□作者: 朱毅麟

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新型航天器 朱毅麟

20世纪80年代以前，人类上天都是乘坐载人飞船上去的。然而，载人飞船自己没有强大的动力装置，是靠运载火箭把它送上太空的。这样，用完了的火箭就报废，不能再利用，经济上很不合算。载人飞船由于没有翅膀，不能像飞机那样在空中滑行，选择合适的场地水平着陆，有时还会掉到冰天雪地或原始森林中，十分危险。因此，靠运载火箭与载人飞船进行大规模的航天活动，成本太高，终非长久之计，需要另外想办法。 　　1981年，美国航天工程师们研制成功了一种新一代的、身兼多职的航天器——航天飞机。它有三个特征：第一，能像火箭那样垂直发射；第二，能像飞船那样在太空轨道上灵活地飞行；第三，能像飞机一样在空中滑翔，在地面水平着陆。换句话说，就是航天飞机集运载火箭、载人飞船和飞机的本领于一身。 　　 　　第一节 什么是航天飞机？ 　　我们曾经说过，飞机不能充当飞向太空的航天交通工具，所以才采用了火箭。现在怎么又出现了航天“飞机”，这是怎么回事呢？ 　　 　　原来，火箭虽然能飞向太空，但是它使用一次就抛弃了，太不经济，而飞机虽然不能飞向太空，但是却能多次重复使用。 　　于是科学家们就想，能不能将火箭和飞机的优点结合起来，设计出一种既能飞向太空，又能返回地面，可重复使用而且成本低的航天器呢？ 　　经过航空航天技术专家们多年的努力，一种既能像火箭那样垂直从地面起飞，也能像载人飞船一样在太空中运行，又能像飞机一样在空中滑翔、在地面水平着陆的新型航天器——航天飞机诞生了。 　　我们来看看，航天飞机是什么样子的。 　　 　　航天飞机实际上是由两枚固体燃料助推火箭、推进剂贮箱和轨道器三大部分组成。当航天飞机竖立在发射台上时，固体助推火箭和推进剂贮箱好像三根粗大的立柱：贮箱在中间，固体助推火箭在两侧；轨道器则好像叮在柱子上的一只硕大无比的飞蛾。 　　推进剂贮箱直径8.4米，高47米，足有20层楼那高么，里面装有700多吨的液氢和液氧，供轨道器上升时发动机燃烧用。固体助推火箭略为细一点，直径3.7米，高45米，每个助推器能产生约12000千牛的推力。 　　轨道器是航天飞机的主体，身长37米，翼展24米，人们习惯上说的航天飞机常常只是指轨道器。它的外形活像一架喷气式飞机。但它和飞机有着很大的区别：飞机是靠空气喷气发动机推进，只能在大气层内飞行；而轨道器装的是火箭发动机，所以能在太空中航行。 　　航天飞机三部分合在一起的总重约为2200吨。起飞时，固体助推火箭与轨道器的火箭发动机同时点燃，带着推进剂贮箱一齐上升。固体助推火箭燃烧完毕，就脱落，然后张开降落伞在海面上回收，以便装填燃料下次再用。轨道器带着推进剂贮箱继续上升，直到贮箱内的推进剂烧完，贮箱脱落抛弃。轨道器继续加速，进入太空。 　　 　　航天飞机（也就是轨道器）像载人飞船一样在太空中运行，完成任务以后，就脱离轨道，向地面返回。在进入大气层时，由于机身与空气发生剧烈摩擦，产生巨大的热量，机头的温度高达1000多摄氏度，但由于机头、机身、机翼前缘都盖上了一层耐高温材料做的防热瓦，这种防热瓦能耐1000多摄氏度的高温，所以航天飞机的座舱里安然无恙。最后在低空大气中滑翔，在机场水平着陆。 　　航天飞机经过一番清洗和整修后，可以重新起飞，重复使用几十次。这样就经济多了。 　　航天飞机可最多乘坐7名航天员。它的构造也与飞机相似，分为驾驶员舱、货舱和尾舱三部分。 　　驾驶员舱位于机头部分，又可分为上、中、下三层。 　　上层是驾驶室，有前后两排共4个座位，前排两个是机长和驾驶员的座位，后排两个供工程师、科学家或其他人员乘坐。驾驶室的前面有飞行控制、显示仪表等设备；驾驶室顶上有一个可以打开的舱门。在紧急情况下，航天员可以从这里逃生。 　　中层是航天员的生活区，里面有食品柜、小厨房、洗漱间、卧室和厕所等生活设施。 　　下层是调节驾驶舱内空气压力、成分、温度和湿度等环境控制设备间。 　　 　　货舱位于机身的中部，直径4.5米、长18米，一次可装载29吨多的货物。货舱上部有两扇大门，进入太空以后可以打开。货舱两侧各安装有一只机械臂，能屈能伸，可以任意转换方向，最远可以伸到15米远的地方。驾驶舱里的航天员通过目视或电视观察，操纵机械臂装卸货物。 　　尾舱是发动机舱，装有主发动机、轨道机动发动机、姿态控制发动机以及气瓶、贮箱等。 　　航天飞机在太空轨道上运行时，显示出与其他航天器不同的功能：它既能够为太空中的空间站接送航天员和运送物资，又可以在轨道上捕捉卫星。它伸出机械手将卫星捉住，放进货舱，对它进行检查修理，或者将卫星带回地面修理。航天员也可以亲自走出航天飞机，充当太空修理工，对失灵的卫星进行空间维修，使它“起死回生”。 　　由于航天飞机的货舱很大，一次可以装下好几颗卫星，因此它可以一次发射2～3颗卫星，这样也能够节省发射费用。 　　人们发展航天飞机的主要目的是要降低发射费用。但是由于到目前为止，每次发射前对航天飞机的整修和发射时的准备工作所需的人力、物力和时间都还比较多，每次发射费用高达3.5亿美元，所以，原来指望的降低发射成本的目的并未达到。航天飞机还远未成为经济的航天交通工具。尽管如此，航天飞机的出现标志着航天技术的重大突破，并进入了一个新的历史阶段。 　　1981年4月12日美国“哥伦比亚号”航天飞机首次载人航天飞行试验成功，并于1982年11月正式投入使用，到2003年1月为止，一共发射了113次，成功111次，其中，第25次，1986年1月28日，“挑战者号”航天飞机起飞不久发生爆炸，机毁人亡；最后一次，2003年2月1日，“哥伦比亚号”从太空返回再入大气层时解体，再次发生机毁人亡的惨剧。此后，航天飞机全部停飞，改进和加强航天飞机的飞行安全措施，预计要到2005年4～5月间才能恢复飞行。 　　苏联于1988年11月15日首次成功地发射了它的“暴风雪号”航天飞机，在轨道上飞行3小时后，安全水平着陆，但是这是一次不载人的飞行。按原计划，“暴风雪号”航天飞机将再进行一次不载人飞行，第三次进行载人飞行，但是这个计划至今没有兑现。

文章作者:朱毅麟
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