鹰九号运载火箭上的龙飞船,将NASA宇航员运送到国际空间站。波音则将通过在联合发射联盟擎天神5号运载火箭上发射的CST-100来做到这一点。这些具有轨道能力的技术的发展资金已经由政府和私人资金共同提供,而SpaceX则通过私人投资为这种载人能力提供了全部发展资金中的较大部分。两家公司都没有公开宣布其轨道飞行的商业产品,尽管两家公司都计划在飞机上使用自己的私人宇航员而非NASA进行飞行。

里程碑

成就排序

1961年04月12日
尤里·加加林于1961年4月12日乘坐东风1号发射升空,是第一位进入太空与地球轨道的太空人.
1962年07月17日 或 1963年07月19日
罗伯特·怀特(Robert M. White)或约瑟夫·A·沃克(Joseph A. Walker)(取决于太空边界的定义)最早于1962年7月17日(怀特)或1963年7月19日(沃克)驾驶X-15试验机太空飞机
1965年03月18日
1965年3月18日,阿列克谢·列昂诺夫(Alexei Leonov)是第一位进行太空漫步的太空人。
1965年12月15日
沃尔特·西拉(Walter M.Schirra)和汤姆·斯塔福德(Tom Stafford)首次表演太空会合,驾驶他们的双子星6A号航天器,并保持距离双子星7号1英尺(30厘米)的位置超过5个小时。
1966年03月16日
尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)和戴维·斯科特(David Scott)首次交会对接,驾驶他们的双子座8号飞船与一辆无载人的阿金纳目标飞船 (Agena target vehicle)对接。
1968年12月
弗兰克·博尔曼(Frank Borman),吉姆·洛威尔(Jim Lovell)和威廉·安德斯(William Anders)在1968年12月21日至27日返回地球的十次绕月飞行的阿波罗8号任务中,率先越过低地球轨道(LEO),并首次进行绕月运动。
1969年07月20日
尼尔·阿姆斯特朗和伯兹·艾德林于1969年7月20日在阿波罗11号首次登陆月球。
在宇宙中待最久的时间
从1994年1月8日到1995年3月22日,瓦列里·波利亚科夫(Valeri Polyakov)进行了最长的一次太空飞行(437天,17小时,58分钟和16秒)。根纳季·帕达卡(Nennady Padalka)在太空中花费了最多的时间,完成了879天的多次任务。
最久的载人太空站
从2000年11月2日到现在,国际太空站在太空中人类持续存在的时间最长(19年和285天)。该记录先前是和平号太空站所保存的,从1989年9月5日的联盟号TM-8到1999年8月28日的联盟号TM-29,历时3,634天(近10年)。

国籍或性别排序

1961年4月12日
尤里·加加林(Yuri Gagarin)成为1961年4月12日在东方1号升空的第一个苏联人以及第一个进入太空的人。
1961年5月5日
1961年5月5日,艾伦·谢泼德(Alan Shepard)成为第一个在自由7号上升空的美国人。

各国首次载人航天

成功的载人航天以粗体显示
亚轨道飞行以斜体显示
国家/组织 航天局 各国名称 首个宇航员 日期 航天器 发射器
 苏联 苏联太空计划
(OKB-1)
cosmonaut
космонавт (俄文)
kosmonavt
尤里·加加林 1961年4月12日 东方一号 东方
 美国 美国国家航空航天局 (NASA) astronaut 艾伦·谢泼德 1961年5月5日(亚轨道飞行) 自由七号 红石
 中国 中国载人航天计划 宇航员
航天员
1973(放弃) 曙光一号 长征二号甲
 中国 中国载人航天计划 宇航员
航天员
1981(放弃) 返回式卫星 长征二号
欧洲联盟 ESA 欧洲空间局 (ESA) astronaut
spationaut
spationaute (法文)
1992(放弃) 赫耳墨斯号 亚利安五号
 伊拉克 رجل فضاء (阿拉伯文)
rajul faḍāʼ
رائد فضاء (阿拉伯文)
rāʼib faḍāʼ
ملاح فضائي (阿拉伯文)
mallāḥ faḍāʼiy
2001(放弃) Tammouz
 日本 宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 宇宙飞行士(日语)
uchūhikōshi
2003(放弃) HOPE-X英语HOPE-X H-II
 中国 中国国家航天局 (CNSA) 宇航员
航天员
taikonaut(英文)
附会自"太空人"(tàikōng rén)
杨利伟 2003年10月15日 神舟五号 长征二号F
 印度 印度太空研究组织 (ISRO) vyomanaut
gaganaut
aakashagaami
आकाशगामि:  (梵文)
brahmāndagaami
ब्रह्मान्डगामि:  (梵文)
antarikshyaatri
अन्तरिक्षयात्रि: (梵文)
2023(计划) 轨道飞行器 (OV) GSLV Mk II
欧洲联盟 ESA 欧洲空间局 (ESA) astronaut
spationaut
spationaute (法文)
2020 (已确认概念
但先完整开发未开放)
ARV phase-2
(可能改由CSTS英语CSTS
亚利安五号
 伊朗 伊朗航天局 (ISA) فضانورد (波斯文)
faza navard
2021(计划)
 日本 宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 宇宙飞行士(日语)
uchūhikōshi
2025(计划) 基于HTV的航天器 H-IIB
 罗马尼亚 罗马尼亚航空和航空学协会 (ARCASPACE)英语ARCASPACE astronaut
astronaut (罗马尼亚文)
TBA(已确认) 天鹅-任务8英语ARCASPACE#Stabilo ARCASPACE气球


