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航天飞机,吊足人类胃口的高科技精灵航天飞机,是世界上第一种可以再重复使用的太空船,也是历史上第一种可携带大型卫星进入轨道和离开轨道的太空船。航天飞机的发射像火箭,在地球轨道上运行像太空船,而着陆又像飞机。航天飞机由3个主要部分组成:乘载机组
航天飞机,吊足人类胃口的高科技精灵
航天飞机,是世界上第一种可以再重复使用的太空船,也是历史上第一种可携带大型卫星进入轨道和离开轨道的太空船。航天飞机的发射像火箭,在地球轨道上运行像太空船,而着陆又像飞机。
航天飞机由3个主要部分组成:乘载机组成员的轨道器、为主发动机提供燃油的大型外燃料箱和在起飞的最初两分钟里为航天飞机提供大部分升力的两个固体燃料火箭助推器。除了外燃料箱外,另外两个组成部分都可以重复利用,每一次发射后,外燃料箱都会在大气层中烧毁。
航天飞机单次任务在太空呆得时间最长的是1996年11月的STS-80飞行任务,在太空连续飞行了17.5天。通常情况下,每次任务按计划可在太空飞行5天至16天。在最初的几次任务中航天飞机的机组成员数量最少,只有两名,最多的机组可达8人。一般情况下,每个机组有5至7人。航天飞机的设计可以让其在185公里至643公里(115至400英里)高的轨道上运行。
航天飞机保持着目前正在使用的所有火箭中最可靠的发射纪录,自1981年以来,美国宇航局利用宇航飞机将136万公斤(300万磅)货物、600多名宇航员送入太空。尽管航天飞机已经使用了近20年,也一直在不断地发展改进,今天的航天飞机与第一架航天飞机已经有很大的不同了。美国宇航局对最初的设计进行了大大小小的数千次改进,使得今天的航天飞机比以前的任何一架航天飞机都更加安全、可靠和有效。单是自1992年以来,美国宇航局对发动机和主要系统进行了改进,便使得航天飞机的飞行安全系数提高了3倍,而飞行中可能遇到的问题则减少了70%。同时,航天飞机的花费每年节省12.5亿美元,花费减少了40%以上。由于重量减轻和其它的改进,航天飞机可以携带的货物重量增加了7.3公吨(8吨)。
航天飞机的基本参数:
【长度】:184英尺
【轨道器长度】:122英尺
【翼展】:78英尺
【起飞重量】:450万英磅
【飞行轨道高度】:115-400英里
【飞行时速】:17321英里
因为航天飞机的研发、制造、维护、保养与运行风险极大,是只有极为强悍的综合国力的国家才能玩得起的昂贵“玩具”。因此,自从航天飞机面世,只有美国和苏联有过这个“玩具”,并且即便是土豪,其拥有的这个“玩具”,也仅仅不超过个位数。
无疑,世界上最为强悍的“土豪”,必然无法缺少美国。
美国是航天飞机科学理论的首位实践者。在航天飞机的历史使命过程中,只有美国,以8架“有名有姓”的航天飞机的贯穿了始终,而苏联仅有1架。
我们来详细了解一下这些“玩具”的历史特性——
好戏开场了
“开路者”号航天飞机
“开路者”号航天飞机
“开路者”号是一架由钢铁和木材建造的模拟航天飞机,1977年建造于马歇尔航天中心,后运往肯尼迪航天中心用作地面测试之用,实际上不具备飞行能力。
由于“开路者”号与真正的航天飞机具有相似的重量、形状和尺寸,一些测试可以在其身上进行,而不必使用更加精密且昂贵的“企业”号航天飞机。
航天飞机得原型机——“开路者”号
【名称由来】
在退役数年后,一家日本财团资助了对其的重新装饰,使其看起来更加像一家真正的航天飞机,并命名其为“开路者”号,也译作“开拓者”号。1983年到1984年间,“开路者”号被展示于东京。
【归宿】
“开路者”号最后被运回美国,在美国太空及火箭中心(United States Space & Rocket Center)展览。
接下来,请看————
“企业”号航天飞机
“企业”号航天飞机(Enterprise,NASA内部编号OV-101)
“企业”号航天飞机,或又常译为“进取”号,是NASA建造的第一架航天飞机。“企业”号实际上它是一个纯粹的测试平台,没有发动机与相关设备,也没有执行太空任务的功能。本来“企业”号是准备作为“哥伦比亚”号之后的第2架航天飞机的,但是后来NASA发觉改装测试平台STA-099(也就是后来的“挑战者”号)更划算,再加上更后期建造的“奋进”号,“企业”号也就再也没有上天的机会了。
早期的“企业”号航天飞机从来没有进入过太空,只是在上世纪70年代后期在德莱登飞行研究中心进行用作进场和着陆试验以及数次发射架研究。
在加州爱德华空军基地的研究中心里,“企业”号被用于各种"返回及着陆"测试,包括被航天飞机运输机背负运输的飞行测试、以及后来自由飞行的着陆测试。在"返回及着陆"测试以后,“企业”号还被竖起来,装配好燃料箱和助推火箭,在发射状态下进行测试。
【编号】OV-101
【开始建造时间】1971年1月19日,美国宇航局在弗吉尼亚州的威廉姆斯堡确定了航天飞机的设计要点,次年10月,诞生了当今人们熟知的航天飞机的构想和设计。当初的名称为:空间轨道器
【首次飞行时间】1977年2月,"企业"号在爱德华空军基地中的航宇局干湖飞行研究中心开始了长达两年之久的试验过程,其目的是要审定轨道器系统本身和轨道器在低层大气中的飞行特性
"企业"号作首次飞行测试,也是人类首次航天飞机的试飞
【名称由来】
最初这架航天飞机被命名为“宪法”号(Constitution)以纪念美国建国200周年,但后来以著名的电视连续剧《星际旅行》中的“企业”号星际飞船(USS Enterprise NCC-1701)命名。
值得一提的是联邦星际飞船"企业"号,就是一艘"宪法"级(Constitution class)星际飞船。
"企业"号着陆
【研发】
早在1969年1月31日,美国宇航局就和麦克唐纳-道格拉斯公司、罗克威尔公司、洛克希德公司和通用动力公司签署了一个合同,合作研究一种集发射和再入大气层于一身的太空往返运输工具。
尽管"企业"号航天飞机从未飞上太空,但在它身上所得到的宝贵的试验数据,为其后的第一架实用航天飞机"哥伦比亚"号航天飞机的顺利升空奠定了基础。
航天飞机,一种崭新的天地两用飞行器,即将面世
【退役时间】
在完成了测试使命后并进行过一系列遍及海外多国的展示之旅后,美国政府将“企业”号捐给史密森尼学会作为馆藏。刚开始时“企业”号先是被保存在华盛顿杜勒斯国际机场的机棚中,2003年时史蒂芬·F·乌德瓦-海兹中心(国家航空与太空博物馆位于杜勒斯机场的分馆)启用之后,“企业”号被移至馆中展览,并成为该中心最主要的馆藏之一。
2003年“哥伦比亚”号航天飞机事故后,“企业”号上的隔热瓦曾被拆下进行测试,以调查“哥伦比亚”号失事原因——退役不退休,继续为航天事业默默奉献余热。
【归宿】
