美國太空梭

美國太空梭

美國太空梭是世界上第一種往返於地面和宇宙空間的可重複使用的航天運載器。它由軌道飛行器、外貯箱和固體助推器組成。每架軌道飛行器可重複使用一百次,每次最多可將29.5噸有效載荷送入185至1110公里近地軌道,將14.5噸有效載荷帶回地面,太空梭全長56.14米,高23.34米。軌道飛行器可載三至七人,在軌道上飛行7至30天,即可進入低傾角軌道,也可進入高傾角軌道,可進行回合、對接、停靠,執行人員和貨物運送,空間試驗,衛星發射、檢修和回收等任務。

基本信息

​基本簡介

美國太空梭是世界上第一種往返於地面和宇宙空間的可重複使用的航天運載器。它由軌道飛行器、外貯箱和固體助推器組成。每架軌道飛行器可重複使用一百次,每次最多可將29.5噸有效載荷送入185至1110公里近地軌道,將14.5噸有效載荷帶會地面,太空梭全長56.14米,高23.34米。軌道飛行器可載三至七人,在軌道上飛行7至30天,即可進入低傾角軌道,也可進入高傾角軌道,可進行回合、對接、停靠,執行人員和貨物運送,空間試驗,衛星發射、檢修和回收等任務。

太空梭在發射場垂直起飛,上升過程中拋掉工作完畢的固體助推器的殼體和外貯箱,靠軌道飛行器內的發動機上升到地球大氣層以外的軌道運行。完成任務以後,再改變速度,脫離軌道,重返大氣層,象飛機一樣滑翔回預定機場,水平著陸。軌道飛行器具有2000公里橫向機動能力,為精確對準著陸機場調整飛行航線。助推器回收後,經整修可再次使用,外貯箱不回收。

歷次任務

日期任務代號降落地點

1981年4月12日STS-1愛德華茲空軍基地

1981年11月12日STS-2愛德華茲空軍基地

1982年3月22日STS-3白沙太空港

1982年6月27日STS-4愛德華茲空軍基地

1982年11月11日STS-5愛德華茲空軍基地

1983年11月28日STS-9愛德華茲空軍基地

1986年1月12日STS-61-C愛德華茲空軍基地

1989年8月8日STS-28愛德華茲空軍基地

1990年1月9日STS-32愛德華茲空軍基地

1990年12月2日STS-35愛德華茲空軍基地

1991年6月5日STS-40愛德華茲空軍基地

1992年6月25日STS-50甘迺迪太空中心

1992年10月22日STS-52甘迺迪太空中心

1993年4月26日STS-55愛德華茲空軍基地

1993年10月18日STS-58愛德華茲空軍基地

1994年3月4日STS-62甘迺迪太空中心

1994年7月8日STS-65甘迺迪太空中心

1995年10月20日STS-73甘迺迪太空中心

1996年2月22日STS-75甘迺迪太空中心

1996年6月20日STS-78甘迺迪太空中心

1997年11月19日STS-80甘迺迪太空中心

1997年4月4日STS-83甘迺迪太空中心

1997年7月1日STS-94甘迺迪太空中心

1997年11月19日STS-87甘迺迪太空中心

1998年4月13日STS-90甘迺迪太空中心

1999年7月23日STS-93甘迺迪太空中心

2002年3月1日STS-109甘迺迪太空中心

2003年1月16日STS-107無(失事解體)

美國第二架太空梭:“挑戰者號” 挑戰者號太空梭(STSChallengerSTA-099/OV-099)是美國國家航空航天局(NASA)甘迺迪太空中心旗下的一架太空梭。1983年開始被用在軌道載具(OrbiterVehicle)用途,但不幸在1986年時於任務中爆炸墜毀。 相關紀錄

飛行次數:10次

繞行地球:987圈

任務長度:在太空中69日

美國第三架太空梭發現號

發現號太空梭(STSDiscoveryOV-103)是美國國家航空航天局(NASA)甘迺迪太空中心(KSC)旗下,第三架實際執行太空飛行任務的太空梭。首次飛行是在1984年8月30日,負責進行各種科學研究與作為國際太空站計畫的支援。於2011年3月9日執行完STS-133任務後退役。 發現號太空梭的第一次飛行是在1984年8月,總計飛行了21次,比任何其它太空梭飛行次數都多。

