【簡介:】航天飛機(jī)簡介
1969年4月,美國宇航局提出建造一種可重復(fù)使用的航天運(yùn)載工具的計(jì)劃。1972年1月,美國正式把研制航天飛機(jī)空間運(yùn)輸系統(tǒng)列入計(jì)劃,確定了航天飛機(jī)的設(shè)計(jì)方案,即由可
航天飛機(jī)簡介
1969年4月,美國宇航局提出建造一種可重復(fù)使用的航天運(yùn)載工具的計(jì)劃。1972年1月,美國正式把研制航天飛機(jī)空間運(yùn)輸系統(tǒng)列入計(jì)劃,確定了航天飛機(jī)的設(shè)計(jì)方案,即由可回收重復(fù)使用的固體火箭助推器,不回收的兩個(gè)外掛燃料貯箱和可多次使用的軌道器三個(gè)部分組成。經(jīng)過5年時(shí)間,1977年2月研制出一架創(chuàng)業(yè)號(hào)航天飛機(jī)軌道器,由波音747飛機(jī)馱著進(jìn)行了機(jī)載試驗(yàn)。1977年6月18日,首次載人用飛機(jī)背上天空試飛,參加試飛的是宇航員海斯(C·F·Haise)和富勒頓(G·Fullerton)兩人。8月12日,載人在飛機(jī)上飛行試驗(yàn)圓滿完成。又經(jīng)過4年,第一架載人航天飛機(jī)終于出現(xiàn)在太空舞臺(tái),這是航天技術(shù)發(fā)展史上的又一個(gè)里程碑。
航天飛機(jī)是一種垂直起飛、水平降落的載人航天器,它以火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力發(fā)射到太空,能在軌道上運(yùn)行,且可以往返于地球表面和近地軌道之間,可部分重復(fù)使用的航天器。它的軌道器、固體燃料助推火箭和外儲(chǔ)箱三大部分組成。固體燃料助推火箭共兩枚,發(fā)射時(shí)它們與軌道器的三臺(tái)主發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)點(diǎn)火,當(dāng)航天飛機(jī)上升到50千米高空時(shí),兩枚助推火箭停止工作并與軌道器分離,回收后經(jīng)過修理可重復(fù)使用20次。外儲(chǔ)箱是個(gè)巨大殼體、內(nèi)裝供軌道器主發(fā)動(dòng)機(jī)用的推進(jìn)劑,在航天飛機(jī)進(jìn)入地球軌道之前主發(fā)動(dòng)機(jī)熄火,外儲(chǔ)箱與軌道器分離,進(jìn)入大氣層燒毀,外儲(chǔ)箱是航天飛機(jī)組件中唯一不能回收的部分。航天飛機(jī)的軌道器是載人的部分,有寬大的機(jī)艙,并根據(jù)航天任務(wù)的需要分成若干個(gè)“房間”。有一個(gè)大的貨艙,可容納大型設(shè)備。軌道器中可乘載3名職業(yè)航天員(如指令長或機(jī)長、駕駛員、任務(wù)專家等)和4名其他乘員(非職業(yè)航天員)。其艙內(nèi)大氣為氮氧混合氣體。航天飛機(jī)在太空軌道完成飛行任務(wù)后,軌道器下降返航,像一架滑翔機(jī)那樣在預(yù)定跑道上水平著陸。軌道器可重復(fù)使用100次。
航天飛機(jī)是一種為穿越大氣層和太空的界線(高度100公里的卡門線)而設(shè)計(jì)的火箭動(dòng)力飛機(jī)。它是一種有翼、可重復(fù)使用的航天器,由輔助的運(yùn)載火箭發(fā)射脫離大氣層,作為往返于地球與外層空間的交通工具,航天飛機(jī)結(jié)合了飛機(jī)與航天器的性質(zhì),像有翅膀的太空船,外形像飛機(jī)。航天飛機(jī)的翼在回到地球時(shí)提供空氣煞車作用,以及在降跑道時(shí)提供升力。航天飛機(jī)升入太空時(shí)跟其他單次使用的載具一樣,是用火箭動(dòng)力垂直升入。因?yàn)闄C(jī)翼的關(guān)系,航天飛機(jī)的酬載比例較低。設(shè)計(jì)者希望以重復(fù)使用性來彌補(bǔ)這個(gè)缺點(diǎn)。
雖然世界上有許多國家都陸續(xù)進(jìn)行過航天飛機(jī)的開發(fā),但只有美國與前蘇聯(lián)實(shí)際成功發(fā)射并回收過這種交通工具。但由于蘇聯(lián)瓦解,相關(guān)的設(shè)備由哈薩克接收后,受限于沒有足夠經(jīng)費(fèi)維持運(yùn)作使得整個(gè)太空計(jì)劃停擺,因此目前全世界僅有美國的航天飛機(jī)機(jī)隊(duì)可以實(shí)際使用并執(zhí)行任務(wù)。