2012年4月27日,"企业"号航天飞机"骑"在一架经特殊改装的波音747飞机上飞越纽约上空,并最终安全降落在纽约肯尼迪国际机场,为它最后一次空中亮相划上圆满的句号。"企业"号从弗吉尼亚的杜勒斯国际机场起飞,进入纽约上空后飞过自由女神像、"无畏"海空博物馆等纽约地标建筑,于11时30分左右抵达纽约肯尼迪国际机场。
"企业"号飞临纽约
进入纽约上空
"企业"号在哈德逊河上空,高科技航天器在无数的摩天大厦上空飞过,疯狂地刺激着全世界的眼球
"企业"号有意飞掠自由女神雕塑,这个路线是既定的
前有护航的战斗机,下有护卫的直升机,"企业"号风光无限,“美国梦”如日中天
"企业"号抵达帝国大厦上空,完成最后的秀场,无论美国人是否有政治暗示,但不可否认这是历史性瞬间
"企业"号将在纽约肯尼迪机场停留一段时间,最后将被运送至"无畏"海空博物馆作为永久珍藏。
吊装
运输
经过韦拉扎诺大桥
再次特意经过纽约地标——一位孤独的绿色女巨人
"企业"号的最终归宿
“哥伦比亚”号
“哥伦比亚”号航天飞机(STS Columbia OV-102)
“哥伦比亚”号是美国的航天飞机机队中第一架正式服役的,它在1981年4月12日首次执行代号STS-1的任务,正式开启了美国航空航天局的“太空运输系统”计划(Space Transportation System program,STS)之序章。
“哥伦比亚”号的有效荷载,就是这些物资,这也是航天飞机的最重要使命和生存价值
【编号】OV-102
【开始建造时间】
【首次飞行时间】1981年4月12日
【总长】约56米
【核心部分轨道器长】37.2米
【翼展】约24米
【净量】2000吨
【起飞重量】约2040吨
【起飞总推力】2800吨
【载重】36吨
【最大有效载荷】29.5吨
【最多载人】8名
【飞行时间】7-30天
【重复使用】100次
【往返太空次数】10次,28次飞行纪录
【绕地飞行圈数】4808圈
【在轨上空时间】300.74日
【飞行距离】125204911英里
【向太空运送航天员人数】
【末次飞行时间】2003年1月16日
“哥伦比亚”号直冲霄汉
【名称由来】
“哥伦比亚”号的命名由来,是纪念第一艘环绕世界一周航行的美国籍船只,18世纪帆船“哥伦比亚”号,也是“哥伦比亚”河命名由来的18世纪帆船“哥伦比亚”号。
【历次任务】
1981年4月12日STS-1 首次飞行测试 爱德华兹空军基地
1981年11月12日STS-2 再次系统测试、地球科学观测 爱德华兹空军基地
1982年3月22日STS-3 进一步测试、科学实验、地球科学观测 白沙太空港
1982年6月27日STS-4 科学实验、测试对美空军有效载荷 爱德华兹空军基地
1982年11月11日STS-5 部署商用的“阿尼克”(ANIK)C-3和SBS-C通信卫星(由于宇航服故障,取消EVA) 爱德华兹空军基地
1983年11月28日STS-9 首次天空实验室计划 爱德华兹空军基地
1986年1月12日STS-61-C 部署通讯卫星、科学实验 爱德华兹空军基地
1989年8月8日STS-28 测试对军事通讯和侦察卫星的有效载荷(美国防部任务) 爱德华兹空军基地
1990年1月9日STS-32 部署国防通讯卫星 爱德华兹空军基地
1990年12月2日STS-35 紫外线和X射线天文学天文台(ASTRO-1) 爱德华兹空军基地
1991年6月5日STS-40 生命科学空间实验室计划 爱德华兹空军基地
1992年6月25日STS-50 美国微重力实验室-I (USML-1)进行各种微重力实验 肯尼迪太空中心
1992年10月22日STS-52 加拿大宇航员史蒂芬·G·麦克莱恩肯尼迪太空中心
1993年4月26日STS-55 德国宇航员乌尔里奇·瓦尔特,汉斯·施莱热尔 爱德华兹空军基地
1993年10月18日STS-58 载48只老鼠,研究动物从微重力条件回地球重力场后适应过程。另11项以航天员为对象,研究太空对人体影响 爱德华兹空军基地
1994年3月4日STS-62 科学实验 肯尼迪太空中心
1994年7月8日STS-65 第二次国际实验室(IML-2) 飞行任务、日本宇航员向井千秋 肯尼迪太空中心
1995年10月20日STS-73 微重力实验 肯尼迪太空中心
1996年2月22日STS-75 意大利宇航员莫里齐奥·切利和翁贝托·吉多尼、瑞士宇航员克劳德·尼科里耶 肯尼迪太空中心
1996年6月20日STS-78 法国宇航员让·雅克·法维尔、加拿大宇航员罗伯特·蒂尔斯克 肯尼迪太空中心
1997年11月19日STS-80 部署和回收尾屏蔽装置、德国制造的轨道器、紫外线摄谱仪-沿岸海洋监测卫星II (ORFEUS-SPAS II) 肯尼迪太空中心
1997年4月4日STS-83 微重力实验。由于燃料问题,任务中断 肯尼迪太空中心
1997年7月1日STS-94 微重力实验。再次试飞以缩短STS-83任务 肯尼迪太空中心
1997年11月19日STS-87 日本宇航员土井隆雄、乌克兰宇航员列昂尼德·卡丹努克 肯尼迪太空中心
1998年4月13日STS-90 加拿大宇航员达菲德·莱斯·威廉姆斯 肯尼迪太空中心
1999年7月23日STS-93 法国宇航员米歇尔·托加尼尼 肯尼迪太空中心
2002年3月1日STS-109 服务“哈勃”空间望远镜 肯尼迪太空中心
2003年1月16日STS-107无(失事解体)
“哥伦比亚”号航天飞机在1月16日从佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心起飞升空
但宇航员们再也没能回家
【归宿】
很不幸,“哥伦比亚”号在2003年2月1日,在代号STS-107的第28次任务重返大气层的阶段中与控制中心失去联系,并且在不久后被发现在得克萨斯州上空爆炸解体,机上7名太空人全数罹难。
时任局长辛·奥基福(左)非常痛苦宣布“哥伦比亚”号事故
大卫·布朗、里克·哈兹班德、劳雷尔·克拉克、卡拉帕纳·查拉、麦克尔·安德森、威廉·麦考尔和伊兰·拉蒙
里克·哈兹班德,男,45岁,昔日空军中校,德克萨斯人。1994成为宇航员,机长;
威廉姆·麦考尔,男,41岁,昔日海军司令员,三个孩子的父亲。1996年成为宇航员,机组成员;
麦克尔·安德森,男,43岁,出生于军事家庭,1994年成为少数黑人宇航员之一,有效载荷指令长;
卡尔帕纳·查拉,女,41岁,上世纪80年代从印度移民到美国,于1994年成为宇航员,任务专家;
大卫·布朗,男,46岁,1996年成为宇航员,任务专家;
劳雷尔·克拉克,女,41岁,昔日海军军医,1996成为宇航员,任务专家;
伊兰·拉蒙,男,48岁,以色列空军中校。1997年成为以色列首位宇航员,有效载荷专家 。
需要指出的是伊兰·拉蒙,“历史脉动”在往期的内容中,曾有一个“巴比伦”行动,那次行动是以色列空军对伊拉克核设施的轰炸。参与轰炸的飞行员之一,是这位以色列的首名航天员。
“哥伦比亚”号航天飞机永远化作天际的一个精灵
那么,下一位的命运如何?
