航天飞机的简介

航天飞机的简介
航天飞机的简介

航天飞机的简介
航天飞机
航天飞机集火箭,卫星和飞机的技术特点于一身,能像火箭那样垂直发射进入空间轨道,又能像卫星那样在太空轨道飞行,还能像飞机那样再入大气层滑翔着陆,是一种新型的多功能航天飞行器.它的结构主要由三大部分组成.①轨道飞行器,包括三副引擎火箭、驾驶员舱、乘务员舱和载货舱.②用作提供推进的外贮箱.③火箭助推器,共有两枚,使用固体燃料.航天飞机的主要用处是空间运输、卫星服务,它可以靠近其他航天器,为其输送物品及修理等服务项目.还可以进行星际观测,军事、地理观察及拍照.由于其本身体积较大（高20多米,长50多米）,也可以做为大型空间建筑.航天飞机起飞时可以像火箭那样垂直发射,在运行过程中,为了减轻负担,可以把工作完毕后的固体燃料火箭助推器和推进外贮箱抛掉.航天飞机的主要机械在返回地面后经过整修还可以继续使用.
美国于1972年开始研制与实施航天飞机的计划.第一架航天飞机“企业号”1977年开始在各种复杂的地面上和大气层中试验.1981年首次用“哥伦比亚号”航天飞机在太空试验飞行,飞行三天后成功地返回地面.从此以后,载人的航天飞机开始进入太空.
航天飞机把人载入太空,在上面可以进行科学实验,比如太空育种,药物合成,晶体提纯,金属冶炼,宇宙观测等等,因为航天飞机上的物体处于失重状态,这是在地球上得不到的.所以可以做很多地球上因为重力影响没法做的实验.航天飞机的好处就是可以重复使用,节约经费.并且在返回地球的时候不用燃料,像鹰一样是靠滑翔降落到地面的.航天飞机的外形就像普通飞机一样.但它的表面必须有隔热层,否则飞回地球的时候会被和空气剧烈摩擦产生的热量烧毁!一个国家的航天技术标志着它的综合国力,你看看美国,俄罗斯都有航天飞机,咱们就没有.但是我们的神州系列飞船发展的也很快,要有信心!
天地往返穿梭器—航天飞机
1969年4月,美国宇航局提出建造一种可重复使用的航天运载工具的计划.1972年1月,美国正式把研制航天飞机空间运输系统列入计划,确定了航天飞机的设计方案,即由可回收重复使用的固体火箭助推器,不回收的两个外挂燃料贮箱和可多次使用的轨道器三个部分组成.经过5年时间,1977年2月研制出一架创业号航天飞机轨道器,由波音747飞机驮着进行了机载试验.1977年6月18日,首次载人用飞机背上天空试飞,参加试飞的是宇航员海斯（C•F•Haise）和富勒顿（G•Fullerton）两人.8月12日,载人在飞机上飞行试验圆满完成.又经过4年,第一架载人航天飞机终于出现在太空舞台,这是航天技术发展史上的又一个里程碑.
1981年4月12日,在卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心聚集着上百万人,参观第一架航天飞机哥伦比亚号发射.宇航员翰•杨（John W•Young）和克里平（Robert L•Crippen）揭开了航天史上新的一页.这架航天飞机总长约56米,翼展约24米,起飞重量约2040吨,起飞总推力达2800吨,最大有效载荷29.5吨.它的核心部分轨道器长37.2米,大体上与一架DC—9客机的大小相仿.每次飞行最多可载8名宇航员,飞行时间7至30天,轨道器可重复使用100次.航天飞机集火箭,卫星和飞机的技术特点于一身,能像火箭那样垂直发射进入空间轨道,又能像卫星那样在太空轨道飞行,还能像飞机那样再入大气层滑翔着陆,是一种新型的多功能航天飞行器.
从1981年至1993年底,美国一共有5架航天飞机进行了59次飞行,其中哥伦比亚号15次,挑战者号10次,发现号17次,亚特兰蒂斯号12次,奋进号5次.每次载宇航员2至8名,飞行时间从2天到14天.在12年中,已有301人次参加航天飞机飞行,其中包括18名女宇航员.航天飞机的59次飞行中,在太空施放卫星50多颗,载2座空间站到太空轨道,发射了3个宇宙探测器,1个空间望远镜和1个γ射线探测器,进行了卫星空间回收和空间修理,开展了一系列科学实验活动,取得了丰硕的探测实验成果.