歷次任務

日期任務代號附註

1984年8月30日STS-41-D發射兩顆通訊衛星

1984年11月8日STS-51-A發射兩顆救援與兩顆通訊衛星

1985年1月24日STS-51-C發射一顆隸屬美國國防部的電子情報(ELINT)衛星

1985年4月12日STS-51-D發射兩顆通訊衛星

1985年6月17日STS-51-G發射兩顆通訊衛星

1985年8月27日STS-51-I發射三顆通訊衛星

1988年9月29日STS-26挑戰者號發生意外後首次恢復的太空梭飛行任務,發射一顆TDRS(追蹤與資料中繼衛星)

1989年3月13日STS-29發射一顆TDRS

1989年11月22日STS-33發射一顆ELINT衛星

1990年4月24日STS-31發射哈伯太空望遠鏡(HST)

1990年10月6日STS-41發射尤里西斯太陽探測器(UlyssesProbe)

1991年4月28日STS-39發射美國國防部空軍675號(AirForceProgram-675,AFP675)衛星

1991年9月12日STS-48酬載上大氣層研究衛星(UARS)

1992年1月22日STS-42酬載國際微重力實驗室一號(IML-1)

1992年12月2日STS-53酬載美國國防部所委託的設施

1993年4月8日STS-56酬載大氣實驗室二號(ATLAS-2)

1993年9月12日STS-51發設先進通訊技術衛星(ACTS)

1994年2月3日STS-60酬載真空尾跡屏罩設備(WakeShieldFacility,WSF)

1994年9月9日STS-64進行Lidar內太空技術實驗(LITE)

1995年2月3日STS-63與和平號太空站會合

1995年7月13日STS-70發射第七顆TDRS衛星

1997年2月11日STS-82維修哈伯太空望遠鏡

1997年8月7日STS-85載運與裝設低溫紅外線頻譜儀與望遠鏡(CryogenicInfraredSpectrometersandTelescopes)

1998年6月2日STS-91最後一次進行太空梭與和平號太空站間的泊靠任務

1998年10月29日STS-95約翰·葛倫(JohnGlenn)的第二次太空飛行,使他成為世界上年紀最大的太空人

1999年5月27日STS-96國際太空站補給任務

1999年12月19日STS-103維修哈伯太空望遠鏡

2000年10月11日STS-92國際太空站組裝任務

2001年3月8日STS-102國際太空站的人員輪調任務

2001年8月10日STS-105國際太空站人員與補給運送任務

2005年7月26日STS-114哥倫比亞號解體意外後首次太空梭返回太空任務,國際太空站人員與補給運送任務,新安全裝置測試

2006年7月4日STS-121國際太空站人員與補給運送任務

2006年12月9日STS-116國際太空站組裝與人員輪調任務

2007年10月23日STS-120國際太空站組裝與人員輪調任務,安裝和諧號(太空艙)節點

2008年5月31日STS-124運送希望號日本實驗艙的加壓艙段飛往國際空間站

2009年3月15日STS-119運送太陽能電池板等組件前往國際空間站

2009年8月28日STS-128國際太空站人員與補給運送任務

2010年4月5日STS-131國際太空站補給任務

2011年2月24日STS-133國際太空站補給任務,這也是發現號的最後一次發射

美國第四架太空梭亞特蘭蒂斯號

阿特蘭蒂斯號太空梭(STSAtlantisOV-104)是美國國家航空航天局(NASA)甘迺迪太空中心(KSC)旗下,第四架實際執行太空飛行任務的太空梭。它與發現號是姊妹機,屬於NASA第二批製造的太空梭,由於發現號與阿特蘭蒂斯號製造的過程中也同時生產了一批備用零件,稍後NASA決定利用這些多餘的零件,進而組裝成第五架太空梭——奮進號。

美國“阿特蘭蒂斯”號太空梭定於格林尼治時間21日9時56分(台北時間17時56分)著陸於佛羅里達州甘迺迪航天中心,結束它以及整個美國太空梭編隊的最後一次飛行。

阿特蘭蒂斯號首次飛行於1985年10月3日,代號STS-51-J的該任務之主要酬載是來自美國國防部的委託,因此任務內容是國防機密,沒有對外公開。

歷次任務

日期任務代號任務簡介

1985年10月3日STS-51-J首次任務;美國國防部任務

1985年11月26日STS-61-B部署三顆通訊衛星:MORELOS-B,AUSSAT-2,與SATCOMKU-2

1988年12月2日STS-27美國國防部任務

1989年5月4日STS-30發射麥哲倫號金星探測器

1989年10月18日STS-34發射伽利略號木星探測器

1990年2月28日STS-36美國國防部任務

1990年11月15日STS-38美國國防部任務

1991年4月5日STS-37部署康普頓伽瑪射線太空觀測站(ComptonGammaRayObservatory)

1991年8月2日STS-43部署TDRS-5.