“挑战者”号
“挑战者”号航天飞机(STS Challenger STA-099/OV-099)
美国国家航空航天局肯尼迪太空中心旗下的一架航天飞机,“挑战者”号航天飞机是美国正式使用的第二架航天飞机。
开发初期原本是被作为高拟真结构测试体(high-fidelity Structural Test Article,因此初期机身代号为STA-099),但在“挑战者”号完成初期测试任务后,被改装成正式的轨道载具(Orbiter Vehicle,因此代号改为OV-099),并于1983年4月4日正式进行任务首航。
【编号】OV-099
【净量】79.55吨
【开始建造时间】1975年11月21日
【首次飞行时间】1983年4月4日
【末次飞行时间】1986年1月28日
【往返太空次数】10次
【绕地飞行圈数】987圈
【在轨上空时间】69日
【飞行距离】
【向太空运送航天员人数】
【末次飞行时间】
【名称由来】
美国的航天飞机都是以早期的研究船名作为命名,“挑战者”号的命名由来也不例外,自1870年代航行于大西洋与太平洋上的英国海军研究船“挑战者”号。
除此之外,"挑战者"这名字,也曾经被拿来命名“阿波罗”17号(Apollo 17)的登月模组。
【建造历程】
1972年7月26日 - 签约
1975年11月21日 - 开始乘客舱模组的结构组装
1976年6月14日 - 开始后段机身的结构组装
1977年3月16日 - 机翼自诺斯罗普·格鲁曼公司送抵位于加州棕榈谷的洛克威尔工厂
1977年9月30日 - 开始最后组装
1978年2月10日 - 完成最后组装
1978年2月14日 - 在棕榈谷驶出棚厂,正式亮相
1979年1月5日 - 签约
1979年1月28日 - 开始乘客舱模组的结构组装
1980年11月3日 - 开始最后组装
1981年10月23日 - 完成最后组装
1982年6月30日 - 在棕榈谷驶出棚厂,正式亮相
1982年7月1日 - 以陆运方式将航天飞机自棕榈谷送至爱得华
1982年7月5日 - 空运至肯尼迪太空中心
1982年12月19日 - 进行飞行准备点火
晨雾中的“挑战者”号和远处的发射台
出征太空的“挑战者”号,打开机舱盖,机械臂将荷载物资拉出机舱
【归宿】
1986年1月28日,卡纳维拉尔角上空万里无云。
在离发射现场6.4km的看台上,聚集了1000多名观众,其中有19名中学生代表,他们既是来观看航天飞机发射的,又是来欢送他们心爱的老师克里斯塔·麦考利夫1984年,航天局宣布将邀请一位教师参加航天飞行,计划在太空为全国中小学生讲授两节有关太空和飞行的科普课,学生还可以通过专线向麦考利夫提问。麦考利夫就是从11000多名教师中精心挑选出来的。当孩子们看到航天飞机载着他们的老师升空的壮观场面时,激动得又是吹喇叭,又是敲锣打鼓。
“挑战者”号航天飞机在顺利上升:7秒钟时,飞机翻转;16秒钟时,机身背向地面,机腹朝天完成转变角度;24秒时,主发动机推力降至预定功率的94%;42秒时,主发动机按计划再减低到预定功率的65%,以避免航天飞机穿过高空湍流区时由于外壳过热而使飞机解体。这时,一切正常,航速已达每秒677米,高度8000米。50秒钟时,地面曾有人发现航天飞机右侧固体助推器侧部冒出一丝丝黑烟,这个现象没有引起人们的注意。52秒时,地面指挥中心通知指令长斯克比将发动机恢复全速。59秒时,高度10000米,主发动机已全速工作助推器已燃烧了近450吨固体燃料。此时,地面控制中心和航天飞机上的计算机上显示的各种数据都未见任何异常。
悲剧发生前的瞬间
65秒时,斯克比向地面报告"主发动机已加大"、"明白,全速前进"。
地面测控中心收听到的最后一句报告词第73秒时,高度16600米,航天飞机突然闪出一团亮光,外挂燃料箱凌空爆炸,航天飞机被炸得粉碎,与地面的通讯猝然中断,监控中心屏幕上的数据陡然全部消失。“挑战者”号变成了一团大火,两枚失去控制的固体助推火箭脱离火球,成V字形喷着火焰向前飞去,眼看要掉入人口稠密的陆地,航天中心负责安全的军官比林格眼疾手快,在第100秒时,通过遥控装置将它们引爆了。
“挑战者”号升空后爆炸
两个助推器分离,沿着两条航线分开飞行,此刻主助推器的发动机仍然在正常工作
“挑战者”号甚至划出了一道弧线
碎裂的残骸带着浓烟纷纷坠落
飞行器开始全部坠落
“挑战者”号失事了!爆炸后的碎片在发射东南方30公里处散落了1小时之久。价值12亿美元的航天飞机顷刻化为乌有,7名机组人员全部遇难全世界为此震惊,各国领导人纷纷致电表示哀悼。然而,人们在悲痛之余对科学事业的不懈追求并没有停止。
在"阿波罗"1号的试验飞船火灾中遇难的格里索姆,生前曾说过一段感人的话"要是我们死亡,大家要把它当作一件寻常的普通事情,我们从事的是一种冒险的事业。万一发生意外,不要耽搁计划的进展。征服太空是值得冒险的。"
自古道:瓦罐难离井台破,大将不免阵前亡。残骸按照本来位置摆放,让人感慨唏嘘
“挑战者”号航天飞机末日旅行的机组人员
机长弗朗西斯·斯科比,曾是美国空军战斗机飞行员,后来成为一名高级飞行器的试验飞行员,一生与危险打交道。他幽默、开朗,成为全机组的核心与灵魂;
驾驶员迈克尔·史密斯,曾在美国海军服役,担任过战斗机飞行员,多次获得奖章,其中包括海军特级飞行十字勋章和国家敢于战斗银星十字勋章;
朱蒂丝·雷斯尼克,在余暇时喜欢弹钢琴,喜欢在音乐中寻找美的享受。朱迪丝喜欢微笑总是迫不及待地想对人民有所贡献。她的微笑中充满对事业和生活的信心;
罗纳德·麦克奈尔,来自加利福尼亚州的南部,在棉田的劳动中锤炼了他坚毅的性格他梦想着到外层空间站去生活,在失重的太空中做试验:吹奏萨克斯管;
格里高利·杰维斯,满怀希望参加这次宇航旅行,他随身带着一面小旗子,这是他的母校巴法洛纽约州大学送给他的纪念品,他愿带着这面旗帜去开拓空间的探险;
埃里森·奥尼佐卡(鬼冢承二)生于夏威夷,其祖籍是日本人。他在孩提时代总爱光着脚板在咖啡地和麦卡达美亚墓地跑来跑去。他早就梦想着有一天去月球旅行。成为飞行员后,他雄心勃勃地准备大展宏图;
克里斯塔·麦考利夫,出生于美国波士顿,在新罕布什尔州康科德中学任教。她是一位有名的社会学女教师,已婚,并育有一儿一女。按计划她将在太空通过电视向美国和加拿大250多万中小学生讲授两节太空课,还将在航天飞机上参加几项科学表演,录像后也要向学生播放,成为世界上第一位"太空教师"。
“挑战者”号昔日英姿
擦干眼泪,继续
“发现”号
“发现”号航天飞机(STS Discovery OV-103)
【编号】OV-103
【开始建造时间】1979年1月29日
【净量】68.744吨
【起飞重量】77.634吨
【首次飞行时间】1984年8月30日
【末次飞行时间】2011年 2月24日
【退役时间】2011年3月7日
【往返太空次数】
【绕地飞行圈数】超过5600圈
