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紀實︰航天飛機研制成功

(2004年02月09日 23:44)

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航天飛機的發展可以追溯到早期的科學幻想和本世紀初火箭先驅者們的宏偉計劃。 1981年8月12日,美國“哥倫比亞”號航天飛機首航成功,極大地鼓舞了人們 開發宇宙、利用宇宙的信心。隨後,航天飛機得到了快速的發展,人類開發宇宙的夢 想正逐步變成現實。

不懈的努力

第二次世界大戰後,火箭技術的突破為航天飛機的研制提供了可能。1947年 10月14日,美國貝爾飛機公司研制的貝爾X 1飛機,飛行速度達到了1.06馬 赫。它不僅有普通飛機的駕駛設備,而且裝有火箭控制裝置,因此,能在極高的稀薄 空氣中操縱自如。隨後,這種以火箭作動力的研究性飛機又產生了幾種改進型。

1951年,美國貝爾飛機公司又制訂了一個發展可重復使用的空間飛機的方案, 這個被稱為貝爾•波米的飛行器共分為兩部分︰第一部分是帶翼的助推器,裝有5台 大型火箭發動機;第二部分體積不大,有3台火箭發動機。在空中,這架笨重的火箭 飛機兩部分分離,帶翼助推器滑翔返回基地,第二部分則依靠本身貯箱中的推進劑繼 續飛行。

1959年11月,美國波音公司與空軍簽訂了研制一種載人空間滑翔機的合同。 這是一種三角翼滑翔機,也即有人駕駛的火箭助推滑翔飛機。它既有大氣層中使用的 普通氣動控制裝置,也有空間飛行用的噴氣發動機,稱做“戴納—索爾”。這種飛機 在大氣層邊緣靠空氣反彈飛行,可以繞地球飛行幾圈。考慮到它再入大氣層時要經受 極嚴酷的氣動加熱環境,因此,它的殼體將采用超級耐高溫合金、陶瓷和石墨材料。 以後,美國又準備使“戴納—索爾”具備航天飛機的能力。

“戴納—索爾”的代號改成了 X—20,貝爾公司準備在1965年進行空中分 離試驗。為了使它進入預定的空間航道,它將裝在大力神 3C火箭的頭錐上發射, 但由于成本逐漸上升,“戴納—索爾”的重量問題難以解決。1963年12月10 日,剛剛開始組裝的“戴納—索爾”被斷然取消了,它的成果和設備轉用于“雙子星 座”計劃。

與此同時,60年代的 X—15計劃也正在執行之中,該計劃也研究航天飛機同 樣所遇到的難題。1959年,第一架 X—15飛機開始了探索性飛行,它從一架改 型的 B—52轟炸機上脫落起飛。試驗中,飛機在空氣稀薄的高空進行,在那里,氣 動面已完全不起作用,因此,駕駛員左手持操縱桿,利用飛機頭部的火箭推進器控制 俯仰和偏航,利用機翼中的推進器控制滾動,飛機的航速超過了6倍音速。

1962年7月,羅伯特•M•懷特駕駛X—15飛機升到了103269米的高 空,創造了新紀錄。10月,X—15帶2個外掛燃料箱,時速達到了7272公里。 但是,X—15計劃隨後也遭到了挫折,在同年的11月15日,美國空軍少校丁• 亞當斯在他的第7次飛行中,在側滑時可能看錯了滾動指示器的讀數,致使飛機再入 大氣層時偏離航向而造成不穩定和失速,在18288米的高空,飛機終于碎裂,他 本人喪生。

當“戴納—索爾”計劃正在執行的同時,還有一種新一代的小型試驗飛行器在蘭 利研究中心通過了高超音速風洞試驗。這種外形短粗的飛行器被稱作升力飛行器。第 一架升力飛行器是M2—F1,它看上去是圓筒狀,外面貼有膠合板,只能用來在低速 條件下試驗。