1991年11月24日STS-44美國國防部任務

1992年2月24日STS-45攜帶ATLAS(AtmosphericLaboratoryforApplicationsandScience,套用與科學大氣實驗室),第一次任務

1992年7月31日STS-46部署歐洲空間局所開發的歐洲可回收載具(EUropeanREtrievableCArrier,EURECA)與NASA的系鏈衛星系統(TetheredSatelliteSystem,TSS)

1994年11月3日STS-66攜帶ATLAS,第三次任務

1995年6月29日STS-71第一次太空梭與和平號空間站會合

1995年11月12日STS-74運送接駁模組至和平號太空站並泊靠在Kristall模組上。在三天的太空梭-和平號太空站連結任務中機組人員將水、補給品、設備與兩套用來升級太空站的太陽能發電陣列搬至太空站中

1996年3月22日STS-76與和平號空間站會合,並移轉組員ShannonLucid

1997年9月16日STS-79與和平號空間站會合,並進行組員ShannonLucid與JohnBlaha的交換

1997年1月12日STS-81與和平號空間站會合,並進行組員JohnBlaha與JerryLinenger的交換

1997年5月15日STS-84與和平號空間站會合,並進行組員JerryLinenger與MichaelFoale的交換

1997年9月25日STS-86與和平號空間站會合,並進行組員MichaelFoale與DavidA.Wolf的交換

2000年5月19日STS-101國際空間站裝配任務(補給國際空間站)

2000年9月8日STS-106國際空間站裝配任務(補給國際空間站).

2001年2月7日STS-98國際空間站裝配任務(運送以及裝配命運號實驗艙).

2001年7月12日STS-104國際空間站裝配任務(運送以及裝配尋求號氣密艙).

2002年4月8日STS-110國際空間站裝配任務(運送以及裝配S0衍架組件).

2002年10月7日STS-112國際空間站裝配任務(運送以及裝配S1衍架組件).

2006年9月9日STS-115國際空間站補給和建設(P3、P4衍架及太陽能電池板組件).

2007年6月8日STS-117國際空間站補給和建設(P3、P4衍架及太陽能電池板組件).

2008年2月7日STS-122國際空間站建設(哥倫布實驗艙).

2009年5月11日STS-125維修哈勃空間望遠鏡.

2009年11月16日STS-129國際空間站建設

2010年5月14日STS-132國際空間站建設

美國第五架太空梭奮進號

奮進號太空梭是美國國家航空航天局甘迺迪太空中心的第五架實際執行太空飛行任務的太空梭,也是最新的一架,首次飛行是1992年5月7日的STS-49號任務。奮進號負責的任務中有不小比例是用來支援國際太空站計畫。

歷次任務

編號日期任務代號降落地點附註

11992年05月07日STS-49愛德華茲空軍基地捕捉與重新部屬Intelsat(國際遙距通訊衛星組織)六號衛星

21992年09月12日STS-47甘迺迪太空中心太空實驗室(Spacelab)J號任務

31993年01月13日STS-54甘迺迪太空中心部屬TDRS-F(追蹤與資料中繼衛星)

41993年07月21日STS-57甘迺迪太空中心進行太空實驗室實驗,回收歐洲可回收載具(EuropeanRetrievableCarrier)

51993年12月02日STS-61甘迺迪太空中心首次哈勃太空望遠鏡維修任務

51994年04月09日STS-59愛德華茲空軍基地進行太空雷達實驗室(SpaceRadarLaboratory)實驗

71994年09月30日STS-68愛德華茲空軍基地進行太空雷達實驗室實驗

81995年03月30日STS-67愛德華茲空軍基地執行太空實驗室Astro-2號實驗

91995年09月07日STS-69甘迺迪太空中心籌載真空尾跡屏罩設備(WakeShieldFacility,WSF)與進行其他實驗

101996年01月11日STS-72甘迺迪太空中心回收日本的太空飛行器單元(SpaceFlyerUnit)