【在轨上空时间】352天
【飞行距离】约2.3亿公里
【运载航天员人数】180人
【名称由来】
如同其他大部分的美国航天飞机一般,“发现”号的命名,源自于一艘18世纪时的英国探险船,伴随著名的詹姆斯·库克船长远征南太平洋的“发现”号(HMS Discovery)。在库克船长的探险中,完成了包括发现夏威夷群岛、新西兰乃至于确认澳洲大陆存在等的功绩,而同行中的另外一艘探险船“奋进”号(HMBarque Endeavour)也成为美国国家航空航天局另一架航天飞机“奋进”号的命名由来。
“发现”号航天飞机除此之外,库克船长也曾搭乘“发现”号探索南阿拉斯加与西北加拿大之间的海岸线,虽然当时正值美国独立战争期间,英国与美国是交战国,但由于“发现”号从事的是非常重要的科学任务,本杰明·富兰克林甚至特别下达美军不准对该船发动攻击的指令。
其它使用“发现”号之名的著名船只,还有亨利·哈德逊(今加拿大哈德逊湾的命名由来)在1610年到1611年间,在寻找"西北水道"(也就是理论中在北美洲北方一条能连接大西洋与太平洋之间的水道,但事后证实它根本不存在)时所搭乘的探险船。英国皇家地理学会曾拥有一艘同样叫做“发现”号的船只,是一艘以捕鲸船的基本结构为基础,改装后用在1875年北极极点探索时的探险船。该协会1901年又造了另外一艘“发现”号,在1904年时进行了南极大陆的探索活动。总之,"发现"号这名字在人类的地理探索史上拥有极重要的地位,这点也被继续在太空探索的活动中延续了下去。
【建造过程】
“企业”号的建造与在它之前的MPTA-098、STA-099(后来的“挑战者”号)、OV-101(后来放弃改装的“企业”号)与OV-102(“哥伦比亚”号)不一样,它属于NASA建造的航天飞机之中第二期的产品。因此,“企业”号在设计组装的过程中撷取了许多来自“企业”号、“哥伦比亚”号与“挑战者”号的实际测试与飞行数据加上经验,设计上较为成熟。出厂时其重量较“哥伦比亚”号轻盈了6870磅(约3120公斤),空重151419磅(68744公斤),装上三具主引擎后总重171000磅(77634公斤)。与“挑战者”号一样,“发现”号的酬载舱曾经过局部的修改,以便能载运与发射使用低温推进燃料的“半人马”上节火箭,但此计划因为风险过高而被中止,实际上“发现”号从未实际施放发射过该型火箭。
以下为“企业”号航天飞机的简单建造历程:
1979年1月29日-建造合约
1979年8月27日-开始建造客舱模组
1980年6月20日-开始建造机身下部
1980年11月10日-开始后段机身的结构组装
1980年12月8日-开始后段机身的初步系统装配
1981年3月2日-开始酬载舱舱门的制造与组装
1981年10月19日-开始机身副翼的细部制造与组装
1981年10月26日-开始在加州多尼进行客舱的初步系统装配
1982年1月4日-开始机身前段上半部的初步系统装配
1982年3月16日-中段机身在加州棕榈谷就位
1982年8月30日-升降副翼在棕榈谷就位
1982年4月30日-机翼自诺斯罗普·格鲁曼公司送抵棕榈谷
1982年4月30日-前段机身下半部在棕榈谷就位
1982年7月16日-前段机身上半部在棕榈谷就位
1982年8月5日-垂直尾翼在棕榈谷就位
1982年9月3日-开始最后组装
1982年10月15日-机身副翼在棕榈谷就位
1983年1月12日-后段机身在棕榈谷就位
1983年2月25日-完成最后组装
1983年2月28日-开始初步次系统测试与启动动力
1983年5月13日-完成初步次系统测试
1983年7月26日-完成次系统测试
1983年8月12日-完成最后签收
1983年10月16日-自棕榈谷完工出厂
1983年11月5日-以陆上运输的方式由棕榈谷送抵爱德华兹
1983年11月9日-空运至肯尼迪太空中心
1984年6月2日-飞行准备点火测试
1984年8月30日-度飞行(STS-41-D任务)
民航飞机上拍摄的"发现"号执行发射任务时,经过云层时的画面
"发现"号后,"奋进"号与"亚特兰蒂斯"号航天飞机分别将在4月和6月各有一次飞行,一个接一个谢幕之旅将上演。之后,航天飞机将告别航天舞台。以"发现"号为代表的航天飞机道路虽将终结,但它在谢幕之际已经带出薪火相传的种子,一代"航天明星"虽将退场,但未来航天器与航天技术的新剧集却已开拍。
【飞行任务】
1984年8月30日STS-41-D 首次飞行
1984年8月30日 STS-41-D 发射两颗通讯卫星
1984年11月8日 STS-51-A 发射两颗与救援两颗通讯卫星
1985年1月24日 STS-51-C 发射一颗隶属美国国防部的电子情报(ELINT)卫星
1985年4月12日 STS-51-D 发射两颗通讯卫星
1985年6月17日 STS-51-G 发射两颗通讯卫星
1985年8月27日 STS-51-I 发射三颗通讯卫星
1988年9月29日 STS-26 “挑战者”号发生意外后首次恢复的航天飞机飞行任务,这标志着航天飞机项目再次走上正轨。发射了一颗TDRS(追踪与资料中继卫星)
1989年3月13日 STS-29 发射一颗TDRS
1989年11月22日 STS-33 发射一颗ELINT卫星
1990年4月24日 STS-31 发射“哈勃”太空望远镜(HST)
1990年10月6日 STS-41 发射“尤里西斯”太阳探测器
1991年4月28日 STS-39 发射美国国防部空军675号(Air Force Program-675,AFP675)卫星
1991年9月12日 STS-48 酬载上大气层研究卫星(UARS)
1992年1月22日 STS-42 酬载国际微重力实验室一号(IML-1)
1992年12月2日 STS-53 酬载美国国防部所委托的设施
1993年4月8日 STS-56 酬载大气实验室二号(ATLAS-2)
1993年9月12日 STS-51 发设先进通讯技术卫星(ACTS)
1994年2月3日 STS-60 酬载真空尾迹屏罩设备
1994年9月9日 STS-64 进行Lidar内太空技术实验(LITE)
1995年2月3日 STS-63 与和平号太空站会合
1995年7月13日 STS-70 发射第7颗TDRS卫星1997年2月11日 STS-82维修“哈勃”太空望远镜
1997年8月7日 STS-85载运与装设低温红外线频谱仪与望远镜
1998年6月2日 STS-91 最后一次进行航天飞机与“和平”号太空站间的泊靠任务
“发现”号与“和平”号太空站间慢慢泊靠
1998年10月29日 STS-95"发现"号搭载着77岁的参议员约翰·格伦起飞。格伦是曾搭乘"水星"飞船升空的美国首名宇航员,这次他又成为最高龄的"太空人"
1999年5月27日 STS-96 “国际太空站”补给任务