1963年3月,M2—F1第一次試飛,它由一輛卡車牽引著,在愛德華空軍基 地的干涸湖床上飛駛,達到了飛行速度,但由于擺動劇烈,因而只飛行了極短的時間。 4月,第二次試飛,它順利升空,航速達到了每小時195公里。這種小型的M2—F1 飛行器共進行了90次試飛,基本上獲得了成功。1964年,M2—F2和 HL—10 兩種重型試驗機開始制造。

這兩種飛行器同X—15一樣,都是在13.7萬米的高空中,從一架航速為每小 時720公里的改進型 B—52轟炸機上發射的。1966年3月,一架不帶發動機 的 M2—F2固定在B—52轟炸機的機翼下,開始了首次不分離的試飛。4個月後, 它在1370米的高空第一次與母機分離,以每小時320公里的滑翔速度在干涸的 湖床上著陸。

1967年5月,M2—F2飛行器由于遇到了輕微的側向風,曾經受了一次最嚴 重的考驗,它在最後將要對準干湖跑道飛行時,突然發生了嚴重的“橫滾”,駕駛員 奮力操縱,雖然使飛行器恢復了控制,但此時卻已偏離了航向。由于看不到跑道的標 志,因而駕駛員不能判斷自己的飛行高度,而發送無線電信號的跟蹤飛機也與他的相 對位置發生了變化,擔任營救的直升機則因為離得太近而來不及提供援助。

情況變得更加不妙 !由于高度不明,又來不及飛回正確的航向,駕駛員不得不開 始緊急著陸。拉平動作剛完成,起落架已伸出一半兒的M2—F2就重重地撞在了湖床 上,它彈出了25米遠,接著,又一次重重地撞在地面上。

它翻倒在地上,主起落架、駕駛艙、艙蓋和右艙都被撞毀脫落,駕駛員也身負重 傷,幸而沒有生命危險。

相比之下,HL—10火箭推進飛行器則取得了成功。1970年8月,它的飛行 高度達到了23000米,時速達到了1630公里。 X—24是貝爾公司X系列火箭推進試驗飛機中最後的一種,它最初的形狀像個圓 形的楔子,上部呈拱狀,底部平坦,尾部有斜角,以後進行了改進。X —24試驗計 劃的最終目的是要用普通的飛機跑道進行降落,而不是用寬廣的干湖床。X —24的 試飛相當成功,它著陸時只偏離預定的著陸點1.5米。

對航天飛機感興趣的不只是美國一家,歐洲一些國家同樣也下了本錢,設想了許 多航天飛機方案。英國皇家飛機研究中心、布列斯托爾•西德利公司和羅爾斯•羅伊 斯公司都有許多詳細的研究報告,它們研究了利用噴氣發動機飛行返回基地的可重復 使用助推器的發展前景。但是,歐洲各國的航天飛機設想最終一個也沒有被采納或研 制。

只有美國,對航天飛機表示出極大的興趣,並付諸實踐。

1968年8月,美國航宇局負責載人航天的助理局長喬治•米勒,出席了在英 國召開的行星際協會的會議。會上,他向報界透露,美國航宇局對制造航天飛機懷有 濃厚的興趣,他說︰

“我想預先告訴諸位,航天活動的下一次沖刺,是要研制一種經濟的、能在地球 和空間運行的設施之間往返飛行的運載器。”

艱難的創業

1969年初,美國著手研究空間發展計劃的各種可能性。2月,以副總統阿格 紐為首成立了一個“空間任務小組”,制訂了一個“阿波羅”計劃完成以後的協調的 空間計劃。9月,該小組提出了一份報告,建議發展可重復使用的航天飛機系統︰“ ……發展空間運轉的新技術系統,首先需要通過一項發展新型空間運輸能力的計劃… …”10月16日,在華盛頓召開的航天飛機會議上,宣布投資80億美元,正式開 展航天飛機具體方案的研制工作,預計在20年內收回成本。這從根本上改變了過去 運載火箭研制資金不能回收的狀況。