111996年05月19日STS-77甘迺迪太空中心進行太空實驗室實驗

121998年01月22日STS-89甘迺迪太空中心與和平號太空站會合,進行人員交換

131998年12月04日STS-88甘迺迪太空中心國際太空站組裝任務

142000年02月11日STS-99甘迺迪太空中心執行太空梭地貌雷達任務(ShuttleRadarTopographyMission)實驗

152000年11月30日STS-97甘迺迪太空中心國際太空站組裝任務

162001年04月19日STS-100愛德華茲空軍基地國際太空站組裝任務

172001年12月05日STS-108甘迺迪太空中心國際太空站對接與人員交換任務

182002年06月05日STS-111愛德華茲空軍基地國際太空站對接與人員交換任務

192002年11月23日STS-113甘迺迪太空中心國際太空站組裝與人員交換任務

202007年08月08日STS-118甘迺迪航天中心執行4次太空行走;安裝國際空間站上整合結構支架的S5號支架;攜帶SPACEHAB公司5000磅重的貨艙,其中是給國際空間站送去的給養和設備,第二位“太空教師”(現稱為教師太空人計畫)也隨本次任務進入太空(其前任為在挑戰者號爆炸失事意外中身亡的克莉絲塔·麥考利夫(ChristaMcAuliffe))。雖然推進器下方的隔熱瓦在發射升空時損壞,且哥倫比亞號太空梭就是因機身另一處隔熱瓦脫落而失事,但NASA仍判斷損壞的部分不足以導致事故,而決定在飛行期間不修復這個損壞的部分。由於擔心5級颶風迪恩(Dean)的影響會迫使任務控制中心撤離,因此奮進號比計畫提前一天返回。

212008年03月11日STS-123甘迺迪太空中心運送日本希望號實驗艙的保管室組件和加拿大的遙控機器人至國際空間站。

222008年11月14日STS-126愛德華茲空軍基地

232009年07月15日STS-127甘迺迪太空中心

242010年2月8日STS-130甘迺迪太空中心

252011年5月16日STS-134甘迺迪太空中心將造價20億美元的粒子探測器“阿爾法磁譜儀”(AlphaMagneticSpectrometer)送到國際太空站(ISS),這是該機的最後一次任務。

系統組成

概要

美國太空梭由軌道飛行器、外燃料箱和固體燃料火箭助推器三大部分組成。

軌道飛行器。簡稱軌道器,它是美國太空梭最具代表性的部分,長37.24米,高17.27米,翼展29.79米。 它的前段是航天員座艙,分上、中、下3層。上層為主艙,有飛行控制室、臥室、洗浴室、廚房、健身房兼貯物室,可容納8人;中層為中艙,也是供航天員工作和休息的地方;下層為底艙,是設定冷氣管道、風扇、水泵、油泵和存放廢棄物等的地方。 它的中段為貨艙,是放置人造地球衛星、探測器和大型實驗設備的地方,長18.3米,直徑4.6米,可裝載24噸物品進入太空,可載19.5噸物資從太空返回地面。貨艙的上部可以像蚌殼一樣張開。與貨艙相連的還有加拿大製造的遙控機械臂,用於施放、回收人造地球衛星和探測器等太空飛行器。在貨艙中也可用上面級火箭將太空飛行器發射到更高的軌道。在貨艙中還可對回收的太空飛行器進行修理。 它的後段有垂直尾翼、三台主發動機和兩台軌道機動發動機。主發動機在起飛時工作,它使用外掛燃料箱中的推進劑。每台可產生1668千牛的推力。 在軌道器中段和後段外兩側是機翼。 在軌道器的頭部和機翼前緣,貼有約2萬塊防熱瓦,保護軌道器在回返時不被氣動加熱產生的600-1500℃的高溫所燒毀。 在軌道器的頭錐部和尾部內,還有用於輕微軌道調整的小發動機,共44台。 外掛燃料箱。簡稱外貯箱,長46.2米,直徑8.25米,能裝700多噸液氫液氧推進劑,它與軌道器相連。 固體火箭助推器。共兩枚,連線在外貯箱兩側上,長45米,直徑約3.6米,每枚可產生15682千牛的推力,承擔太空梭起飛時80%的推力。

助推器

固體燃料火箭助推器與主發動機同時啟動,在飛行的頭兩分鐘裡為太空梭提供額外的推力以便擺脫地球引力。大約上升到45公里(24英里)的高空時,助推器與太空梭/外燃料油箱分離,依靠降落傘下落,最後落進大西洋。船隻將其打撈上來,送回陸地,經過檢查、維護後供下一次使用。在最初的上升階段,助推器還協助為整個太空梭系統導航,兩個助推器的推力相當於530萬磅。

除了固體燃料火箭發動機外,助推器還包含結構、推力矢量控制、分離、回收、電子和儀表等子系統。固體燃料火箭發動機是為太空飛行研製的最大的固體推進劑發動機,也是第一種為有人駕駛飛機研製的發動機。這個巨大的發動機包含一個裝載固體推進劑的極狀發動機箱、一個點火系統、一個可移動的噴嘴和必要的儀器及整合硬體。