1999年12月19日 STS-103 维修“哈勃”太空望远镜
2000年10月11日 STS-92 “国际太空站”组装任务。值得一提的是,本次任务为美国航天飞机第100次飞行
2001年3月8日 STS-102 “国际太空站”的人员轮调任务
2001年8月10日 STS-105 “国际太空站”人员与补给运送任务
“发现”号进入浓厚的云层
2005年7月26日,STS-114“哥伦比亚”号解体意外后首次航天飞机返回太空任务,国际太空站人员与补给运送任务,新安全装置测试
2006年7月17日“发现”号航天飞机在佛罗里达州肯尼迪航天中心成功着陆。顺利完成“国际空间站”维修和建设任务,并为“国际空间站”送去一名宇航员
2009年8月28日23时59分(EDT)"发现"号航天飞机搭载7名宇航员,从肯尼迪航天中心39A发射台发射升空前往“国际空间站”,运送数吨的补给和设备
STS-124任务“发现”号航天飞机发射升空
2009年9月11日20时54分(EDT)“发现”号结束14天太空之旅在加州爱德华兹空军基地安全着陆。
2010年4月5日6时21分搭载7名宇航员从肯尼迪航天中心点火升空,将3名女性宇航员将乘坐“发现”号飞往“国际太空站”为空间站运送重约8吨物资
2011年2月24日16时53分"发现"在卡纳维拉尔角发射升空,搭乘6名宇航员,将向国际空间站运送一个永久性多功能舱,并且还将为它带来一个永久"居民"——太空中第一个人形机器人宇航员——"机器宇航员2号"
任务结束后,“发现”号结束了自己的职业生涯,成为第一架退役的航天飞机。
人类科技与机器人的奇特的“薪火相传”
飞机不在于飞多高,关键是平稳着陆
“亚特兰蒂斯”号
“亚特兰蒂斯”号航天飞机(STS Atlantis OV-104)
【编号】OV-104
【首次飞行】1984年8月30日
【开始建造时间】1980年3月
【首次飞行时间】1985年4月
【退役时间】2011年3月7日
【净量】77.7吨
【往返太空次数】37次
【绕地飞行圈数】4462圈
【在轨上空时间】282天
【飞行距离】1亿8400万公里
【向太空运送航天员人数】185名
【末次飞行时间】2011年8月
【名称由来】
美国的航天飞机都是以早期的研究船名作为命名,不过“亚特兰蒂斯”号跟那个古文明没有关系。1985年,“亚特兰蒂斯”号成为美国宇航局的第4架航天飞机。“亚特兰蒂斯”号是以美国第一艘远洋船舶的名字命名的,这艘轮船从1930年到1966年在马萨诸塞州的伍兹霍尔海洋研究所被用来进行研究。
“亚特兰蒂斯”号在1985年10月和1996年3月之间进行了16次飞行。“亚特兰蒂斯”号航天飞机的第一次飞行是美国空军的一次机密行动,美国就是喜欢把任何的军事行动搞得超级神秘化。
“亚特兰蒂斯”号
【飞行任务】
1985年10月3日 任务编号STS-51-J 首次任务,美国国防部任务,部署3颗通讯卫星,“莫雷洛斯”(MORELOS-B),“播种”(AUSSAT-2),与“卫视”(SATCOM,KU-2)
1985年11月26日 STS-61-B
1988年12月2日 STS-27 美国国防部任务
1989年5月4日 STS-30 发射麦哲伦号金星探测器
1989年10月18日 STS-34 发射伽利略号木星探测器
1990年2月28日 STS-36 美国国防部任务
1990年11月15日 STS-38 美国国防部任务
1991年4月5日 STS-37 部署“康普顿”伽玛射线太空观测站
1991年8月2日 STS-43 部署TDRS-5
1991年11月24日 STS-44 美国国防部任务
1992年2月24日 STS-45 携带“应用与科学大气实验室”,第一次任务
1992年7月31日 STS-46 部署欧洲空间局所开发的“欧洲可回收载具”与NASA的系链卫星系统
1994年11月3日 STS-66 携带“阿特拉斯”,第3次任务
1995年6月29日 STS-71 第一次航天飞机与“和平”号空间站会合
1995年11月12日 STS-74 运送接驳模组至“和平”号太空站并泊靠在“水晶”(Kristall)模组上,在3天的航天飞机-“和平”号太空站连结任务中机组人员将水、补给品、设备与两套用来升级太空站的太阳能发电阵列搬至太空站中
1996年3月22日 STS-76 与“和平”号空间站会合,并移转组员香农、露西
1997年9月16日 STS-79 与“和平”号空间站会合,并进行组员香农、露西与约翰、布拉哈的交换
1997年1月12日 STS-81 与“和平”号空间站会合,并进行组员约翰、布拉哈与杰瑞、林格尔的交换
1997年5月15日 STS-84 与“和平”号空间站会合,并进行组员杰瑞、林格尔与迈克尔、福亚尔的交换
1997年9月25日 STS-86 与“和平”号空间站会合,并进行组员迈克尔、福亚尔与大卫、阿、沃尔夫的交换
2000年5月19日 STS-101 “国际空间站”装配任务(补给“国际空间站”)
2000年9月8日 STS-106 “国际空间站”装配任务,(补给“国际空间站”)
2001年2月7日 STS-98 “国际空间站”装配任务,(运送以及装配命运号实验舱)
2001年7月12日 STS-104 “国际空间站”装配任务,(运送以及装配寻求号气密舱)
2002年4月8日 STS-110 “国际空间站”装配任务,(运送以及装配S0衍架组件)
2002年10月7日 STS-112 “国际空间站”装配任务,(运送以及装配S1衍架组件)
2006年9月9日 STS-115 “国际空间站”补给和建设,(P3,P4衍架及太阳能电池板组件)
2007年6月8日 STS-117 “国际空间站”补给和建设,(P3,P4衍架及太阳能电池板组件)
2007年,波音747载送“亚特兰蒂斯”号航天飞机返回佛罗里达
2008年2月7日 STS-122 “国际空间站”建设,(哥伦布实验舱)
2009年5月11日 STS-125 维修“哈勃”空间望远镜
2009年11月16日 STS-129 “国际空间站”建设
2010年5月14日 STS-132 “国际空间站”建设
2011年7月9日 STS-135 “国际空间站”补给物资
2011年7月21日晨5时57分(北京时间21日17时57分)"亚特兰蒂斯"号航天飞机在佛罗里达州肯尼迪航天中心安全着陆,结束其"谢幕之旅"——美国30年航天飞机时代宣告终结。
"亚特兰蒂斯"号航天飞机"谢幕之旅"起程
"亚特兰蒂斯"号航天飞机得"谢幕之旅",实际是美国及世界一个太空探索时代的谢幕
宇航员在执行"亚特兰蒂斯"号航天飞机的"谢幕之旅"
“奋进”号
“奋进”号航天飞机(STS Endeavour OV-105)
“奋进”号航天飞机是美国国家航空航天局肯尼迪太空中心的第5架实际执行太空飞行任务的航天飞机,也是最新的一架。“奋进”号负责的任务中有不小比例是用来支援国际太空站计划。
