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航天飛機的興起與衰落

航天飛機科技名詞定義

中文名稱:航天飛機英文名稱:space shuttle定義:往返於地面和近地軌道之間的可重復使用的太空飛行器。應用學科:測繪學(壹級學科);攝影測量與遙感學(二級學科) 本內容由全國科學技術名詞審定委員會審定公布 求助編輯百科名片

航天飛機航天飛機(Space Shuttle,又稱為太空梭或太空穿梭機)是可重復使用的、往返於太空和地面之間的航天器,結合了飛機與航天器的性質。它既能代表運載火箭把人造衛星等航天器送入太空,也能像載人飛船那樣在軌道上運行,還能像飛機那樣在大氣層中滑翔著陸。航天飛機為人類自由進出太空提供了很好的工具,它大大降低航天活動的費用,是航天史上的壹個重要裏程碑。

目錄

美國航天飛機簡介

組成部分

外部燃料箱壹對固體火箭助推器軌道器

美國航天飛機機隊

企業號航天飛機(Enterprise)介紹哥倫比亞號航天飛機(Columbia)介紹挑戰者號航天飛機(Challenger)介紹發現號航天飛機(Discovery )介紹亞特蘭蒂斯號航天飛機(Atlantis)介紹奮進號航天飛機(Endeavour)介紹

航天記錄

最後的飛行

首次飛行

其他國家航天飛機計劃

蘇俄航天飛機歐洲國家的航天飛機計劃中國的航天飛機計劃

航天飛機事故

挑戰者號升空爆炸哥倫比亞號返航解體

歷史瞬間

後續計劃美國航天飛機簡介

組成部分

外部燃料箱壹對固體火箭助推器軌道器

美國航天飛機機隊

企業號航天飛機(Enterprise)介紹哥倫比亞號航天飛機(Columbia)介紹挑戰者號航天飛機(Challenger)介紹發現號航天飛機(Discovery )介紹亞特蘭蒂斯號航天飛機(Atlantis)介紹奮進號航天飛機(Endeavour)介紹

航天記錄

最後的飛行

首次飛行

其他國家航天飛機計劃

蘇俄航天飛機歐洲國家的航天飛機計劃中國的航天飛機計劃

航天飛機事故

挑戰者號升空爆炸哥倫比亞號返航解體

歷史瞬間

後續計劃

展開 編輯本段美國航天飛機簡介

航天飛機

1969年4月,美國宇航局提出建造壹種可重復使用的航天運載工具的計劃。1972年1月,美國正式把研制航天飛機空間運輸系統列入計劃,確定了航天飛機的設計方案,即由可回收重復使用的固體火箭助推器,不回收的兩個外掛燃料貯箱和可多次使用的軌道器三個部分組成。經過5年時間,1977年2月研制出壹架創業號航天飛機軌道器,由波音747飛機馱著進行了機載試驗。1977年6月18日,首次載人用飛機背上天空試飛,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,載人在飛機上飛行試驗圓滿完成。又經過4年,第壹架載人航天飛機終於出現在太空舞臺,這是航天技術發展史上的又壹個裏程碑。 航天飛機是壹種為穿越大氣層和太空的界線(高度100公裏的關門線)而設計的火箭動力飛機。它是壹種有翼、可重復使用的航天器,由輔助的運載火箭發射脫離大氣層,作為往返於地球與外層空間的交通工具,航天飛機結合了飛機與航天器的性質,像有翅膀的太空船,外形像飛機。航天飛機的翼在回到地球時提供空氣剎車作用,以及在降跑道時提供升力。航天飛機升入太空時跟其他單次使用的載具壹樣,是用火箭動力垂直升入。因為機翼的關系,航天飛機的酬載比例較

航天飛機 精彩圖片(17張)低。設計者希望以重復使用性來彌補這個缺點。 雖然世界上有許多國家都陸續進行過航天飛機的開發,但只有美國與前蘇聯實際成功發射並回收過這種交通工具。但由於蘇聯瓦解,相關的設備由哈薩克接收後,受限於沒有足夠經費維持運作使得整個太空計劃停擺,因此全世界僅有美國的航天飛機機隊可以實際使用並執行任務。