1970年3月7日,尼克松總統發表了關于美國空間探索計劃的聲明,其中說︰

“……我們目前正在更加細致地研究可以重復使用的空間往返飛船的可能性……”

1972年1月5日,尼克松總統把航宇局的航天計劃提交美國國會,很快,國 會通過了這個計劃,航天飛機計劃從此正式實施。

航天飛機的各個部件是分別生產的。1974年6月,洛克韋爾國際公司航天分 公司,在加利福尼亞州莫哈維沙漠的棕櫚谷中開始組裝乘員艙。同年8月,開始組裝 機身後段。到1975年,美國各地的有關部件開始不斷地向加利福尼亞的棕櫚谷匯 集,被送進空軍的42號車間。

1975年秋季,第一架全尺寸的航天飛機樣機終于在洛克韋爾公司的組裝車間 里完成總裝。這架航天飛機的代號是軌道器—101號,這表明它是軌道器總家族中 的老大。當軌道器1976年接近最後定型時,美國立即面臨怎樣給它命名的問題, 航宇局自然想沿襲歷來航天器命名的慣例,起個能表達出愛國熱忱的名稱—“建設” 號,但此時,美國著名電視系列片《星際航行》的狂熱觀眾們采取了一致行動,向美 國政府施加壓力,要求以《星際航行》中擔任主角的航天飛機—“創業”號來命名。 福特總統面對10萬封熱切的來信,最後同意了他們的要求。

1976年9月17日,正好在航天飛機正式批準繼續研制的4年零9個月後, 101號軌道器在一個管樂隊的伴奏下,隨著電視片《星際航行》主題音樂的旋律緩 緩駛出,展現在公眾的面前。這是一架敦實的三角翼式飛機,它的外表似乎不像航天 器,至少不像美國電視觀眾們所熟悉的那種航天器,但實際上它確確實實是航天器, 而且可能是當時最令人興奮的空間飛行工具—航天飛機。

1977年8月12日上午,時鐘剛指到9點,一架敦實的三角翼式飛機低低掠 過加利福尼亞沙漠的上空,平穩地降落在干透了的湖床上。這架革命性的航天飛機的 機身上,瓖有著名的美國航宇局NASA字樣,還有眾所周知的星條旗。2名駕駛員是航 天老手弗雷德•海斯和戈登•富勒頓。以後,它又進行了多次著陸等一系列試驗。1 978年底,它按計劃作完全部試驗後,作為一個永久性的開路先鋒,完成了它在航 天飛機計劃中的全部使命而退出歷史舞台。

“哥倫比亞”號一鳴驚人

為了充分體現出航天飛機的冒險精神,美國航宇局決定對將要建成的4架航天飛 機用繪制世界海圖的4艘著名航海船來命名。軌道器102號被稱為“哥倫比亞”號, 這是1792年到哥倫比亞河口探險的一艘單桅帆船的名稱。軌道器103號被命名 為“發現”號,這是1610年亨利•赫德森為了探尋大西洋和太平洋之間的西北通 道而乘坐的一艘小船。軌道器104號和099號分別被命名為“大西洲”號和“挑 戰者”號,它們是遠涉重洋、探險數百萬公里的兩艘著名航船的名稱。

第一架真正的航天飛機是“哥倫比亞”號,它長約56米,高為23米多,起飛 重量約2000噸,由上下兩部分組成。上部是軌道器,長約37米,翼展寬約23 米,自重68噸,其體積與大型噴氣式客機相似;馱著軌道器的是兩台固體助推器和 一個外貯箱,處于兩台固體助推器之間的外貯箱也是一個龐然大物,它長47米,直 徑約8米,內部裝有上千噸燃料—液氫和液氧,這些液氫和液氧也是作為軌道器上主 發動機的推進劑。