2012年9月21日,奋进号航天飞机抵达加利福尼亚州洛杉矶市洛杉矶国际机场,完成最后一次空中飞行。
【编号】OV-105
【开始建造时间】
【宽】36.6米
【宽】23.4米
【造价】超过20亿美元
【首次飞行时间】1992年5月7日(STS-49号任务)
【末次飞行时间】2011年5月16日
【退役时间】2011年6月1日
【净量】71吨
【往返太空次数】25
【绕地飞行圈数】4429圈
【在轨上空时间】280.4日
【飞行距离】103149636英里
【向太空运送航天员人数】
【名称由来】
“奋进”号航天飞机建成于1991年4月25日,用来替代1986年在爆炸中被毁坏的“挑战者”号。正式编号轨道器105号(Orbitor Vehicle-105)的“奋进”号,是美国航天飞机之中首架以公开征名竞赛的方式来决定命名的航天飞机,由美国的中小学生决定航天飞机的命名之后,由布什总统在1989年时正式宣布。
奋进号的名字源自一艘早年的研究调查船,著名英国探险家詹姆斯·库克船长在1768年第一次太平洋探险远征时所搭乘的一艘368吨等级的三桅帆船“奋进”号(HMBarqueEndeavour,当时是它建造完成、下水后首次的出航)。由于是艘英国籍的船只,这也解释了为何“奋进”号的名字是用英式英文的“Endeavour”,而非美式英文的“Endeavor”拼法。
【建造历程】
1982年2月15日,开始乘员模组的结构组装
1987年7月31日,建造合约签署
1987年9月28日,开始后段机身的结构组装
1987年12月22日,机翼自诺斯罗普·格鲁曼公司处送抵棕榈谷的组装地点
1987年8月1日,开始最后组装
1990年7月6日,完成最后组装
1991年4月25日,自棕榈谷完工出厂
1991年5月7日,运送至肯尼迪太空中心
1992年4月6日,进行飞行转备点火
1992年5月7日,首次升空(STS-49)
“奋进”号曾在1996年时,于加州棕榈谷进行过一8个月长的绕地机维修停飞期,在这段期间航天飞机上改装了能与国际空间站进行接驳用的外部空气锁,以便在空间站于1997年开始建造后,与空间站连结负责其所需的补给运输任务。
【历次任务】
1992年05月07日STS-49爱德华兹空军基地捕捉与重新部属国际遥距通讯卫星组织6号卫星
1992年09月12日STS-47肯尼迪太空中心太空实验室J号任务
1993年01月13日STS-54肯尼迪太空中心部属TDRS-F(追踪与资料中继卫星)
1993年07月21日STS-57肯尼迪太空中心进行太空实验室实验,回收欧洲可回收载具
1993年12月02日STS-61肯尼迪太空中心首次“哈勃”太空望远镜维修任务
1994年04月09日STS-59爱德华兹空军基地进行太空雷达实验室实验
1994年09月30日STS-68爱德华兹空军基地进行太空雷达实验室实验
1995年03月30日STS-67爱德华兹空军基地执行太空实验室“天文台”-2号实验
1995年09月07日STS-69肯尼迪太空中心筹载真空尾迹屏罩设备与进行其他实验
1996年01月11日STS-72肯尼迪太空中心回收日本的太空飞行器单元
1996年05月19日STS-77肯尼迪太空中心进行太空实验室实验
1998年01月22日STS-89肯尼迪太空中心与和平号太空站会合,进行人员交换
1998年12月04日STS-88肯尼迪太空中心国际太空站组装任务
2000年02月11日STS-99肯尼迪太空中心执行航天飞机地貌雷达任务实验
2000年11月30日STS-97肯尼迪太空中心国际太空站组装任务
2001年04月19日STS-100爱德华兹空军基地国际太空站组装任务
2001年12月05日STS-108肯尼迪太空中心国际太空站对接与人员交换任务
2002年06月05日STS-111爱德华兹空军基地国际太空站对接与人员交换任务
2002年11月23日STS-113肯尼迪太空中心国际太空站组装与人员交换任务
2007年08月08日STS-118肯尼迪航天中心执行4次太空行走;安装国际空间站上整合结构支架的S5号支架;携带SPACEHAB公司5000磅重的货舱,其中是给“国际空间站”送去的给养和设备,第二位“太空教师”(现称为“教师宇航员”计划)也随本次任务进入太空(其前任为在“挑战者”号爆炸失事意外中身亡的克里斯塔·麦考利夫)。虽然推进器下方的隔热瓦在发射升空时损坏,且“哥伦比亚”号航天飞机就是因机身另一处隔热瓦脱落而失事,但NASA仍判断损坏的部分不足以导致事故,而决定在飞行期间不修复这个损坏的部分。由于担心5级飓风“迪恩”的影响会迫使任务控制中心撤离,因此“奋进”号比计划提前一天返回。
飓风“迪恩”影响了“奋进”号得太空行走近乎
2008年03月11日STS-123肯尼迪太空中心运送日本希望号实验舱的保管室组件和加拿大的遥控机器人至国际空间站。
2008年11月14日STS-126爱德华兹空军基地
2009年07月15日STS-127肯尼迪太空中心
2010年2月8日STS-130肯尼迪太空中心
2011年5月16日STS-134肯尼迪太空中心将造价20亿美元的粒子探测器“阿尔法磁谱仪”送到“国际太空站”,这是该机的最后一次任务。
2011年6月1日,“奋进”号航天飞机在佛罗里达州肯尼迪航天中心安全着陆,完成了退役前的最后一次飞行。“奋进”号最终归宿为位于洛杉矶的加利福尼亚科学中心。
2012年9月17日美国宇航局称,原计划前往加州展出的退役“奋进”号航天飞机的捎带飞行,因恶劣天气被迫推迟。
2012年9月19日,“奋进”号航天飞机“骑”在一架经改装的波音747飞机上,从佛罗里达州肯尼迪航天中心起飞,途中先后在休斯敦、得克萨斯州比格斯军用机场等地停留,最终在北京时间22日3时52分抵达洛杉矶国际机场,完成它最后一次“飞行”。
前呼后拥,巨星范儿十足
“奋进”号飞向最终的归宿
平安降落
光荣退役
“暴风雪”号航天飞机和重达2300吨的“能源号”运载火箭
【编号】
【首次飞行】
【开始建造时间】
【首次飞行时间】
【退役时间】
【净量】
【往返太空次数】
【绕地飞行圈数】
【在轨上空时间】
【飞行距离】
【向太空运送航天员人数】
【末次飞行时间】
1988年11月15日莫斯科时间清晨6时整,前苏联的暴风雪号航天飞机从拜科努尔航天中心首次发射升空,47分钟后进入距地面250千米的圆形轨道。它绕地球飞行两圈,在太空遨游3小时后,按预定计划于9时25分安全返航,准确降落在离发射地点12千米外的混凝土跑道上,完成了一次无人驾驶的试验飞行。暴风雪号航天飞机大小与普通大型客机相差无几,机翼呈三角形。机长36米、高16米,翼展24米,机身直径5.6米,起飞重量105吨,返回后着陆重量为82吨。它有一个长18.3米、直径4.7米的大型货舱,能把30吨货物送上近地轨道,将20吨货物运回地面。头部有一容积70立方米的乘员座舱,可乘10人,设计飞行寿命100次。