美国航天飞机创造了许多航天新纪录.航天飞机首航指令长约翰•杨6次飞上太空,是世界上参加航天次数最多的宇航员.1983年6月18日女宇航员莎丽•赖德（Sally K•Ride）乘挑战者号上天飞行,名列美国妇女航天的榜首.1983年8月30日,挑战者号把美国第一个黑人宇航员布鲁福德（Guion S•Bluford）送上太空飞行.1984年2月3日乘挑战者号上天的麦坎德利斯（B•McCandless）,成为世界上第一位不系安全带到太空行走的宇航员.1984年4月6日挑战者号上天后,宇航员首次抓获和修理轨道上的卫星成功.1984年10月5日参加挑战者号飞行的莎丽文（Kathryn D•Sullivan）成为美国第一位到太空行走的女宇航员.1985年1月24日发现号升空,首次执行秘密的军事任务.1985年4月29日,第一位华裔宇航员王赣骏（Tayler Wang）乘挑战者号上天参加科学实验活动.1985年11月26日,亚特兰蒂斯载宇航员上天第一次进行搭载空间站试验.1992年5月7日奋进号首次飞行,宇航员在太空第一次用手工操作抢救回收卫星成功.7月31日亚特兰蒂斯号上天,首次进行绳系卫得发电试验.9月12日奋进号将第一位黑人女宇航员,第一位日本记者和第一对宇航员夫妇载入太空飞行.
暴风雪号航天飞机首航成功
1988年11月15日莫斯科时间清晨6时,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,外形同美国航天飞机极其相仿,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,能将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.科学家们认为,这次完全靠地面控制中心遥控机上的电脑系统,在无人驾驶的条件下自动返航并准确降落在狭长跑道上,其难度林比1981年美国航天飞机有人驾驶试飞大得多.首先,暴风雪号的主发动机不是装在航天飞机尾部,而是安装在能源号火箭上,这样就大大减轻了航天飞机的入轨重量,同时腾出位置安装小型机动飞行发动机和减速制动伞.其次,暴风雪号着陆时,可用尾部的小型发动机做有动力的机动飞行,安全准确地降落在狭长跑道上,万一着陆失败,还可以将航天飞机升起来进行第二次着陆,从而提高了可靠性.而美国航天飞机靠无动力滑翔着陆只能一次成功.第三,暴风雪号能象普通飞机那样借助副翼,操纵舵和空气制动器来控制在大气层内滑行,还准备有减速制动伞,在降落滑跑过程中当速度减慢到50千米/小时自动弹出,使航天飞机在较短距离内停下来.暴风雪号首航成功,标志着前苏联航天活动跨入一个新的阶段,为建立更加完善的天地往返运输系统辅平了道路.原计划一年后进行载人飞行,但由于机上系统的安全可靠尚未得到充分保证,加之其后政治和经济等方面的原因,载入飞行的时间便推迟了.
附:“挑战者”号航天飞机爆炸
1986年1月28日,美国“挑战者”号航天飞机在第10次发射升空后,因助推火箭发生事故凌空爆炸,舱内7名宇航员(包括一名女教师)全部遇难.造成直接经济损失12亿美元,航天飞机停飞近3年,成为人类航天史上最严重的一次载人航天事故,使全世界对征服太空的艰巨性有了一个明确的认识.
遇难宇航员为斯科比、史密斯、麦克奈尔、杰维斯、鬼冢(夏威夷出生,日裔)、朱迪恩•雷斯尼克(女)、麦考利芙(女教师).
美国东部时间当日上午11时39分12秒,美国佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航空中心10英里上空,在“轰”的一声巨响之后,“挑战者”号航天飞机凌空爆炸.美国全部航天飞机飞行因而暂停了3年,“星球大战”计划也遭受严重挫折.
美国哥伦比亚号航天飞机失事 7宇航员罹难
美国当地时间2月1日,载有七名宇航员的美国哥伦比亚号航天飞机在结束了为期16天的太空任务之后,返回地球,但在着陆前发生意外,航天飞机解体坠毁.
美东时间上午九9点(北京时间22:00),也就是在哥伦比亚号着陆前16分钟,该机突然从雷达中消失.
电视图像显示,解体的哥伦比亚号在德州的上空划出了数条白色的轨迹.
美国航空航天局并没有立即宣布包括一名以色列宇航员在内的全体船员已经遇难,但是肯尼迪机场现在已经降下半旗.目前在德州地区寻找哥伦比亚号残骸的工作仍在继续,航空航天局已经向民众发出警告,不要接触任何碎片,因为在航天飞机引擎上覆有毒性极强的化学涂料.
哥伦比亚号进行紧急着陆的航空可能性是不存在的,航天局的发言人凯勒-赫尔林向CNN表示：“在当时的情况下,恐怕哥伦比亚号根本没有选择的机会.”
事发之后,布什总统立即结束了戴维营的短暂休假,返回了白宫,密切关注事态的进一步发展.