“哥倫比亞”號航天飛機的最後組裝吸引了成千上萬的老百姓,許多人不辭辛苦, 從遙遠的地方趕來,就是為了先睹為快。年方33歲的艾特•法克萊爾是瑞典的計算 機專家,也是一個“航天迷”,他從斯德哥爾摩乘上一架標價低廉的噴氣飛機,遠涉 大西洋,航行9600公里,趕到了美國的洛杉磯,接著,他又驅車趕到棕櫚谷,從 頭至尾看完了“哥倫比亞”號航天飛機的最後組裝。次日清晨,他駕車回到洛杉磯, 登上返回瑞典的航程。

“此趟真不虛行啊 !”他感慨地說。“這是世界上最了不起的計劃,航天飛機意 味著人類的一切,而我摸到了它……真是我畢生最美好的一天!”

“哥倫比亞”組裝完畢後,下一步就要開始其震驚世界的處女航。

1981年4月12日凌晨2點多,“哥倫比亞”號航天飛機靜靜地矗立在美國 肯尼迪航天中心的39 A號發射陣地上。黎明前的黑暗還擁抱著這個迷人而令人神往 的航天港,但來自美國和世界各地的成千上萬的人群在這里已川流不息,熙熙攘攘地 聚集在觀看席上。來自世界各地的記者們把手中的各種現代化采訪工具都準備就緒, 等待著記錄下這一舉世矚目的歷史性鏡頭。人們都在焦急地等待著發射時刻的到來。 7時整,“哥倫比亞”號航天飛機的尾部發出悶雷般的巨響,冒出一股強烈的濃 煙,航天飛機的2台火箭發動機與3台液體火箭主發動機同時點火。上萬雙眼楮,在 4束探照燈的強光照射下,緊緊地盯著脫離發射台上的“哥倫比亞”號航天飛機。

對于眾人來說,這是一幅奇異的畫面,航天飛機騰空而起的速度比人們所想象的 還要快得多,從兩個固體燃料助推器尾部噴出的桔黃色火舌有180米長、60米寬, 它烤得外掛燃料箱後部發出了耀眼的白色光澤,長長的灰白色塔柱形煙霧拖在後面, 一直可以延伸到發射架……景色實在太壯觀了。

航天飛機在飛離了固定服務塔之後,就按照預置的程序進行側滾和傾斜的動作。 航天老將約翰•楊和克里平身穿縫有NASA徽記和 STS 1字樣的藍色專用太空服,沉 著冷靜,神態自然。

大約在50公里的高空,固體燃料助推器燃燒完畢,助推器借助6支分離小火箭 與航天飛機分離,空殼用降落傘減速,濺落在海上。那里,美國的“自由”號和“自 主”號回收船早已恭候多時。

“哥倫比亞”號扔掉了助推器之後,在主發動機推動之下繼續上升,進入預定的 太空軌道。在進入軌道之前,又將外貯箱拋掉,分離後的外貯箱進入大氣層後自行墜 毀。航天飛機入軌後,主發動機就熄滅了,只啟用2台小型火箭發動機來控制機動飛 行,調整它的姿態,直到它進入準確的飛行狀態為止。這一切,“哥倫比亞”號都做 得完美無缺。

有驚無險

約翰•楊和克里平開始工作了,他們首先要進行的是打開載荷艙大門的試驗。克 里平在密閉的飛行艙後部進行遙控操作,將右大門的各個門栓一個接一個地打開了, 頓時,明亮的地球反射光照進了載荷艙里,“哥倫比亞”號這時仍然機腹向上飛行著, 下方轉動著的地球十分清楚地顯現在宇航員們的面前。 “真可惜,你們看不到這兒的絕妙景色,外面可真是漂亮啊!”克里平喊道。