前苏联总共制成了5艘航天飞机,其中两艘完全完工,一艘命名为“暴风雪”,另一艘命名为“小鸟”。另外3艘没有完全完工,其中的一艘目前在莫斯科,用来做饭店。另一艘代号为“暴风雪OK-GLI”,它曾经在地球大气层中进行了25次飞行试验,是“暴风雪”号航天飞机中唯一的一架具有发动机的试验型航天飞机。那艘进入太空的“暴风雪”航天飞机后来闲置在拜科努尔火箭发射场的机库中,2002年5月由于机库房顶倒塌而毁坏。
粗略上看苏美的航天飞机极为相似,但设计思想有很大差别。其主要区别:
一是苏联航天飞机尾部没有主火箭发动机,而美国航天飞机尾部有3台主火箭发动机。前苏联的航天飞机发射时主要靠重达2300吨的“能源号”运载火箭送入轨道,返回主要靠降落伞,功能结构都比美国的航天飞机简单,但更能经受风雨和恶劣气候,安全系数更高;
二是苏联航天飞机的设计有效载荷为100吨而美国航天飞机有效载荷只有30吨;
三是苏联航天飞机有弹射救生装置在紧急情况下能弹射出航天员,而美国航天员在紧急情况下只能等死;
四是美国航天飞机只能作载人飞行,而苏联的航天飞机除此之外还能作无人飞行。
美国、苏联航天飞机对比
“挑战者”号 “暴风雪”号
长37.2米 长36.4米
翼展23.8米 翼展23.9米
高度17.3米 高度16.5米
1972年开始研制 1976年开始研制
1981年4月12日首次轨道飞行 1988年11月15日首次轨道飞行
截至1983年花费178亿美元 截至1991年1月花费164亿卢布
“赫尔墨斯”号小型航天飞机
“赫尔墨斯”小型航天飞机(Hermes space shuttle)
欧洲也曾研制过航天飞机,1976年法国国家空间研究中心在研究用“阿里安”5号运载火箭发射载人的天地往返运输器,经过法国宇航工业公司两年的概念研究,于1983年法国国家空间研究中心决定选用高超声速滑翔机作为载人型天地往返运输系统的方案,并以希腊神话中的神使“赫尔墨斯”命名。1986年3月,法国向欧洲太空局提交欧洲化的“赫尔墨斯”航天飞机计划。同年6月,欧洲太空局将“赫尔墨斯”列入欧洲太空局计划。预计研制总经费约20亿美元。
1976年法国国家空间研究中心(CNES)在研究发展“阿里安”5运载火箭的同时提出了与其配套的载人航天器任务。1977年法国宇航工业公司按照法国国家空间研究中心提出的任务,对可重复使用的有翼高超音速滑翔机和一次使用弹道式再入飞行器方案进行了研究对比。1979年6月法国国家空间研究中心首次在巴黎航空博览会上介绍了由“阿里安”5发射的小型航天飞机计划。随后由法国宇航工业公司承担了为期2年的预研工作。1983年法国国家空间研究中心选定高超音速滑翔机作为载人运载器并将它命名为“赫尔墨斯”号。1984年3月提出预研工作任务书。当年,法国政府批准了“赫尔墨斯”号计划,并向欧洲空间局建议将“阿里安”5/“赫尔墨斯”号作为欧洲空间计划的一部分。1985年1月欧洲空间局罗马会议决定,欧洲建立独立的载人/运货天地往返运输系统,并委托法国联络欧洲各国实现“赫尔墨斯”号欧洲化。1986年3月法国向欧洲空间局提交了“赫尔墨斯”号的欧洲化方案,并于当年为欧洲空间局采纳,正式开始“赫尔墨斯”号计划。原定计划分两步进行:1986年7月到1988年3月为预备阶段,1988年4月到1999年为研制阶段,1999年进行首次载人飞行。1991年11月欧空局慕尼黑会议决定将“赫尔墨斯”号计划改为3步进行。
第一步研制X—2000无人试验机,掌握发射、高超声速再入和着陆技术,试验机于2000年首飞;
第二步获得载人运输能力;
第三步掌握在轨(载人)服务技术。试验机外形和尺寸与“赫尔墨斯”号完全相同。
“赫尔墨斯”号空间飞机寿命15年、飞行30次。原计划于2000年用“赫尔墨斯”X2000机进行无人飞行,2004年进行正式的载人飞行。
“赫尔墨斯”航天飞机是一种可以重复使用的有翼高超声速滑翔机,上升时本身没有动力,靠“阿里安”5号火箭发射。从1976-1988年的12年概念研究中,“赫尔墨斯”计划经过多次变动。1986年3月法国向欧洲太空局提交的“赫尔墨斯”方案是:机身呈准圆柱体,机翼为大后掠三角翼,无尾翼。机身长17.9米,翼展11米,机身高5.1米,机身直径3.4米,近地轨道载荷4.5吨,乘员6人,起飞重25.168吨。由于经费和技术问题,“赫尔墨斯”计划已取消。
“赫尔墨斯”号是欧洲空间系统(“哥伦布”空间设施、“阿里安”5运载火箭、载人飞行器、数据中继卫星)的一个重要组成部分。它的主要任务是为自由飞行哥伦布试验室或空间站哥伦布搭接舱每年提供2-3次服务。其次要任务有,3-4个星期的长期自由飞行,自由飞行器长期停靠,自由飞行器舱外服务,访问苏联“和平号”空间站,救生及利用剩余资源进行机上试验等。
“赫尔墨斯”号可将3t货物(有效载荷1.6t、辅助设备1.4t)送入28.5°倾角、330-483km高度圆轨道,或将1.5t货物(有效载荷0.5t、其它1.0t)带回地面。计划每年飞行3次:与有人照料的自由飞行平台对接1次,访问空间站2次。与哥伦布试验室对接的任务周期最长可达15天。其中3天用于起飞、入轨和返回,10天(最长)轨道对接运行,2天留作轨道操作和安全余量。飞行器由“阿里安”5助推从库鲁发射场起飞,在法国南部伊斯特勒(东经4°55’、北纬3°31’)着陆场着陆。
“赫尔墨斯”号主要参数:
【全长】18.935m
【翼展】9.402m
【襟翼】5.53m
资源舱:
【结构质量】14.9t
【最大直径】5.4m
【起飞质量】22.418t
【长度】5.9m
【增压容积】31m3
【长度】14.58m(头锥到襟翼)
【机身长】12.875m
【机身高】3.094m
【机身宽】2.82m
【机身内径】2.6m
【内部通道长】4.2m
【设计面积】84.67m2
【空气舵面积】入轨3t(9m3)、出轨1.5t(3.6m3)
发动机:
【轨道机动】6×400N
【再入滚动】8×400N
【目标接近】8×20N
【最终交会】8×20N
【减速】8×20N(冷气)
有效荷载:
【翼载】193kg/m2
【减速板】2×1.24m2
【升降副翼】2×3.94m2
【翼稍】2×2.54m2
【增压容积】42m2
【横向机动能力】1500km
【运行轨道】28.5°倾角,330-483km圆轨道
【轨道运行时间】12天(7天对接飞机)
【着陆速度】320km/h
【乘员】3人
【寿命】15年30次,年飞行2-3次
但因预算和技术问题“赫尔墨斯”号计划已被迫停止。