每一個固體燃料火箭發動機攜帶45萬公斤(100萬磅)推進劑,推進劑在猶他州的一個工廠里混合。推進劑在600加侖的缽中混合,這些缽分別在3個不同的攪拌大樓里,混合完成後的推進劑被送到特別鑄造大樓,灌進鑄件中。固化的推進劑看上去像硬塑膠打字機的橡皮,摸上去也像是橡皮。

外燃料箱

外燃料箱,英文縮寫ET,它是軌道器的“煤氣罐”,裡面裝的是太空梭主發動機使用的推進劑。在發射時,外燃料箱也是太空梭的“脊柱”,為附加裝置----固體燃料推進器和軌道器提供結構支撐。它也是太空梭惟一不能重複使用的部件,升空大約8.5分鐘後,推進劑耗盡,外燃料箱被拋開,與軌道器分離,使命完成。

在升空時,外燃料箱吸收了三個主發動機和兩個固體火箭發動機的推力負載(780萬磅)。當固體火箭助推器在大約45公里的高度分離後,主發動機仍在燃燒的軌道器攜帶外燃料箱繼續上升到地球以上大約113公里的上空,達到接近軌道速度。這個時候,燃料幾乎耗盡的外燃料箱分離,依照事先設計的線路下落,其構造的大部分在大氣中燒毀,殘骸落進大洋里。

外燃料箱的三個主要部件是:位於前端的氧燃料箱、位於後端的氫燃料箱還有一個中間燃料箱,後者將兩個推進燃料箱連在一起,儀表和燃料處理設備也在中間箱裡,同時,它也為固體火箭助推器前端提供附著結構。

氫燃料箱的體積是氧燃料箱的2.5倍,但完全灌滿燃料後,其重量只有後者的三分之一,這是因為液態氧的密度是液態氫的16倍。

外燃料箱的皮膚由執保護系統復蓋。熱保護系統是一層2.5厘米(1英寸)厚的聚氨酯泡沫塗料,作用是將推進劑維持在一個可接受的溫度,保護皮膚表面不會因為與大氣摩擦產生的高溫損壞,也將表面結凍的可能性降至最低。

外燃料箱包括一個推進劑輸出系統,將推進推輸送到軌道器的發動機里;一個加壓與通風系統,負責調控燃料箱的壓力;環境調節系統,負責調控溫度,補充中間燃料箱區域的大氣;還有一個電子系統,負責分配電力、儀表信號,提供閃電保護。

外燃料箱推進劑通過一根直徑43厘米(17英寸)的連線管輸給軌道器,這根連線管在軌道器內部分成三根更細的管子,向每一個發動機輸送推進劑。

軌道飛行器

軌道飛行器既是這套太空運輸系統的大腦,又是心臟,這個飛行器與一架DC-9飛機的大小和重量差不多,包括加壓乘員艙(通常可以乘載7名太空人)、巨大的貨艙以及安裝在其尾部的三個主發動機。

駕駛艙、生活艙和實驗操作站在機身的前部,貨物放在機身中部的有效載荷艙里,而軌道器的主發動機和機動推進器則在機身尾部。

機身前部:駕駛艙、生活艙和實驗操作站在機身前部,這一部分有一個加壓的乘員艙,並為機頭部分、前起落架和前起落架輪艙和門提供支持。

乘員艙:乘員艙的空間為65.8立方米,在軌道器的前部。它由三部分組成,分別是加壓的工作間、生活間和儲存間。由駕駛艙、中艙/設備艙和一個氣密過渡通道組成。在乘員艙後艙壁外面的有效載荷艙里,可以安裝一個對接艙和一個有接頭的轉移通道,以方面對接、乘員進入實驗室和到艙外活動。兩層的乘員艙前部有一個駕駛艙,機長的座位在駕駛艙的左邊,飛行員的座位在右邊。

駕駛艙:駕駛艙通常設計成駕駛員/副駕駛員都可操作模式,這樣在任何一個座位上都可以駕駛軌道器,也可以執行單個人的緊急返回任務。每個座位上都有手動飛行控制器,包括鏇轉和轉換駕駛桿、方向舵踏板和減速板控制器。駕駛艙里可以坐4個人。軌道顯示器和控制器在駕駛艙/乘員艙的尾部,左邊的軌道顯示器和控制器是用來操縱軌道飛行器的,右邊的軌道顯示器和控制器是用來操縱有效載荷的。在駕駛艙里共有2020多個分散的顯示器和控制器。