試驗成功了,航天飛機2個大門都能開關,沒有變形,開關自如。當時,“哥倫 比亞”號航天飛機正處于馬德里站接收區,實況圖像通過海底電纜送到了美洲大陸, 並傳到了休斯頓飛行控制中心。這些圖像極為清晰,它們是由載荷艙里的3架遠距離 控制攝像機拍攝的。

正當攝像機在載荷艙里平推時,地面監視人員吃了一驚,他們驚奇地發現,在兩 個軌道調整系統發動機突起的外蒙皮上,出現了幾個近似方形的黑點。要知道,航天 飛機根本不允許出現任何異常的情況。

地面控制中心的人員立即指示︰“查清這些黑點的情況。”

克里平受命後,立刻控制攝像機向軌道器尾部靠近,然後,他平靜地分析道︰

“每個發動機外部都有幾塊防熱瓦脫落,右舷的一個基本上可以確定掉了3塊, 另外還有一些較小的缺損;左邊的那個據我看只有一塊完全脫落,另有一些小的三角 形缺損。現在我來把攝像機移到最佳位置上……”

這個消息立即傳到了每個關心航天情況的人。雖然克里平不驚不慌,但人們仍為 航天飛機和宇航員的命運擔心。不知是哪個人傳出了消息,說只要有一塊防熱瓦脫離, 就會使“哥倫比亞”號在返回時焚毀。

但是,實際情況並不是那麼嚴重,因為在“哥倫比亞”號重返大氣層時,軌道調 整系統發動機的外蒙皮所受的熱量比起機腹以及機翼迎風面來要小得多。

軌道器的腹部情況如何呢 ?這是比較重要的,如果腹部的防熱瓦也有脫落,問題 就嚴重了。宇航員們無法看到航天飛機的腹部,不過,楊還是試圖透過舷窗盡可能地 看看機腹部的情況,他報告說︰

“依我們的觀察,兩個機翼以及它們的迎風面全部完好無損。”

可靠嗎 ?航宇局不敢輕信,于是,決定在“哥倫比亞”號通過頭頂時,用美國國 防部的高分辨率照相機對它進行拍攝。

防熱瓦脫落的情況立即搶去了馬德里站電視里的大部分鏡頭,同時,也無形中把 很多重大的成功給沖淡了。其實,真正重要的是,載荷艙大門能順利地開關,散熱器 也工作得十分正常,這就無需擔心機艙內部過熱,無需緊急返航,可以按計劃在空間 正常地活動。

美國國防部的高分辨率照相機拍出了十分清晰的照片,它足以分辨出每片防熱瓦 的細節。情況表明,一切都不必擔心。休斯頓飛行控制中心發出了繼續“干下去”的 指令。

更加激動人心的時刻

1981年4月14日,可以說是美國舉國狂歡的日子,教師停止了授課,學生 早已坐等在電視機前。在曼哈頓的一家西服店里,一位顧客正對著穿衣鏡試穿衣服。 他剛想對裁縫的手藝發出評論和感慨,卻發現自己周圍根本就沒有服務人員,往日殷 勤而周到的裁縫為了觀看電視實況轉播,竟然把自己的顧客孤零零地留在了穿衣鏡前。

是什麼使這些美國人如此神魂顛倒呢 ?原來,再過十幾分鐘,2天以前從美國卡 納維拉爾角發射的航天飛機“哥倫比亞”號,就要在加利福尼亞州的愛德華空軍基地 著陸了!

