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1981年4月12日,美国第一架航天飞机“哥伦比亚”号在肯尼迪航天中心首次升空。 |
航天飞机 (Space Shuttle) 是美国研制的可重复使用的、往返于太空和地面之间的航天器。它既能代表运载火箭把人造卫星等航天器送入太空,也能像载人飞船那样在轨道上运行,还能像飞机那样在大气层中滑翔着陆。它在轨道上运行时,可在机载有效载荷和宇航员的配合下完成多种任务,能在轨道上发射和布放卫星,维修和回收卫星,攻击和捕获敌方卫星,执行空间营救和支援以及运送大型空间建筑的构件。航天飞机为人类自由进出太空提供了很好的工具,它大大降低航天活动的费用,是航天史上的一个重要里程碑。
1981年以前,美国的载人航天是通过“水星”、“双子星座”、“阿波罗”和“天空实验室”计划进行的。用火箭发射载人航天器一次,就要消耗一枚巨大的火箭。一些卫星发射后也无法回收。为了解决这个问题,美国在“阿波罗”登月计划后,就着手研制一种经济的、可以重复使用的航天器——航天飞机。这种航天器既能象火箭那样冲向太空,也能象飞船那样在轨道上运行,还能象飞机那样在大气里滑行并自行安全返回地球。
美国自1972年开始投巨资进行研究,历时9年,花费约100亿美元。
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2002年4月19日,美国"阿特兰蒂斯"号航天飞机在佛罗里达州肯尼迪航天中心着陆。 |
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“发现”号航天飞机着陆时 |
整个工程是由美国政府机构、工业企业和高等院校的庞大队伍合作,并靠国外一些组织的协助,运用科学的管理方法,按照严格的分工和进度分阶段组织实施的。1981年4月12日,第一架航天飞机“哥伦比亚”号首次发射飞上太空,两天后安全返回。
载人飞船 空间站
航天飞机由三部分组成:轨道飞行器、助推火箭和外部燃料箱,形似一架大飞机的轨道飞行器是航天飞机的主体,可运载宇航员和货物。航天飞机可部分重复使用,用途广泛,可进行太空交会对接或停靠,太空科学实验,发射或回收、检修卫星。美国曾用航天飞机捕获未能进入地球同步轨道的国际通信卫星6号,修理后又让它向地球同步轨道转移。
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等待发射的"奋进"号航天飞机 |
航天飞机的飞行轨道通常是近地轨道,高度在1000公里以下。需要在高轨道运行的有效载荷,也可以由航天飞机送上近地轨道后再从这个轨道发射进入高轨道。航天飞机的运载能力较大,往往采用多级组合的形式,可以串联或并联,也可以串、并联结合。
航天飞机通常可运载7人,一次飞行时间一般在两周以下,但最长纪录曾达28天。近年来,航天飞机的主要任务是向国际空间站运送宇航员、建设组件和给养。
美国研制航天飞机的初衷是可重复使用,以节约发射费用。但事与愿违,航天飞机发射和维护成本居高不下,航天飞机上的助推火箭和外部燃料箱等主要部件始终无法完全重复使用,飞行间隔期也较长。30年来,美国所有5架航天飞机总共只飞行了135次,而最初的设想是每架航天飞机重复飞行100次。
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美国研制的X-43A高超音速航天飞机的模拟飞行图。试验中的X-43A飞行速度将随气温和高度的不同而改变,一般为音速的7到10倍。 |
此外,航天飞机结构复杂、技术风险大,在1986年和2003年发生两次重大事故,造成14名宇航员遇难。美国航天局2010年的一份内部安全报告指出,现在航天飞机的安全性比30年前提高了10倍,但发生灾难性事故的风险仍达九十分之一。这些因素综合在一起,构成了美国终止航天飞机项目的主要原因。
美国共建造了6架航天飞机,其中“企业”号为样机,另外5架工作机,分别为:“哥伦比亚”号(1981年4月12日首次发射)、“挑战者”号(重量约7.88万千克,首航时间:1983年4月4日)、“发现者”号(重量约7.7万千克,首航时间:1984年8月30日,退役)、“阿特兰蒂斯”号(重量约7.7万千克,首航时间:1985年10月3日,退役)、“奋进”号(重量大约7.74万千克,首航时间:1992年5月7日,接替“挑战者”号,退役)。

2011年6月7日,美国航天局公布了“奋进”号航天飞机与国际空间站对接的照片,这也是该局首次公布航天飞机与空间站对接的照片。这张照片拍摄于2011年5月23日,由乘坐俄罗斯飞船离开空间站的意大利宇航员保罗·内斯波利拍摄。新华社/美国航天局

这张美国航天局提供的资料照片显示的是由乘坐俄罗斯“联盟”载人飞船离开空间站的意大利宇航员保罗·内斯波利拍摄的“奋进”号航天飞机与国际空间站对接在一起的场景(摄于5月23日)。美国航天局7日在其网站上公布了“奋进”号航天飞机5月下旬与国际空间站对接在一起的照片和视频。这是该局首次公布航天飞机与空间站的对接照片和视频。新华社/路透
2011年7月8日,“阿特兰蒂斯”号执行最后一次任务后,美国航天飞机全部退役。此后,美国宇航员将依赖俄罗斯飞船前往国际空间站。美国奥巴马政府希望私营公司能开发出运送宇航员往返空间站的“太空巴士”,美国航天局可以腾出资金进行新技术研发和深空探索。
2012年5月22日凌晨,美国太空探索技术公司于当地时间成功发射“龙”飞船,这是世界上第一艘为空间站运送货物的商业飞船。“龙”飞船的发射标志着美国进入太空飞行新时代,此次发射的意义在于美国又能利用自己的航天器为空间站运输货物,美国再次证明其在太空探索领域的领先地位。自航天飞机去年退役后,美国一直依赖俄罗斯飞船向国际空间站运送宇航员和货物。目前,美国航天局鼓励私营企业开发往返国际空间站和地面的“太空巴士”,太空探索技术公司等4家企业在竞争相关项目。
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