航天飛機工程涉及航空和航天的眾多領域,系統複雜,採用新技術多。整個工程是由政府機構、工業企業和高等院校的龐大隊伍合作,並靠國外一些組織的協助,運用科學的管理方法,按照嚴格的分工和進度分階段組織實施的。工程歷時約12年,耗資150多億美元,這樣浩大的過程以及這樣大額的投入,建造出來的航天飛機到底如何?下面我們就去見識一下這遠近馳名大航天飛機吧!
航天飛機
60年代末,“阿波羅”工程開支經費浩大,在美國國內引起許多非議。美國在1969年初成立了一個專門研究載人航天下一階段發展方向的小組,由副總統領導。
這個小組經過調查研究,建議發展空間運輸系統,首先研製一種經濟效益高的飛行器,即航天飛機作為這個系統的支柱。航天飛機的研製計劃中規定製造5架軌道器,分別命名為:“奮進”號、“哥倫比亞”號、“挑戰者”號、“發現”號和“阿特蘭蒂斯”號。整個計劃分兩個階段進行。
第一階段用“開拓”號和“哥倫比亞”號進行地面試驗、進場和著陸試驗以及研製性飛行試驗。“哥倫比亞”號航天飛機的軌道器在試驗結束後加以修復,再參加商業性飛行。第二階段是生產階段,繼續完成後3架軌道器的生產,直接投入商業性飛行。總週期預計約需7年。航天飛機計劃完成後,每年可安排飛行60次。
航天飛機
1972年航天飛機進入全面工程研製階段。由於經費緊細,液氫液氧主發動機技術難度大和防熱瓦脫落而達不到技術指標,使研製進度推遲了3年多,原計劃的生產數量經過壓縮,5架軌道器削減為4架,研製性飛行試驗由6次減到4次。航天飛機工程的另一重要項目是選擇適用的發射場和著陸場。1971年4月組成航天飛機發射和回收小組從事這項工作。最後確定把肯尼迪航天中心作為航天飛機的發射場和著陸場,愛德華茲空軍基地作為備用著陸場。
1、“奮進號”航天飛機
“奮進”號是美國航天局最新建造的一架航天飛機軌道飛行器,也是為美國研製的最後一架航天飛機。它是由美國航天局於1991年建造,用來代替1986年在爆炸中被毀壞的“挑戰者”號航天飛機。“奮進”號是以18世紀英國探險家湯姆斯·庫克的考察船的名字命名的。
“奮進號”航天飛機
“奮進”號航天飛機也被賦予更多的技術嘗試,採用了許多新技術擴展其能力,與之前的幾架航天飛機的不同是:奮進號航天飛機除了電子設備有所改進之外,在尾部還增加了一個降落傘,可以縮小著陸後的跑道上滑行的距離。
2、“亞特蘭蒂斯”號航天飛機
1985年,“亞特蘭蒂斯”號成為美國宇航局的第四架航天飛機。“亞特蘭蒂斯”號是以美國第一艘遠洋船舶的名字命名的,航天飛機重77.7噸,“亞特蘭蒂斯”號航天飛機的第一次飛行是美國空軍的一次機密行動,目的是把兩顆國防通信衛星送入太空。這架航天飛機一些引人注目的飛行行動包括:
1989年將“伽利略”號和“麥哲倫”號行星探測器送入太空。
1991年將“康普頓伽馬射線”觀測台送入太空。
“亞特蘭蒂斯”號航天飛機
1996年,“亞特蘭蒂斯”號航天飛機將美國航天員薩朗·露西德送到俄羅斯的和平號空間站,露西德在空間站上停留了6個月,打破了太空停留時間的記錄,之後亞特蘭蒂斯號航天飛機又把她安全地接回了地面。
3、“發現”號航天飛機
“發現”號航天飛機是以18世紀美國探險家詹姆斯·庫克的小船的名字命名的,它是美國建造的第三架航天飛機,1983年11月建成,重77634公斤,它的第一次飛行是1984年8月30日,載6名航天員升空,“發現”號航天飛機是NASA現役中最老的航天器,也是美國第三架航天飛機,曾多次執行重要使命:
1988年9月28日,“發現”號航天飛機在飛行中中止32個月後升空,5名航天員釋放了一顆衛星,並完成了幾項科學試驗,這標誌著航天飛機項目再次走上正軌。
1990年4月24日,“發現”號航天飛機將哈勃太空望遠鏡送上軌道。
1998年10月29日,“發現”號搭載著77歲的參議員約翰·格倫起飛,成為最高齡的”太空人”。
“發現”號航天飛機