1981年4月12日,在卡納維拉爾角肯尼迪航天中心聚集著上百萬人,參觀第一架航天飛機(jī)哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)發(fā)射。宇航員翰·楊(John W·Young)和克里平(Robert L·Crippen)揭開了航天史上新的一頁。
這架航天飛機(jī)總長約56米,翼展約24米,起飛重量約2040噸,起飛總推力達(dá)2800噸,最大有效載荷29.5噸。它的核心部分軌道器長37.2米,大體上與一架DC—9客機(jī)的大小相仿。每次飛行最多可載8名宇航員,飛行時(shí)間7至30天,軌道器可重復(fù)使用100次。航天飛機(jī)集火箭,衛(wèi)星和飛機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)于一身,能像火箭那樣垂直發(fā)射進(jìn)入空間軌道,又能像衛(wèi)星那樣在太空軌道飛行,還能像飛機(jī)那樣再入大氣層滑翔著陸,是一種新型的多功能航天飛行器。
從1981年至1993年底,美國一共有5架航天飛機(jī)進(jìn)行了59次飛行,其中哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)15次,挑戰(zhàn)者號(hào)10次,發(fā)現(xiàn)號(hào)17次,亞特蘭蒂斯號(hào)12次,奮進(jìn)號(hào)5次。每次載宇航員2至8名,飛行時(shí)間從2天到14天。在12年中,已有301人次參加航天飛機(jī)飛行,其中包括18名女宇航員。航天飛機(jī)的59次飛行中,在太空施放衛(wèi)星50多顆,載2座空間站到太空軌道,發(fā)射了3個(gè)宇宙探測(cè)器,1個(gè)空間望遠(yuǎn)鏡和1個(gè)γ射線探測(cè)器,進(jìn)行了衛(wèi)星空間回收和空間修理,開展了一系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng),取得了豐碩的探測(cè)實(shí)驗(yàn)成果。
航天飛機(jī)除可在天地間運(yùn)載人員和貨物之外,憑著它本身的容積大、可多人乘載和有效載荷量大的特點(diǎn),還能在太空進(jìn)行大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和空間研究工作。它可以把人造衛(wèi)星從地面帶到太空去釋放,或把在太空失效的或毀壞的無人航天器,如低軌道衛(wèi)星等人造天體修好,再投入使用,甚至可以把歐空局研制的“空間實(shí)驗(yàn)室”裝進(jìn)艙內(nèi),進(jìn)行各項(xiàng)科研工作。
美國航天飛機(jī)創(chuàng)造了許多航天新紀(jì)錄。航天飛機(jī)首航指令長約翰·楊6次飛上太空,是世界上參加航天次數(shù)最多的宇航員。1983年6月18日女宇航員莎麗·賴德(Sally K·Ride)乘挑戰(zhàn)者號(hào)上天飛行,名列美國婦女航天的榜首。1983年8月30日,挑戰(zhàn)者號(hào)把美國第一個(gè)黑人宇航員布魯福德(Guion S·Bluford)送上太空飛行。1984年2月3日乘挑戰(zhàn)者號(hào)上天的麥坎德利斯(B·McCandless),成為世界上第一位不系安全帶到太空行走的宇航員。1984年4月6日挑戰(zhàn)者號(hào)上天后,宇航員首次抓獲和修理軌道上的衛(wèi)星成功。1984年10月5日參加挑戰(zhàn)者號(hào)飛行的莎麗文(Kathryn D·Sullivan)成為美國第一位到太空行走的女宇航員。1985年1月24日發(fā)現(xiàn)號(hào)升空,首次執(zhí)行秘密的軍事任務(wù)。1985年4月29日,第一位華裔宇航員王贛駿(Tayler Wang)乘挑戰(zhàn)者號(hào)上天參加科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。1985年11月26日,亞特蘭蒂斯載宇航員上天第一次進(jìn)行搭載空間站試驗(yàn)。1992年5月7日奮進(jìn)號(hào)首次飛行,宇航員在太空第一次用手工操作搶救回收衛(wèi)星成功。7月31日亞特蘭蒂斯號(hào)上天,首次進(jìn)行繩系衛(wèi)得發(fā)電試驗(yàn)。9月12日奮進(jìn)號(hào)將第一位黑人女宇航員,第一位日本記者和第一對(duì)宇航員夫婦載入太空飛行。