1988年底对“赫尔墨斯”号计划的总研制费用概算为50.5亿董元。阶段经费分配为预备阶段1.19亿美元,占总预算的2.2%;第一研制阶段6.04亿美元,占总预算13%,第二研制阶段43.3亿美元,占总预算85%。经费由12个国家分担。其比例为:法国43.5%、西德27%、意大利12.1%、比利时5.8%、西班牙4.5%、荷兰2.2%、瑞士2.0%、瑞典1.3%、奥地利0.5%、加拿大0.45%、丹麦0.45%、挪威0.2%。
“赫尔墨斯”号由法国国家空间研究中心和欧洲空间局负责,主承包商为法国宇航工业公司。马塞尔达索-布雷盖航空公司负责航空飞行研制(还包括再入防热和飞行制导控制)。主要的子承包商有阿埃丽塔里亚公司(负责温控系统)、ANT公司(负责数据收集和通信)、道尼尔公司(负责环境控制和生命保障系统)、ETCA公司(负责电源—配电系统)、福凯尔公司(负责遥控机械臂)、马特拉公司(负责电子系统)、MMB—艾尔诺公司(负责推进系统)和斯费纳公司(负责机上计算机飞行控制系统)等。
“赫尔墨斯”号,也译作“使神”号,其源于古希腊神话的众神使者——“赫尔墨斯”。
中国方案
中国在1988年提出过4种航天飞机方案和宇宙飞船方案,当年被誉为"五朵金花",最后选择了“神舟”系列宇宙飞船。我国的航天飞机研制计划最早提出于1988年,构想起于发展天军的战略,最早将其归属于863计划子项目编号204的航天附属项目中,是一个由宇宙飞船到航天飞机的渐进构想。当时,美国航天飞机成功首飞取得了巨大的轰动,所以我国国内主导意见是上航天飞机项目,宇宙飞船当时根本排不上号。在整整争论了三年后,1992年中国载人航天计划工程正式制定,提出了研制和运行以空间站为核心的载人航天系统,而天地往返系统确定为宇宙飞船,即后来的“神舟”系列宇宙飞船。
航天技术是"863计划"《高技术研究发展计划纲要》七大领域中的第二领域,主题项目是:大型运载火箭及天地往返运输系统、载人空间站系统及其应用。"863计划"出台后,航天领域成立了两个专家组,一是大型运载火箭及天地往返运输系统,代号863-204;二是载人空间站系统及其应用,代号863-205。1987年,在原国防科工委的组织下,组建了"863计划航天技术专家委员会"和主题项目专家组,对发展我国载人航天技术的总体方案和具体途径进行全面论证。
"863-204"专家组在1987年4月发布《关于大型运载火箭及天地往返运输系统的概念研究和可行性论证》的招标通知,以招标方式选择在技术方面有优势的单位,按要求各自论证载人航天方案。
在2个月的时间内,各竞标单位提出了11种技术方案。"863-204"专家组筛选出6种方案,要求他们在1988年6月底前,完成技术可行性论证报告,以便参加高层专家的评审。
“五朵金花”格局特色,最后选择了最右边的“神舟”
方案一:航天部五院508所提出的载人飞船方案。
方案二:航天部一院一部提出的“天骄”1号小型航天飞机方案。它与方案三的“长城”1号航天飞机接近,所不同的是轨道器不带主动力,返回时利用自身结构滑翔着陆。
“天骄”1号小型航天飞机方案
方案三:航天部上海航天局805所与航空部604所共同提出的“长城”1号航天飞机方案。它垂直起飞,水平降落,部分重复使用,轨道器带主动力可自主飞行。
“长城”1号航天飞机方案,采用无垂尾布局,自带火箭发动机
“长城”1号模型
方案四:航天部北京11所提出的V-2两级火箭飞机的方案。它像火箭一样垂直起飞,如飞机一样水平着陆,以火箭发动机为动力,可完全重复使用。
方案五:航空部601所提出的H-2空天飞机方案。它可以像飞机一样水平起飞和降落,使用吸气式涡喷组合发动机,可完全重复使用。
方案六:航空部611所对法国正在研究的“赫尔墨斯”小型航天飞机的综合分析,论证方认为法国搞的航天飞机在政治、经济、技术背景与我国有相似之处,其总体技术与航天部一院一部提出的“天骄”1号小型航天飞机方案类似,是航天飞机诸方案中最省力、省时的方案。611所正在与国外开展航空技术方面的合作,可以一并引进国外的有关技术。
在综合考虑了自身的技术基础和经济能力后,1990年5月,"863-2"专家委员会最终确定了"投资较小,风险也小,把握较大"的飞船方案,即利用我国现有的长征2E运载火箭发射一次性使用的宇宙飞船,作为突破我国载人航天的第一步;在2010年或稍后再建成载人空间站大系统。
世界各国
日本也曾有过这种冲动,但仅仅有初步假想图,并因各种局限而无奈放弃。
而印度、德国、巴西等甚至连像样的想法都没有。原因归结到一点,那就是——虽然这些国家也都很土豪,但航天飞机是只有极品土豪在玩得起的玩具。不是极品土豪,想都别想,门儿都没有。
天价成本
美国起初对航天飞机计划的预算为430亿美元(换算为2011年的美元价格),每次发射费用预计为5400万美元,但由于航天飞机系统过于复杂(机身超过250万个零件),技术和系统维护需要大量的人力物力,这一计划远远超出预算。截止2011年的统计显示,航天飞机计划共花费1960亿美元,其中每架航天飞机的造价约为120亿美元,单次发射的费用约为4亿5千万美元(超预算近10倍),而一次性使用的宇宙飞船造价也仅为2-3亿美元。2005年美国宇航局近30%的经费,约50亿美元,都花在航天飞机上,2006年这一数字下降为43亿美元,其中航天飞机的地面维护占了很大的比重。2004至2006年间,因为“哥伦比亚”号事故,航天飞机仅仅发射了3次,但美国宇航局仍为此计划花费了130亿美元。
苏联航天飞机的发展与美国相比起步较晚,但技术毫不逊色于美国。1988年首飞后,用于“暴风雪”计划的资金濒临耗尽:仅仅是开发航天飞机系统本身就花费了13亿卢布之巨,整个项目的开销超过了200亿卢布。前苏联当局也逐渐考虑起庞大的投资与发展航天飞机带来的益处之间的关系。1991年12月25日苏联解体,航天飞机计划被搁置。
中国与欧洲之所以放弃航天飞机近乎,主要原因仍在于此——前期天文数字一般的资金、后续无底洞一般的投入,过于烧钱。
启示录
航天科技一定要根据该国的国情、国力和科技发展水平,坚定不移地走适合自己的发展道路。这次飞行成功,不仅增强了美国航天界以及美国民众的信心,而且更是对科学探索精神一种极大鼓舞。
航天飞机的每次的飞行,都伴随着人们担忧的目光。冷战时期,出于太空竞赛的考虑,前苏联也上马了航天飞机项目,在消耗了大量人力物力财力之后,只飞行了一次即告停止。
美国的航天飞机计划将于2010年左右终止,并计划重新以飞船为天地往返运输器。
中国发展载人航天之初,也曾有过到底是从飞船起步还是从航天飞机起步的争论。今天航天飞机所遇到的困境,中国两次载人航天的成功,证明了我们当初的选择是正确的。
中国的载人航天事业正进入一个加速发展的时期,专家认为,我们既要坚持走自己的路,同时也要高度关注前人的经验和教训。我们要在自己的努力下建造有自己设计专利的航天飞机、太空飞行器。国家也应加大对航天事业的支持。
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陈阳