在駕駛艙上層有6塊耐壓擋風玻璃、兩個頂部窗子和兩個後視的有效載荷艙窗,乘員艙的中央部分或層艙里的乘員進出艙口上也有一個窗子。

中艙:中艙有為4個乘員睡眠室準備的物資和儲藏設施,中艙還存有氫氧化鋰單人救生器呼吸袋和其它裝置、廢物管理系統、個人衛生間和工作桌/餐桌。

一般情況下,中艙最大乘員數是7人。中艙可以經過改造儲存和睡眠供應設施增加3個救援座椅。而救援座椅可以調節,將救援的乘員人數從3人增加到最多7人。

氣密過渡通道:氣密過渡通道為太空行走提供通道,可以安裝在下列位置的任何一個位置:中艙區裡的軌道飛行器乘員艙裡面,而中艙區在後艙壁;安裝在艙壁上或者通道接頭上部的機艙外面的通道接頭可以把加壓的太空實驗室艙與軌道飛行器艙聯結在一起。對接艙也可以充當太空行走的氣密過渡通道。

氣密過渡通道里有兩套太空服,可以支持兩次6個小時的太空行走任務和一次意外或者緊急太空艙外活動,還可以提供機動支援,比如扶手,讓太空人執行各種任務。氣密過渡艙有兩個太空人房間可供換太空服用。

機身中部:除了構成軌道飛行器的有效載荷艙外,機身中部還要支撐有效載荷艙門、鉸鏈和固定配件、前機翼前緣凸齒以及大量軌道飛行器系統組件。每個有效載荷艙門支撐4個散熱器面板,當這些門打開時,傾斜的散熱器就會鬆開,移動到合適位置,這可以讓熱量從各面板的兩側散發出去,反之,4個艙尾散熱器面板將只能從上部散發熱量。有一些有效載荷可能不會直接與軌道飛行器聯結,但有效載荷載體卻會被連線到軌道飛行器上。具有慣性的上段、加壓艙或者任何承載有效載荷的特別托架都是典型的載體。

遙控作業系統是一個15.2米長的有關節的機械臂,可以在軌道飛行器的駕駛艙里對其進行遙控。機械臂的“肘”和“腕”關節可以活動,可以抓住有效載荷將其從有效載荷艙里取出來送到合適地點,或者將有效載荷回收進艙里,保證安全返回地球。機械臂外側終端附近的一個電視攝像機和照明設施可以讓操作員在電視監視器上看到他的手正在做什麼。另外,有效載荷艙的每一側都安裝3個照明燈。

機身尾部:機身尾部包含左右軌道操縱系統、太空梭主發動機、機身襟翼、垂直尾翼和軌道飛行器/外燃料箱的後部配件。前艙壁將機身尾部與中部隔開,艙壁的上層部分聯接在垂直尾翼上,內部承受推力結構支持太空梭的三個主發動機、低壓渦輪泵和推進劑輸送管。

主發動機

太空梭主發動機:與固體燃料火箭助推器聯接在一起的三個主發動機在最初上升階段為軌道飛行器提供推力,使之脫離地球引力。在發射後,主發動機繼續運作8.5分鐘左右,這段期間是太空梭用動力推動飛行。

當固體燃料火箭被拋開後,主發動機提供的推力將太空梭的速度在6分鐘裡從每小時4,828公里提高到每小時27,358公里以上並進入飛行軌道。

在太空梭加速時,主發動機會燃燒掉50萬加侖的液態推進劑,這些推進劑由巨大的橙色外掛燃料箱提供,主發動機燃燒液氫和液氧,而液氫是世界上第二最冷的液體,溫度在零下華氏423度(攝氏零下252.8度)

發動機一開始排放的是氫和氧合成的水汽。主發動機在分階段燃燒周期內使用高能推進劑產生推力,推進劑的一部分在雙重預燒器里消耗掉,產生高壓熱氣,推動渦輪泵。燃燒是在主燃燒室完成的,主發動機燃燒室里的溫度可達到華氏6000度(攝氏3315.6度)。每個太空梭的主發動機使用的液氧/液氫比例是6比1,產生水平推力179,097千克(375,000磅)、垂直推力213,188千克(470,000磅)。

發動機產生的推力可在65%至109%的範圍內調節,這樣,點火發動和初始上升階段可以有更大的推力,而在最後的上升階段減少推力,將加速度限制在3g以下。在上升階段,發動機的萬向接頭(平衡架)可提供傾斜、偏航和滾動控制。