在愛德華空軍基地,4架 T 38殲擊機整裝待發,準備以一個同步方陣飛行5 分鐘,這樣就便于在1.2萬米的高空與“哥倫比亞”號會合,並跟蹤它到降落為止。 它的任務是在航天飛機下降時向航天員提供最準確的高度和速度信息,並在“哥倫比 亞”號著陸之前拍攝到所有的飛行情景。

轉眼間,經過50多個小時的飛行之後,“哥倫比亞”號航天飛機開始重返大氣 層,它已環繞地球36圈。

“哥倫比亞”號預定在17點49分1秒到達 12.2萬米高處的大氣層頂部。 17點47分,“哥倫比亞”號飛出了關島站接收區,它將在 5.8萬米高度飛進加 利福尼亞海濱上空,在這之前一切通信聯系都將暫時中斷,然後,全要靠約翰•楊和 克里平他們自己了。

航天飛機終于飛進了12.2萬米這個航宇局定義的大氣屏障,它現在正以24.6 倍的地面音速飛行著,在此之前,世界上沒有一個人曾經駕駛飛機達到過這樣的速度。

18時5分,“哥倫比亞”號已經度過了最嚴峻的時刻,並且即將與休斯敦恢復 聯系,約翰•楊和克里平已經清楚地看到了加利福尼亞海濱。

看來一切順利!

此時,在加利福尼亞州南方被太陽曬得滾燙的莫哈維沙漠里,突然響起一片歡呼 聲,在遙遠的孤山上空,出現了一顆微小的銀色亮點—“哥倫比亞”號從天外歸來了!

當“哥倫比亞”號在10700米高空進入校準圓的時候,麥克布賴德和奈爾森 駕駛的第一組飛機正好就在附近,而第二組的迪克•格雷和皮特•斯坦利在它的正後 方,這一切,都是按計劃進行的。剎那間,壯觀的“哥倫比亞”號特寫鏡頭躍上了控 制中心的電視屏幕。

喬恩•麥克布賴德立即把他的飛機飛到“哥倫比亞”號的下方,以便觀察它的機 腹部位,由于沒有看到防熱瓦脫落,他立即通知宇航員︰

“機腹看上去非常完好。”

頭戴瓖有老光眼鏡的頭盔、全神貫注地操縱著航天飛機的機長約翰•楊,熟練地 把飛機緩緩地拐了一個彎,在9.6公里外筆直地對準了羅杰斯湖干涸湖床中的跑道。 他把操縱桿漸漸推向前,以比普通客機陡6倍的俯沖角和大1倍的速度進行著著陸飛 行。

軌道器正迅速降落,它的下滑坡度看上去非常驚險,地面上的人們都為它捏著一 把汗。到了533米的高空剛剛跨進湖床區域時,約翰•楊立即把機頭拉升起來,因 為這樣可以把速度很快地降到每小時352公里。

著陸前9秒,約翰•楊放下了機輪,一架在一旁低飛的跟蹤飛機通過無線電報告 說︰

“起落架已經放下,高度︰……50……40……4,3,2,1——接地了!”

地面控制人員興奮地大叫︰“大功告成了,大功告成了!”

電視記者們一陣歡呼,一切都很順利。電視記者們開始向他們的觀眾報告說︰

“真是令人難以置信,一切就好像是在洛杉磯民用機場那樣簡單,要知道他們是 從空間飛回來的啊!”

“哥倫比亞”號航天飛機在干湖床跑道上滑行了2700多米後停了下來,在它 的後面揚起了一陣濃厚的塵土。這架遠途歸來的航天飛機看上去有些舊了,可是卻仍 然威風凜凜地停在干湖床堅硬的地面上。

由20輛各類車輛組成的回收車隊立即飛速向航天飛機駛去。時間是非常緊迫的, 因為剛剛返回飛行,現在仍然帶著高溫。按照安全條例規定,在航天飛機著陸後15 分鐘內,必須接上大型空調機和其他地面輔助設備,以便保證艙內溫度不受余熱的影 響,否則,艙內的電子設備就很可能被損壞。

地勤人員立即用電風扇吹散了航天飛機上有毒的氣體。著陸後63分鐘,在確信 沒有任何危險之後,艙口蓋打開了,約翰•楊出現在艙門口。由于穿著彈射服,這位 指令長幾乎是跳躍著下來的。他疾步走到飛行運行主任喬治•阿貝面前,激動地握住 了他的手。