2005年7月26日,“發現”號升空,這是“哥倫比亞”號失事後,美國航天飛機的首航。2005年“發現”號航天飛機做了如下改進:首次在外掛燃料箱及固體火箭推進器上安裝數字攝像機,分別監視航天飛機及外掛箱表面是否有碎片脫落;首次借助國際空間站機械臂修復航天飛機隔熱瓦。
4、“挑戰者”號航天飛機
簡介:“挑戰者”號(Challenger)是NASA第二架正式使用的航天飛機,1983年4月4日正式進行了首次發射。“挑戰者”號與“企業”號一樣,建造初衷是作測試用,但完成測試任務之後,NASA突然改變主意,將“挑戰者”改裝成正式的軌道器。1986年1月28日,“挑戰者”號在執行第10次空間任務時,升空73秒後發生爆炸解體墜毀,機上7名航天員全部遇難。造成事故的直接原因是右側助推火箭密封裝置失靈,發射時溫度過低導致合成橡膠密封圈失去彈性,無法起到密封作用。在9次飛行行動期間,“挑戰者”號航天飛機將太空實驗室以及數顆軍事和科學衛星送入軌道。
“挑戰者”號航天飛機
命名由來:“挑戰者”號航天飛機名字來源於19世紀70年代航行於大西洋與太平洋上的美國海軍的研究船隻“挑戰者”號為名。“挑戰者”這個名字還被用來命名“阿波羅”17號飛船的登月艙。
5、“哥倫比亞”號航天飛機
簡介:“哥倫比亞”號(Columbia)是NASA第一架正式投入使用的航天飛機,1981年4月12日進行首次發射,開啟了航天飛機的輝煌歷史。“哥倫比亞”號造價12億美元,全長56米,高23米多,起飛重力約2000噸,機身份為上下兩部分,上面是軌道器,長約23米,自重68噸,是航天飛機中唯一可載人的部分,下面是兩台固體推進器和一個外貯箱。
2003年2月1日,“哥倫比亞”號航天飛機執行其第28次任務(STS-107)重返大氣層過程中與控制中心失去聯繫,不久後被發現在德克薩斯州上空爆炸解體,機上7名航天員全數罹難。造成事故的直接原因是“哥倫比亞”號升空發射後,一塊泡沫撞擊到防熱瓦,形成裂縫,著陸時超高溫氣體從裂縫進入機體,導致航天飛機解體。
28次任務過程中,“哥倫比亞”號完成了許多軍事任務和科學試驗項目,其中包括將許多顆民用和軍用衛星送入太空,回收了需要修理的衛星,進行了進一步的空間實驗室試驗。
命名由來:“哥倫比亞”號這個名字是為了紀念18世紀第一艘環繞世界航行的美國籍船隻——“哥倫比亞”號帆船。著名船長羅伯特格雷層駕駛此船於1792年5月11日橫穿危險的內陸水域,考察了加拿大不列顛哥倫比亞省及美國華盛頓州和俄勒岡州。
“哥倫比亞”號航天飛機
由於“哥倫比亞”這個名字十分動聽,常給人一種女性柔美的感覺,所以後來美國海軍第一艘軍艦也被命名為“哥倫比亞”號,“阿波羅”11號飛船指令艙也命名為“哥倫比亞”號,為此NASA也將第一艘實用型航天飛機命名為“哥倫比亞”號。
6、“企業”號航天飛機
簡介:“企業”號(Enterprise)航天飛機是NASA研製的第一架試驗用航天飛機,於1977年2月完成製造。它長37.2米,寬23.8米,高17.4米,空重72.6噸,載荷艙長18.2米,寬4.6米,能將29.5噸載荷送上高度為370至1110公里的軌道,並可從空中帶回1.45噸載荷。在具有輔助電源的前提下,“企業”號可在空間停留30天,並可執行各種空間任務。
製造完成之後,“企業”號在愛德華茲空軍基地進行了長達2年的試驗。儘管從未升空飛行,“企業”號為第一架實用型航天飛機“哥倫比亞”號的順利升空奠定了基礎。
命名由來:為紀念美國建國200週年,這架航天飛機最初被命名為“憲法”號(Constitution)。在20世紀60年代,一部名叫《星際迷航(STARTREK)》的太空科幻系列電影在美國大受歡迎,影片中虛構的太空飛行器叫做“企業”號。當“企業”號研製成功以後,美國人以更大熱情關注著影片《星際迷航》,同時對航天飛機產生了濃厚的興趣。
“企業”號航天飛機
1976年9月,美國宇航局共收到40萬封民眾來信,信中一致要求將美國第一艘航天飛機命名為“企業”號。這就是“企業”號航天飛機得名的由來。影片《星際迷航》中之所以將片中太空飛行器命名為“企業”號則是由美國海軍的“企業”號航母而來。