重大信息

挑戰者號太空梭失事

概要

1986年1月28日,卡納維拉爾角上空萬里無雲。在離發射現場6.4公里的看台上,聚集了1000多名觀眾,其中有19名中學生代表,他們既是來觀看太空梭發射的,又是來歡送他們心愛的老師麥考利夫。1984年,航天局宣布將邀請一位教師參加航天飛行,計畫在太空為全國中國小生講授兩節有關太空和飛行的科普課,學生還可以通過專線向麥考利夫提問。麥考利夫就是從11000多名教師中精心挑選出來的。

挑戰者號太空梭在順利上升:7秒鐘時,飛機翻轉;16秒鐘時,機身背向地面,機腹朝天完成轉變角度;24秒時,主發動機推力降至預定功率的94%;42秒時,主發動機按計畫再減低到預定功率的65%,以避免太空梭穿過高空湍流區時由於外殼過熱而使飛機解體。這時,一切正常,航速已達每秒677米,高度8000米。50秒鐘時,地面曾有人發現太空梭右側固體助推器側部冒出一絲絲白煙,這個現象沒有引起人們的注意。52秒時,地面指揮中心通知指令長斯克比將發動機恢復全速。59秒時,高度10000米,主發動機已全速工作,助推器已燃燒了近450噸固體燃料。此時,地面控制中心和太空梭上的計算機上顯示的各種數據都未見任何異常。65秒時,斯克比向地面報告“主發動機已加大”,“明白,全速前進”是地面測控中心收聽到的最後一句報告詞。第72秒時,高度16600,太空梭突然閃出一團亮光,外掛燃料箱凌空爆炸,太空梭被炸得粉碎,與地面的通訊猝然中斷,監控中心螢幕上的數據陡然全部消失。挑戰者號變成了一團大火,兩枚失去控制的固體助推火箭脫離火球,成V字形噴著火焰向前飛去,眼看要掉入人口稠密的陸地,航天中心負責安全的軍官比林格手疾眼快,在第100秒時,通過遙控裝置將它們引爆了。

挑戰者號失事了!爆炸後的碎片在發射東南方30公里處散落了1小時之久,價值12億美元的太空梭,頃刻化為烏有,七名機組人員全部遇難。全世界為此震驚,各國領導人紛紛致電錶示哀悼。然而,人們在悲痛之餘,對科學事業的不懈追求並沒有停止。在“阿波羅”4號飛船失事中遇難的格里索姆,生前曾說過一段感人的話“要是我們死亡,大家要把它當作一件尋常的普通事情,我們從事的是一種冒險的事業。萬一發生意外,不要耽擱計畫的進展。征服太空是值得冒險的。”

事故原因最終查明:起因是助推器兩個部件之間的接頭因為低溫,變脆,破損,噴出的燃氣燒穿了助推器的外殼,繼而引燃外掛燃料箱。燃料箱裂開後,液氫在空氣中劇烈燃燒爆炸。

獻身的太空人

挑戰者號上七名為科學事業獻身的勇士分別是:機長:弗朗西斯·斯科比,四十六歲;駕駛員:麥可·史密斯,四十歲,太空人:朱迪恩·雷斯尼克(女),三十六歲;羅納德·麥克奈爾,三十五歲;埃利森·鬼冢,三十九歲;格里高利·傑維斯,四十一歲;教師克里斯塔·麥考利夫(女),三十七歲。

機長弗朗西斯·斯科比(Francis Scobee)曾是美國空軍戰鬥機飛行員,後來成為一名高級飛行器的試驗飛行員,一生與危險打交道。他幽默、開朗,成為全機組的核心與靈魂。

駕駛員麥可·史密斯(Michael Smith),曾在美國海軍服役,擔任過戰鬥機飛行員,多次獲得獎章,其中包括海軍特級飛行十字勳章和國家敢於戰鬥銀星十字勳章。

太空人朱蒂絲·雷斯尼克(Judith Resnik),在餘暇時喜歡彈鋼琴,喜歡在音樂中尋找美的享受。朱迪絲喜歡微笑,微笑中充滿對事業和生活的信心。

太空人羅納德·麥克奈爾(Ronald McNair),來自加利福尼亞州的南部,在棉田的勞動中錘鍊了他堅毅的性格。他夢想著到外層空間站去生活,在失重的太空中做試驗:吹奏薩克斯管。