約翰•楊圍著他的航天飛機繞了一圈,邊走邊揮動著手臂向周圍的人們不停地說 著,幾乎不能抑制興奮的心情。他檢查了機身上的防熱瓷瓦和起落架之後,興高采烈 地在空中揮動著手,慶祝這次首航的成功。

這是一次意料外的成功,航天飛機機身上的3100塊防熱瓷瓦中,只有10多 塊因為在起飛時往上直沖的劇烈震動而松脫,但卻沒有一塊從機腹上掉下來,少數幾 塊瓷瓦上有傷痕,顯然是因為著陸時被彈起來的石塊和其他碎石擊傷的。

這次飛行,幾乎是相當準確地按預定日程表進行的,整個飛行程序事先已在美國 報紙上發表,機上的航天員還不斷地將機艙內的活動實時地拍成電視錄像,通過全美 各地的電視台的新聞節目傳到家家戶戶,因此,坐在家里電視機旁的億萬男女老少, 如親臨其境一樣,目睹了航天員的生活……。這一切有力地說明,航天飛機首次試飛 是相當成功的,不僅實現了軌道器和航天員的安全入軌和返回,也使航天飛機的空氣 動力特性、機械特性等經受了實際考驗。

明天更輝煌

“哥倫比亞”號航天飛機試航成功了 !關心人類科學技術進步的人們對這一空間 探索中的歷史性勝利無不感到歡欣鼓舞,世界各國的賀電紛至沓來,各地報紙也競相 載文,繼“阿波羅”登月成功後,在世界範圍內又一次掀起了“空間熱”。

發展航天飛機的目的在一開始就十分明確。早在1975年7月,航天飛機計劃 主任米隆•馬爾金博士在肯尼迪航天中心的一次記者招待會上,對這種形勢作了最扼 要的說明,他說︰

“我相信設計航天飛機,是要讓它作為一種大型的航天運載器,定期把大量的有 效載荷送入空間。我們十分希望能實現定期的飛行,因為人們對航天技術的應用正在 提出日益迫切的要求,就像人們越來越需要電視和航空旅行一樣,問題的關鍵是要大 大地降低每磅有效載荷的發射費用……”

航天飛機在太空中有極大的潛力和重要的作用,它成本低廉,能夠垂直起飛,又 可在一般機場降落,這就降低了很多發射費用,每架至少可重復使用100多次,因 而可以使航天活動經常化。

今天,航天飛機正發揮著重要的作用,一次又一次地創造出令人瞠目的奇跡。1 982年11月11日,“哥倫比亞”號航天飛機在它的第11次飛行中,把2顆總 重量為6噸多的商業性衛星送入軌道,一顆是美國衛星商業系統公司的“ SBS 3” 衛星,另一顆是加拿大的“安尼克 C”衛星。每一顆的發射費用約為900萬美元, 而一般從地面用火箭發射1顆通信衛星,則需花3200∼3400萬美元,比較起 來,用航天飛機發射衛星既便宜又方便。

1983年4月4日,美國第二架航天飛機“挑戰者”號,首次在卡納維拉爾角 肯尼迪航天中心發射上天,成功地進入預定軌道。4月7日晚上,“挑戰者”號在經 過4個小時的追逐後,趕上了數千里之外出現故障的“跟蹤與數據中繼衛星”。當航 天飛機駛到距這顆帶故障的衛星60米遠處,航天員馬斯格雷夫和彼得森經過努力, 終于將它拖入航天飛機敞開的貨艙內,固定在修理台上。4月12日,他們對修復的 衛星作了各種測試後,航天飛機上的機械手又把衛星重新送回軌道上去。修復這顆衛 星花費了4500萬美元,但如果再制造發射這樣一顆衛星,就需要花費 23500萬美 元。