天記錄

美國航天飛機創造了許多航天新紀錄。航天飛機首航指令長約翰·楊6次飛上太空,是當時世界上參加航天次數最多的宇航員。1983年6月18日女宇航員莎麗·賴德(Sally K·Ride)乘挑戰者號上天飛行,名列美國婦女航天的榜首。1983年8月30日,挑戰者號把美國第壹個黑人宇航員布魯福德(Guion S·Bluford)送上太空飛行。1984年2月3日乘挑戰者號上天的麥坎德利斯(B·McCandless),成為世界上第壹位不系安全帶到太空行走的宇航員。1984年4月6日挑戰者號上天後,宇航員首次抓獲和修理軌道上的衛星成功。1984年10月5日參加挑戰者號飛行的莎麗文(Kathryn D·Sullivan)成為美國第壹位到太空行走的女宇航員。1985年1月24日發現號升空,首次執行秘密的軍事任務。1985年4月29日,第壹位華裔宇航員王贛駿(Tayler Wang)乘挑戰者號上天參加科學實驗活動。1985年11月26日,亞特蘭蒂斯載宇航員上天第壹次進行搭載空間站試驗。1992年5月7日奮進號首次飛行,宇航員在太空第壹次用手工操作搶救回收衛星成功。7月31日亞特蘭蒂斯號上天,首次進行繩系衛星發電試驗。9月12日奮進號將第壹位黑人女宇航員,第壹位日本記者和第壹對宇航員夫婦載入太空飛行。

減速中的航天飛機(1張)編輯本段最後的飛行

航天飛機

2010年初,NASA正式決定將日漸老化的航天飛機全部退役。按計劃在2010年秋天退役之前它們僅剩5次飛行任務。也就是說,除非NASA需要多幾個月的時間完成剩余的任務,或者奧巴馬總統選擇延長航天飛機項目的壽命來減小美國載人航天飛行能力的縫隙,否則航天飛機將在2010年秋季停飛。 [1]2010年2月,“奮進號”航天飛機升空,拉開了2010年航天飛機退役飛行的序幕,為空間站安裝了“寧靜”號節點艙和壹個便於宇航員對地球、其他天體及航天器進行全景觀測的觀測臺。 3月,“發現”號正矗立在肯尼迪航天中心的39A發射架上,預定於4月5日發射。在此次太空任務中,這艘航天飛機將搭載壹個多功能後勤艙進入空間站。這個後勤艙基本上就是壹個大型儲藏室,裏面裝的是用於空間站實驗室的科學研究架。按照計劃,宇航員將在此次任務中進行3次太空行走,完成更換氨水箱,取回空間站外部的日本實驗艙以及更換陀螺儀等工作。 5月,“亞特蘭蒂斯”號航天飛機將執行壹項為期12天的任務,向空間站運送集成貨艙以及俄羅斯制造的迷妳研究艙。迷妳研究艙將安裝在空間站曙光艙底部端口。此外,迷妳研究艙也將搭載美國貨物。 此次任務中,宇航員將進行3次太空行走,在空間站外部安裝備用零部件,其中包括六塊備用電池、壹個用於Ku波段天線的桁架總成以及為加拿大機械臂準備的零部件。散熱器、氣閘、歐洲機械臂、俄羅斯多功能實驗艙等部件也將搭乘“亞特蘭蒂斯”號進入空間站。 7月,“奮進”號航天飛機將重返太空,執行壹項為期10天的任務,向空間站運送壹系列備用零件,其中包括兩個S波段通信天線、壹個高壓氣罐、為加拿大機械臂準備的額外零部件以及微流星體碎片防護盾。由於在空間站周圍或附近飛行的太空垃圾數量增多,安裝這種防護盾顯得非常重要。 9月,“發現”號將執行壹次飛行任務,為期9天。此次任務中,“發現”號將向空間站運送4號快速後勤運輸裝置以及其它零部件。這將是航天飛機的第134次飛行同時也是第36次飛往空間站的任務。後勤運輸裝置有助於提高空間站的貨物儲存空間。 2011年2月“發現號”,載著6名機員由國際空間站返回地球,完成他的第39次飛行。 “發現號”自1984年服役以來,壹***在太空中逗留了365天,總飛行裏程近2.3億公裏,相當於往返月球288次。 功成身退的“發現號”幾個月後,就會被送到華盛頓的博物館公開展覽,而其余兩架航天飛機也將在今年退役。 2011年7月8日上午美國“亞特蘭蒂斯”號航天飛機從佛羅裏達肯尼迪航天中心成功發射升空。這將是美國30年歷史的航天飛機項目中的第135次升空,也是美國所有航天飛機的最後壹次飛行。 據報道,航天飛機上的4名機組人員在此次為期12天的行程中將向國際空間站送去供給、備用零件以及科學實驗儀器。“亞特蘭蒂斯”號航天飛機在國際空間站的建設和運行上發揮了很大作用。 2011年7月21日美國“阿特蘭蒂斯”號航天飛機於美國東部時間21日晨5時57分(北京時間21日17時57分)在佛羅裏達州肯尼迪航天中心安全著陸,結束其“謝幕之旅”,這寓意著美國30年航天飛機時代宣告終結。編輯本段首次飛行