哥伦比亚号是美国现有的四架航天飞机中服役时间最长的,此次的意外事件使人们回想起了1986年1月28日挑战者号的失事,当时机上七名宇航员全部罹难.
联邦调查局发言人安吉拉-贝尔表示,目前没有直接证据显示此次事件与恐怖分子有关.
哥伦比亚号发生意外时的飞行高度为203,000英尺,时速为12,500英里.
航空航天局的发言人凯瑟琳-沃森向全国公共广播网表示：“目前所有的飞行控制器都在努力寻找能够说明到底发生了什么问题的数据.”但在被问及是否能够有宇航员幸存时沃森流下了眼泪.
此次在哥伦比亚号上遇难的七名宇航员分别是：里克-赫兹本德、威廉-麦克库尔、麦克尔-安德森、大卫-布朗、凯尔帕娜-乔拉、劳里尔-克拉克以及以色列人伊兰-拉蒙.
以色列总理沙龙表示：“此次事件对于两国政府、两国人民以及遇难宇航员的家庭来说都是一个巨大的悲剧.”
航天飞机是一种可重复使用的由运载火箭发射的飞行器,用于进入地球轨道,在地球与轨道航天器之间运送人员和物资,并滑翔降落回地面.第一架航天飞机于1981年4月12日发射升空.航天飞机主要由3部分组成：带机翼的轨道器,用于运载航天员和物资；外部推进剂箱,用于携带供3台主发动机使用的液氢和液氧；一对大型固体推进剂捆绑式助推火箭.整个系统的起飞重量达2000吨,高56米.发射时,助推器和轨道器主发动机同时点火,推力达3100万牛顿.起飞后约两分钟,助推火箭被抛弃并用降落伞降落,回收后再次使用.轨道器将外部推进剂箱中的推进剂消耗完时,已获得99%的轨道高度,于是抛弃.此推进剂箱在坠入大气层时解体.虽然航天飞机像常规载人航天器一样垂直发射,但不同的是,它能像普通喷气式飞机一样滑翔降落在跑道上.轨道器在设计上可重复使用00次,降低了航天飞行的成本.航天飞机可将卫星和探测器装入它的货仓带到太空去施放,也可由航天员在太空中回收或修理轨道上出了问题的卫星.航天心机还可用作太空实验室,携带专门的研究设备进行各种科学实验.航天飞机完成任务返回地面远比升空时的难度与危险性要大.当轨道飞行器返回地球重入大气层时,它必须十分精确地调整好自己的状态和角度.由于机身与空气的剧烈摩擦,其外部可产生1500摄氏度的高温,如果没有防护装置,飞机将会熔化.所以,在航天飞机的外表覆盖了一层大小形状不同的黑色光亮的硅酸盐纤维瓷片,这些瓷片的隔热性能非常好,可以保证热量不被传导到飞行器上.航天飞机是迄今为止人类所制造的最复杂、最尖端的运载工具.它庞大而精密的系统由数百万个零部件组成,其中任何一个出现问题,都可能导致整个航天飞机毁灭.两架失事的航天飞机,一个是因为小小的密封圈发生泄漏,在起飞后不久发生了爆炸；一个是因为瓷片脱落击坏身,在重返大气层时发生机身解体.两次事故使十几名宇航员壮烈牺牲.人们在感激这些勇士,震惊这种灾难的同时,仍然会对科学事业充满不懈的激情.
目前只有美国拥有航天飞机,但由这些航天飞机所进行伟大事业,使人类对科学的认识产生了突飞猛进的作用.
航天飞机是世界上唯一的可重复使用的航天运载器.70-80年代,美国、苏联、法国和日本等国相继开始研制航天飞机,但由于技术和资金等原因,到目前只有美国研制的航天飞机投入使用.航天飞机用途广泛,可进行空间交会、对接、停靠、空间科学实验、发射回收或检修卫星.它曾在空间捕获一颗未能进入同步贵道的国际通信卫星6号,进行修理后,又把它送入同步轨道.它还发射过并三次整修哈勃空间望远镜.航天飞机通常可乘7人,飞行时间一般在2周以下,最长可达28天.
目前航天飞机的主要任务是向国际空间站运送宇航员和各种建设用部件和补养.美国原设想使用可多次重复使用的航天飞机可以节约花费.但结果全然不同,每架航天飞机的研制费非常高,最新的奋进号研制费达20亿美元,而且每次发射费用1亿多美元.因此至今只做了6架航天飞机,其中一架企业号为样机,另外有五架工作机,分别是哥伦比亚号、挑战者号、发现号、阿特兰蒂斯号和奋进号.航天飞机的可靠性还是非常高,自1986年1月挑战者号发射失败后一直到2002年4月为止已成功飞行过110次.