1984年8月30日至9月5日,美國第三架航天飛機“發現”號又騰空而起, 開始了它的處女航。“發現”號在歷時6天的飛行中,環球巡天96圈,行程約 400 萬公里。在頭3天的飛行中,每天成功地發射了一顆通信衛星,創造了三發三中的記 錄和在一次飛行中連續發射3顆衛星的新記錄。隨後,他們試驗了一種長32米、寬 4米的大型太陽能帆板,它用輕質塑料制成。當航天飛機發射時,它被折疊後放進一 個18厘米高的長方形盒子里,進入軌道後能自動展開。帆板上可嵌裝84塊太陽能 電池,這次試驗只裝上其中一塊,它一旦研制成功,就可使航天飛機的電源增加1倍。

1992年5月7日,美國發射了“奮進”號航天飛機,它的主要任務之一是回 收和修復“國際通信衛星” 6號,這是美國航空和航天局的第7次太空修復計劃, 也是美國航天飛機的第47次飛行。“奮進”號航天飛機進入太空後,便開始追趕這 顆衛星。13日,3名航天員飄出貨艙慢慢接近了衛星,這時衛星正以每秒 0.2周 的速度旋轉著。他們腳上系著安全繩,互成120度排開,幾乎同時抓住了衛星。經 過1個多小時的努力,3名航天員終于穩住了衛星,並將身體調整到合適的位置。希 布一只手托住衛星,另一手舉起“捕獲桿”,索特抓住這根桿,然後將它卡在衛星底 座上,整個過程用了1小時47分。25分鐘後,在座艙內的布魯斯•梅爾尼克用機 械手抓住捕獲桿的一頭,慢慢地把它抓回航天飛機的有效載荷艙里,然後為其更換了

上面級火箭,任務完成得十分圓滿。

航天飛機一旦投入商業應用,“空間實驗室”就勢必會成為它的“老顧客”和“ 大主顧”。航天飛機可以把更大的載荷送上太空,組裝成太空站,最後形成一個航天 飛機 太空站系統。這個重要的系統一旦建立,航天飛機就可以根據需要隨時發射並 停靠在太空站上,為太空站輸送人員和各種設備。1983年11月28日,“哥倫 比亞”號航天飛機升空,進行了長達10天零8小時的飛行,它首次把歐洲“空間實 驗室”送入軌道,完成了70多個試驗項目。

“空間實驗室”是科學家們理想、奇妙的實驗場所,是令人矚目的成就︰“高能 天體物理天文台”用來研究太陽和其他星體的活動周期、太陽系的演化、物質的起源 ……;太陽物理空間實驗室,通過對太陽風和高能粒子的研究來考察太陽和地球的相 互作用……;“大氣層、磁層和空間等離子體計劃”,研究地球的電磁場體系、質點 和波的相互作用,以及與物體在極稀薄的等離子中運動有關的各種物理特性……;生 命科學 生物學空間實驗室,將研究空間環境對動物組織、植物組織、細菌和細胞的 作用,並且探討生物學和醫學在空間環境中發展的趨向和潛力……

在眾多的空間實驗室計劃中,最令人矚目的是材料科學實驗室,因為空間環境對 于新的材料工藝具有令人難以置信的優越條件,主要一點就是在空間中幾乎沒有重力, 重力的消失將會帶來完全嶄新的情況。在地球上,密度大的物質往下沉,密度小的物 質向上浮,重力把分子拉開,因而造成雜質缺陷和裂紋,使材料的強度降低,電性能 變壞。但是,到了空間,這個問題不再存在,高強度的材料就很容易制取,效率更高、 壽命更長的渦輪葉片;不消耗電能的永久磁鐵;不用模具而固化、性能極為奇妙的新 型陶瓷和玻璃,這些都將在材料科學實驗室里制備出來。

沒有人能夠預言,當重力從物質性質的方程式消失的時候,最後將會出現什麼樣 的奇跡;更沒有人能夠預言,在航天飛機出現後的明天,會出現什麼難以想象的奇跡。



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