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,參觀第壹架航天飛機哥倫比亞號航天飛機發射。宇航員翰·楊(John W·Young)和克裏平(Robert L·Crippen)揭開了航天史上新的壹頁。

美國奮進號航天飛機

這架航天飛機總長約56米,翼展約24米,起飛重量約2040噸,起飛總推力達2800噸,最大有效載荷29.5噸。它的核心部分軌道器長37.2米,大體上與壹架DC—9客機的大小相仿。每次飛行最多可載8名宇航員,飛行時間7至30天,軌道器可重復使用100次。航天飛機集火箭,衛星和飛機的技術特點於壹身,能像火箭那樣垂直發射進入空間軌道,又能像衛星那樣在太空軌道飛行,還能像飛機那樣再入大氣層滑翔著陸,是壹種新型的多功能航天飛行器。 從1981年至1993年底,美國壹***有5架航天飛機進行了59次飛行,其中哥倫比亞號航天飛機15次,挑戰者號10次,發現號17次,亞特蘭蒂斯號12次,奮進號5次。每次載宇航員2至8名,飛行時間從2天到14天。在12年中,已有301人次參加航天飛機飛行,其中包括18名女宇航員。航天飛機的59次飛行中,在太空施放衛星50多顆,載2座空間站到太空軌道,發射了3個宇宙探測器,1個空間望遠鏡和1個γ射線探測器,進行了衛星空間回收和空間修理,開展了壹系列科學實驗活動,取得了豐碩的探測實驗成果。 航天飛機除可在天地間運載人員和貨物之外,憑著它本身的容積大、可多人乘載和有效載荷量大的特點,還能在太空進行大量的科學實驗和空間研究工作。它可以把人造衛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“空間實驗室”裝進艙內,進行各項科研工作。編輯本段其他國家航天飛機計劃

前蘇聯暴風雪號航天飛機

蘇俄航天飛機

1988年11月16日莫斯科時間清晨6時整,前蘇聯的暴風雪號航天飛機從拜科努爾航天中心首次發射升空,47分鐘後進入距地面250千米的圓形軌道。它繞地球飛行兩圈,在太空遨遊3小時後,按預定計劃於9時25分安全返航,準確降落在離發射地點12千米外的混凝土跑道上,完成了壹次無人駕駛的試驗飛行。 暴風雪號航天飛機大小與普通大型客機相差無幾,外形同美國航天飛機極其相仿,機翼呈三角形。機長36米,高16米,翼展24米,機身直徑5.6米,起飛重量105噸,返回後著陸重量為82噸。它有壹個長18.3米,直徑4.7米的大型貨艙,能將30噸貨物送上近地軌道,將20噸貨物運回地面。頭部有壹容積70立方米的乘員座艙,可乘10人。科學家們認為,這次完全靠地面控制中心遙控機上的電腦系統,在無人駕駛的條件下自動返航並準確降落在狹長跑道上,其難度比1981年美國航天飛機有人駕駛試飛大得多。首先,暴風雪號的主發動機不是裝在航天飛機尾部,而是安裝在能源號火箭上,這樣就大大減輕了航天飛機的入軌重量,同時騰出位置安裝小型機動飛行發動機和減速制動傘。其次,暴風雪號著陸時,可用尾部的小型發動機做有動力的機動飛行,安全準確地降落在狹長跑道上,萬壹著陸失敗,還可以將航天飛機升起來進行第二次著陸,從而提高了可靠性。而美國航天飛機靠無動力滑翔著陸只能壹次成功。第三,暴風雪號能象普通飛機那樣借助副翼,操縱舵和空氣制動器來控制在大氣層內滑行,還準備有減速制動傘,在降落滑跑過程中當速度減慢到50千米/小時自動彈出,使航天飛機在較短距離內停下來。暴風雪號首航成功,標誌著前蘇聯航天活動跨入壹個新的階段,為建立更加完善的天地往返運輸系統輔平了道路。原計劃壹年後進行載人飛行,但由於機上系統的安全可靠尚未得到充分保證,加之其後政治和經濟等方面的原因,載人飛行的時間便推遲了。

歐洲國家的航天飛機計劃

在其他國家也存在著航天飛機的計劃,英國曾經設計壹種航天飛機,其外形很獨特,外形和壹枚運載火箭壹樣大小,英國人取名為“霍托”,是無人駕駛的航天飛機,用於運輸。它既能垂直發射,也能使用當時和法國聯合研制的協和超音速飛機的跑道起飛。而另外法國人也構想過壹種小型的航天飛機其外形和美國的航天飛機外形壹樣只不過外形比美國的航天飛機更小,只有壹對小型引擎,由法國研制的“阿爾麗娜”型火箭發射。

