2007年8月21日,美国“奋进”号航天飞机完成了为期13天的太空飞行任务后,在佛罗里达州肯尼迪航天中心安全着陆。这是“奋进”号的第20次太空飞行,也是美国5架航天飞机的总计排序的第117次飞行。由于航天飞机是目前世界上最大的又是唯可部分重复使用的载人航天器,故而它的每次发射和返回都引起了国际舆论的广泛关注。不过,许多年之后,人们就只能在航空博物馆里一睹其身影,倾听它们充满传奇与悲伤的故事.
 奋进号降落回家 研制航天飞机的缘由  人类在掌握了一次性使用的宇宙飞船技术之后,就追求像在大气层中多次飞行的飞机一样能在太空重复使用的航天器,以降低发射成本和便于载人航天。20世纪70年代至80年代,美国、苏联、法国、日本等国相继研制航天飞机,由于技术、经济等问题,到目前为止,只有美国和苏联制造了航天飞机,而真正投入使用的仅有美国。航天飞机是载人航天器突破一次性使用的惯例而进入可以重复使用阶段的重要标志和创新成果。它的突出特点是综合运用了火箭、航天器和飞机技术,形成一种新型飞行器,既能载人载物升空入轨绕地球进行航天飞行,又能像飞机一样下滑和着陆。航天飞机外形类似于普通飞机,在完成航天飞行任务后,能在一般机场滑行降落。这种有翼式载人航天器,在起飞和入轨的上升阶段使用火箭技术;在轨道飞行阶段运用航天技术;而在再入大气层后的滑翔飞行和水平着陆阶段却采用航空技术。
它是当代最先进、最复杂的载人飞行器。1981年4月12日,世界上第架完全自主飞行的航天飞机哥伦比亚”号试飞成功。它在航天员约翰·扬和罗伯特・克里平的驾驶下进入距地面277千米的近地圆形轨道,环绕地球飞行了36圈,航程160.9万千米,历时54小时30分钟。到1982年11月11日“哥伦比亚”号的第5次飞行时,它便开始执行商业搭载任务了,把美国和加拿大的两颗总重6吨的卫星送上了太空。继“哥伦比亚”号之后,美国依次投入使用的航天飞机是:1983年首飞的“挑战者”号、1984年首飞的“发现”号、1985年首飞的“阿特兰蒂斯”号和1992年首飞的“奋进”号。1986年1月28日“挑战者”号爆炸,2003年2月1日“哥伦比亚”号坠毁,目前只剩下其他3架航天飞机。  美国的航天飞机由轨道器、两个固体火箭助推器、推进剂外挂贮箱3部分组成,起飞总质为2022吨。飞机全长56米高23米,通常可乘坐6-8人,飞行时间为一周至一个月。它竖立在发射台上时,两个助推器和外挂贮箱像3根巨大的立柱,贮箱位于中央,助推器分列两侧,轨道器像个庞大的飞蛾趴在柱子上。轨道器是进入轨道飞行和返回地球的装置,形同飞机,长为37.2米,翼展为23.8米,重68吨从前至后分为驾驶舱、货舱、动力服务舱3段,能把29.5吨重的有效载荷送上185~1100千米的绕地轨道,并可以从太空运回4.5吨的货物。着陆时,轨道器一般重约96.2吨。后舱尾部装有3台液氢液氧燃料的主发动机,它们每次工作约8.5分钟,要求使用50次以上。轨道器其他部分要使用100次以上。在贮箱两旁的固体火箭助推器,高45米,每个重585吨,由4节直径为3.66米的柱形无缝钢管筒连接而成,里面浇铸着固体推进剂。发射时,它们与轨道器的3台主发动机一起点火,总分离,然后靠降落伞徐徐掉在大西洋海面上,由回收船回收,重新充填推进剂后供下次再用。推进剂外挂贮箱,直径8.4米,高47米,是一个庞大的固体柱,用铝合金制造。它分为液氢箱和液氧箱,依次装有100吨液氢和600吨液氧,同时分别为3台主发动机提供推进剂。航天飞机起飞约8.5分钟后,3台主发动机关机,贮箱即与轨道器分离,成了太空垃圾,随即坠入大气层烧毁。然后轨道器在自身携带的变轨发动机、姿态控制发动机的推动下,进入预定轨道运行。正因为推进剂外挂贮箱是一次性使用的,故称航天飞机为部分重复使用的航天器。
两次机毁人亡的大悲剧