时间线

天宫号空间站天宫二号天宫一号国际空间站天空实验室计划和平号空间站礼炮七号礼炮6号Salyut 5Salyut 4礼炮3号礼炮1号中国载人航天工程神舟十二号神舟十一号神舟十号神舟九号神舟七号神舟六号神舟五号航天器1号SpaceShipOne flight 17PSpaceShipOne flight 16PSpaceShipOne flight 15P亚特兰提斯号航天飞机STS-135STS-132STS-129STS-125STS-122STS-117STS-115STS-112STS-110STS-104STS-98STS-106STS-101STS-86STS-84STS-81STS-79STS-76STS-74STS-71STS-66STS-46STS-45STS-44STS-43STS-37STS-38STS-36STS-34STS-30STS-27STS-61-BSTS-51-JX-15X-15 Flight 91X-15 Flight 90发现号航天飞机STS-133STS-131STS-128STS-119STS-124STS-120STS-116STS-121STS-114STS-105STS-102STS-92STS-103STS-96STS-95STS-91STS-85STS-82STS-70STS-63STS-64STS-60STS-51STS-56STS-53STS-42STS-48STS-39STS-41STS-31STS-33STS-29STS-26STS-51-ISTS-51-GSTS-51-DSTS-51-CSTS-51-ASTS-41-DApollo ProgramApollo-Soyuz Test Project阿波罗17号阿波罗16号阿波罗15号阿波罗14号阿波罗13号阿波罗12号阿波罗11号阿波罗10号阿波罗9号阿波罗8号阿波罗7号载人飞龙号航天器C207SpaceX载人1号奋进号航天飞机STS-134STS-130STS-127STS-126STS-123STS-118STS-113STS-111STS-108STS-100STS-97STS-99STS-88STS-89STS-77STS-72STS-69STS-67STS-68STS-59STS-61STS-57STS-54STS-47STS-49挑战者号航天飞机STS-51-LSTS-61-ASTS-51-FSTS-51-BSTS-41-GSTS-41-CSTS-41-BSTS-8STS-7STS-6双子座计划Gemini XIIGemini XIGemini XGemini IX-AGemini VIIIGemini VI-AGemini VIIGemini VGemini IVGemini III双子座2号双子座1号载人龙飞船C206SpaceX载人2号载人龙飞船示范2号哥伦比亚号航天飞机STS-107STS-109STS-93STS-90STS-87STS-94STS-83STS-80STS-78STS-75STS-73STS-65STS-62STS-58STS-55STS-52STS-50STS-40STS-35STS-32STS-28STS-61-CSTS-9STS-5STS-4STS-3STS-2STS-1天空实验室计划Skylab 4天空实验室3号天空实验室2号水星计划Mercury-Atlas 9Mercury-Atlas 8水星-宇宙神7号水星-宇宙神6号水星-红石4号水星-红石3号联盟计划联盟MS-18联盟MS-17联盟MS-16联盟MS-15联盟MS-13联盟MS-12联盟MS-11联盟MS-09联盟MS-08联盟MS-07联盟MS-06联盟MS-05联盟MS-04联盟MS-03联盟MS-02联盟MS-01联盟TMA-20M联盟TMA-19M联盟TMA-18M联盟TMA-17M联盟TMA-16M联盟TMA-15M联盟TMA-14M联盟TMA-13M联盟TMA-12M联盟TMA-11M联盟TMA-10M联盟TMA-09M联盟TMA-08M联盟TMA-07M联盟TMA-06M联盟TMA-05M联盟TMA-04M联盟TMA-03M联盟TMA-22联盟TMA-02M联盟TMA-21联盟TMA-20联盟TMA-01M联盟TMA-19联盟TMA-18联盟TMA-17联盟TMA-16联盟TMA-15联盟TMA-14联盟TMA-13联盟TMA-12联盟TMA-11联盟TMA-10联盟TMA-9联盟TMA-8联盟TMA-7联盟TMA-6联盟TMA-5联盟TMA-4联盟TMA-3Soyuz TMA-2Soyuz TMA-1Soyuz TM-34Soyuz TM-33联盟TM-32联盟TM-31Soyuz TM-30Soyuz TM-29Soyuz TM-28Soyuz TM-27Soyuz TM-26Soyuz TM-25联盟TM-24Soyuz TM-23Soyuz TM-22Soyuz TM-21Soyuz TM-20Soyuz TM-19Soyuz TM-18联盟TM-17Soyuz TM-16Soyuz TM-15Soyuz TM-14联盟TM-13Soyuz TM-12Soyuz TM-11Soyuz TM-10Soyuz TM-9Soyuz TM-8Soyuz TM-7Soyuz TM-6Soyuz TM-5Soyuz TM-4Soyuz TM-3Soyuz TM-2Soyuz T-15Soyuz T-14Soyuz T-13Soyuz T-12Soyuz T-11Soyuz T-10Soyuz T-10-1Soyuz T-9Soyuz T-8Soyuz T-7Soyuz T-6Soyuz T-5Soyuz 40Soyuz 39Soyuz T-4Soyuz T-3Soyuz 38Soyuz 37Soyuz T-2Soyuz 36Soyuz 35Soyuz 34Soyuz 33Soyuz 32Soyuz 31Soyuz 30Soyuz 29联盟28号Soyuz 27Soyuz 26Soyuz 25Soyuz 24Soyuz 23Soyuz 22Soyuz 21Soyuz 19Soyuz 18Soyuz 18aSoyuz 17Soyuz 16Soyuz 15Soyuz 14Soyuz 13Soyuz 12联盟11号Soyuz 10Soyuz 9Soyuz 8Soyuz 7Soyuz 6Soyuz 5Soyuz 4Soyuz 3联盟1号日出计划东方计划

参考文献

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