中國的航天飛機計劃

[2]我國的航天飛機研制計劃最早提出於80年代中期,構想起於發展天軍的戰略,最早將其歸屬於863計劃子項目編號204的航天附屬項目中,是壹個由宇宙飛船到航天飛機的漸進構想。當時,美國航天飛機成功首飛取得了巨大的轟動,所以我國國內主導意見是上航天飛機項目,宇宙飛船當時根本排不上號。在整整爭論了三年後,1992年中國載人航天計劃工程正式制定,提出了研制和運行以空間站為核心的載人航天系統,而天地往返系統確定為宇宙飛船,即後來的神舟系列宇宙飛船。當年力主宇宙飛船方案的航天專家王希季院士回想道:“如果中國當時研制航天飛機,那麽現在載人計劃(神舟飛船)恐怕早就下馬了。 航天技術是“863計劃”《高技術研究發展計劃綱要》七大領域中的第二領域,主題項目是:大型運載火箭及天地往返運輸系統、載人空間站系統及其應用。“863計劃”出臺後,航天領域成立了兩個專家組,壹是大型運載火箭及天地往返運輸系統,代號863-204;二是載人空間站系統及其應用,代號863-205。1987年,在原國防科工委的組織下,組建了“863計劃航天技術專家委員會”和主題項目專家組,對發展我國載人航天技術的總體方案和具體途徑進行全面論證。 “863—204”專家組在1987年4月發布《關於大型運載火箭及天地往返運輸系統的概念研究和可行性論證》的招標通知,以招標方式選擇在技術方面有優勢的單位,按要求各自論證載人航天方案。 在不到2個月的時間裏,各競標單位提出了11種技術方案。“863—204”專家組篩選出6種方案,要求他們在1988年6月底前,完成技術可行性論證報告,以便參加高層專家的評審。雖然1987年的方案距今已有22年之久,但是我們今天翻看它們,仍然不得不為我國科學家的大膽和卓識油生敬意。 方案壹: 航天部五院508所提出的載人飛船方案。 方案二: 航天部壹院壹部提出的天驕壹號小型航天飛機方案。它與方案三的長城壹號航天飛機接近,所不同的是軌道器不帶主動力,返回時利用自身結構滑翔著陸。 方案三: 航天部上海航天局805所與航空部604所***同提出的長城壹號航天飛機方案。它垂直起飛,水平降落,部分重復使用,軌道器帶主動力可自主飛行。 方案四: 航天部北京11所提出的V-2兩級火箭飛機的方案。它像火箭壹樣垂直起飛,如飛機壹樣水平著陸,以火箭發動機為動力,可完全重復使用。 方案五: 航空部601所提出的H-2空天飛機方案。它可以像飛機壹樣水平起飛和降落,使用吸氣式渦噴組合發動機,可完全重復使用。 方案六: 航空部611所對法國正在研究的赫爾墨斯小型航天飛機的綜合分析,論證方認為法國搞的航天飛機在政治、經濟、技術背景與我國有相似之處,其總體技術與航天部壹院壹部提出的天驕壹號小型航天飛機方案類似,是航天飛機諸方案中最省力、省時的方案。 在綜合考慮了自身的技術基礎和經濟能力後,1990年5月,“863—2”專家委員會最終確定了“投資較小,風險也小,把握較大”的飛船方案,即利用我國現有的長征2E運載火箭發射壹次性使用的宇宙飛船,作為突破我國載人航天的第壹步;在2010年或稍後再建成載人空間站大系統。編輯本段航天飛機事故

挑戰者號升空爆炸

挑戰者號(86年1月失事)

1986年1月28日,美國“挑戰者”號航天飛機在第10次發射升空後,因助推火箭發生事故淩空爆炸,艙內7名宇航員(包括壹名女教師)全部遇難。直接造成經濟損失12億美元,航天飛機停飛近3年,成為人類航天史上最嚴重的壹次載人航天事故,使全世界對征服太空的艱巨性有了壹個明確的認識。 遇難宇航員為斯科比、史密斯、麥克奈爾、傑維斯、鬼冢(夏威夷出生,日裔)、朱迪恩·雷斯尼克(女)、麥考利芙(女教師)。 美國東部時間當日上午11時39分12秒,美國佛羅裏達州卡納維拉爾角的肯尼迪航空中心10英裏上空,在“轟”的壹聲巨響之後,“挑戰者”號航天飛機淩空爆炸。美國全部航天飛機飛行因而暫停了3年,“星球大戰”計劃也遭受嚴重挫折。

哥倫比亞號返航解體

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