1986年1月28日，“挑战者”号从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射进行第10次飞行任务，开始一切正常，谁知升空73秒后，突然一声爆炸，瞬间化为一团火球坠入大海，7名航天员全部丧生，成千上万的观众痛哭流涕。这一次可怕的事故在世界航天史上留下了深沉的烙印，经过仔细调查分析，最终确认确认是由于航天飞机右侧固体火箭助推器连接处的合成橡胶O型密封圈性能失效而引起爆炸。这种密封圈,因设计上存在缺陷和当日发射环境气温过低,没有起到应有作用,致使助推器两节钢套接口处出现裂缝,让固体推进剂燃烧时产生的火焰漏射出来。温度高达3000多摄氏度的火焰越窜越长,最后加热了推进剂外挂贮箱,引起了液氢箱和液氧箱剧烈爆炸,航天飞机瞬间被炸成碎片,造成了空前悲剧。本来计划在太空授课的女教师克丽斯塔·麦考利夫也一同罹难。  挑战者号爆炸瞬间 事过17年之后的2003年2月1日,“哥伦比亚”号在第28次飞行的返回地面途中,于德克萨斯州上空63千米处突然解体,7名航天员全部遇难。令人痛心和遗憾的是,事故发生在它遨游太空16天后,离回家仅差16分钟的时间。经事故调查委员会的全面分析认为,造成“哥伦比亚”号失事的直接原因是该机1月16日发射升空81.7秒后,推进剂外挂贮箱表面脱落一块泡沫材料。这块材料撞击导致航天飞机左翼前缘的热保护系统形成裂孔。“哥伦比亚”号在太空运行时,几乎处于真空状态,裂孔无关大碍,可到返回途中在大气层时由于摩擦产生的气动加热使受损部位温度高达1300~-1600℃,造成内部线路和金属部件熔化,终致结构破坏而解体。接受“哥伦比亚”失事的教训,美国航天专家对外挂贮箱的泡沫材料作了改进,但仍未取得理想效果。为解决这种材料脱落问题,虽花了13亿美元,但收效不大。这在此后的两次“发现”号飞行，一次“阿特兰蒂斯”号飞行和一次“奋进”号飞行都表现了出来，只是脱落的材料未直接击中要害部位而已。  哥伦比亚号 “暴风雪”号的悲慘命运
1988年11月15日,苏联耗资100亿美元研制的“暴风雪”号航天飞机从拜科努尔发射场发射腾空,在距离地面250千米的圆形轨道上绕地飞行两圈历时3个多小时后顺利返回,完成了原设计载人而未载人的首次也是最后一次飞行任务。  留园手机端升级，浏览关注朋友动态，更快捷方便！ “暴风雪”号与美国航天机比较起来,功能相同,形状和大小相似,有效载荷和起飞质量也很接近。不同的是,“暴风雪”号轨道器未装主发动机,服务舱携有两台小型火箭发动机,帮助其自身最终进入预定轨道飞行。它的主发动机是安装在能源号运载火箭上的。能源号运载火箭由芯级和周围捆绑的4个助推器组成。4个
以煤油和液氧为推进剂的液体火箭助推器组成第一级,工作完毕分离后乘降落伞坠地,可以回收重复使用。芯级为第二级,由4台以液氢和液氧为推进剂的液体火箭组成,仅能一次使用,其作用相当于美国航天飞机轨道器携带的3台主发动机。回收的第级重新加注推进剂后,再配上新的第二级,不仅可以再次发射总质量为2400吨的“暴风雪”号航天飞机,还可以发射其他大型航天器,能够一箭多用,这是优于美国航天飞机之处。“暴风雪”号能在无人驾驶的情况下进行绕地飞行,说明自动驾驶控制方式与美国航天飞机不同,其技术难度要大得多。它在返回地面时,假如第一次着陆失败,还可以启动两台小型发动机重新拉起来再次进行着陆,安全系数比较高,这也是美国航天飞机做不到的航天飞机造价昂贵,耗资庞大,没有雄厚的经济实力是难以为继的。俄罗斯虽然有技术水平,却无财力支撑,致使“暴风雪”号航天飞机终未能逃脱被废弃的厄运。1996年7月,一架“暴风雪”号样机被运到莫斯科高尔基公园建成了娱乐中心,但因管理不善,还遭遇过一场火灾,最后变得破烂不堪。  废弃的暴风雪号航天飞机 生活在继续，科技在发展。人类探索太空的脚步不会因为种种困难而倒下，相信在不久的未来人类文明能造出更好的航天器探索更多太空未知领域。
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