美国和苏联的航天飞机

美国和苏联的航天飞机

2010-03-25

我们都知道美国和俄罗斯是两个航天大国，初了火箭之外还有航天飞机。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。经过5年时间，1977年2月研制出一架“企业号”航天飞机轨道器，1977年2月15日，进行了3次滑行测试飞行。1977年2月18日到1977年3

月2日，进行了5次机载背负飞行测试，载机为波音747。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。随后又进行了8次载人飞行测试，1977年10月26日，载人飞行试验圆满完成。“企业号”实际上它是一个纯粹的测试平台，没有发动机，没有设备，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”之后的第二架航天飞机的，但是后来NASA发觉改装测试平台STA-099更划算，而后来“奋进号”又被建造出来，“企业号”就再也没有上天的机会了。1977年，美国又建造了“开路者号”航天飞机，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。

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”的发射，首次执行STS-1任务，

开启了NASA的太空运输系统计划（Space Transportation System program，STS）之序章，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。“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。然而很不幸的，“哥伦比亚号”在2003年2月1日，在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名航天员全数罹难。

航天飞机总长34.24米，翼展约23.79米，该系统总高56.14米，起飞重量约2,046吨，起飞总推力达3,076吨。美国一共设计制造了5架航天飞机，分别为“哥伦比亚号”、“挑战者号”、“发现号”、“亚特兰蒂斯号”、“奋进号”。“挑战者号”是NASA旗下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。美国的航天飞机都是以早期的船名而命名的，因此“挑战者号”的命名由来也不例外，是承袭自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”（HMS Challenger）。然而很不幸，“挑战者号”在1986

年1月28日当地时间早上11时38进行代号STS-51-L的第10次太空任务时，因为右侧固态火箭推进器上一个O形环失效，导致一连串连锁反应，在升空后

73秒爆炸解体坠毁。当时机上的7名航天员，全在该次意外中丧生。

“发现号”航天飞机（STS Discovery，OV-103）是美国国家航空航天局（NASA）旗下的第三架实际执行太空飞行任务的航天飞机。首次飞行是在1984年8月30

日，负责进行各种科学研究与作为国际太空站计划的支援。“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大利亚大陆存在等的功绩，而同行中的另外一艘探险船“奋进号”（HMBarque Endeavour）也成为NASA另一架航天飞机“奋进号”的命名由来。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”在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。

“发现号”的建造与在它之前的MPTA-098（主推进器测试体）、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，“发现号”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”轻了约3,120千克，空重68,744千克，装上三台主发动机重77,634公千克。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面级，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。

“阿特兰蒂斯号”航天飞机（STS Atlantis，OV-104）是美国国家航空航天局（NASA）旗下第四架实际执行太空飞行任务的航天飞机。它与“发现号”是姊妹机，属于NASA第二批制造的航天飞机，由于“发现号”与“阿特兰蒂斯号”

制造的过程中也同时生产了一批备用零件，稍后NASA决定利用这些多余的零件，进而组装成第五架航天飞机——“奋进号”。“阿特兰蒂斯号”首次飞行于1985年10月3日，代号STS-51-J的该任务之主要酬载是来自美国国防部的委托，因此任务内容是国防机密，没有对外公开。如同其他美国航天飞机都是以早年的调查船等科学船只作为命名由来的作法，“阿特兰蒂斯号”的命名，是源自于一艘1930年到1966年间，隶属于马萨诸塞州伍兹·霍尔海洋科学研究所（Woods Hole Oceanographic Institute）的460吨双桅帆船“阿特兰蒂斯号”。这艘双桅帆船是第一艘被用于海洋科学研究的美国船只，也是帆船时代末期最后几艘活耀在海上的范例，因为到那年代以蒸气引擎或柴油引擎做为动力的船只已经渐渐占据水面，鲜少见得到帆船还在服役的。

“奋进号”航天飞机（STS Endeavour，OV-105，又译“努力号”）是美国国家航空航天局（NASA）旗下的第五架实际执行太空飞行任务的航天飞机，也是最新的一架，首次飞行是1992年5月7日的STS-49号任务。“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。“奋进号”是美国一系列航天飞机之中首架以公开征名竞赛的方式来决定命名的先例，由美国的中小学生决定航天飞机的命名之后，再由布什总统在1989年时正式宣布。如同美国历架航天飞机的命名原则，“奋进号”的名字也是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（James Cook）在1768年第一次远征时所搭乘的一艘368吨等级的三桅帆船“奋进号”。由于“奋进号”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。