格里高利·傑維斯(Gregory Jarvis)滿懷希望參加這次宇航旅行,他隨身帶著一面小旗子,這是他的母校巴法洛紐約州大學送給他的紀念品,他願帶著這面旗幟去開拓空間的探險。

埃利森·鬼冢(鬼冢承二;Ellison Onizuka)生於夏威夷,其祖籍是日本人。他在孩提時代總愛光著腳板在咖啡地和麥卡達美亞墓地跑來跑去。他早就夢想著有一天去月球旅行。成為飛行員後,他雄心勃勃地準備大展宏圖。

克里斯塔·麥考利芙(Christa McAuliffe)出生於美國波士頓,在新罕布夏州康科德中學任教。她是一位有名的社會學女教師,已婚,並育有一兒一女。按計畫她將在太空通過電視向美國和加拿大二百五十多萬中國小生講授兩節太空課,還將在太空梭上參加幾項科學表演,錄像後也要向學生播放,成為世界上第一位“太空教師”。

挑戰者號概要

1982年7月,挑戰者號太空梭成為美國可再度使用的帶冀太空飛行器,共成功完成了九次航天飛行任務。1986年1月28日美國的挑戰者號太空梭乘載七名太空人,進行太空梭的第10次飛行。在挑戰者號十次的飛行任務中,共繞軌道飛行987次,太空停留時間累積69天。

影響

挑戰者號的失事曾使美國的航天事業受到沉重打擊,太空梭在以後的3年中停止了飛行。但是,在總結了挑戰者號的教訓之後,人類對太空的探測仍在繼續。從太空梭恢復飛行至今,已執行了76次飛行任務,包括組建國際空間站。挑戰者號的太空人是人類航天事業的先驅。

失事原因

技術原因

1."挑戰者"號失事的直接原因是右部火箭發動機上的兩個零件聯接處出現了問題,具體的講就是旨在防止噴氣燃料事時的熱氣從聯接處泄露的密封圈遭到了破壞,這是導致太空梭失事的直接技術原因。

2.在太空梭設計準則明確規定了推進器運作的溫度範圍,即40°F——90°F,而在實際運行時,整個太空梭系統周圍溫度卻是處於31°F—99°F的範圍。

3.所有的橡膠密封圈從來沒有在50°F以下測驗過,這主要是因為這種材料是用來承受燃燒熱氣的,而不是用來承受冬天裡發射時的寒氣的,而當時"挑戰者"反射的時間卻正好是在寒冷的冬天。

真正原因

1.決策存在的問題

正如前面所說,挑戰者號失事的根本原因在於決策問題,而非僅僅是技術上的問題。那么,究竟在"挑戰者"號事件中存在哪些決策上的問題呢?我個人認為有以下幾個失誤:

對於在按照規定準時飛行、節約成本與安全飛行的決策上存在嚴重的失誤。宇航局選擇了前者,這個決策是一個重大的失誤。宇航局根本沒有考慮到在這個問題上哪一個更加重要。宇航局寧可選擇有缺陷的工具飛行,也不願接受27個月的修改計畫。在摩勞伊的回憶中寫到:我認為我們每次都在冒險,我們在1月28日還經歷了一次從發現密封圈腐蝕時候一直都經歷的冒險。這完全是如賭徒一般的行為。

對於候補製造商的選擇上也存在決策失誤的問題。從材料中可以看出,所謂的競標,其實更傾向於薩科爾公司,對於其他的競爭廠家來說,並沒有公平性可言,這樣競標出來的公司在產品的質量問題其實是非常令人堪憂的,並且對於其宇航局的監督等也嚴重不足。他們存在主僕之分,這樣的後果顯然是造成了一種相當不健康的環境。

2.太空梭項目管理中存在的問題

首先是溝通問題。溝通在整個航天局以及在航天局與外部的溝通上都存在嚴重的不足。如在跟薩科爾公司的溝通上,存在著等級優越的觀念。這是根本不適合於組織發展的。

其次是決策的環境問題。我們不難看到,整個決策環境其實都有壓力,壓力既有外部的,又有外部的,宇航局想在里根總統發表國情咨文前把太空梭送上天。這顯然是承受著巨大的壓力。儘管這種壓力並不能夠得到當局的承認,但是確實存在。

還有組織內部本身的從眾情緒較重。德克薩斯州立大學得名譽校長漢斯說:"我相信在每一次獨立的發射中有一些分部門的工程師不會起來說‘別發射',因為人人都會因此遭到議論。"由此可見,在宇航局的員工們的從眾壓力多么的嚴重。

最後,驕傲情緒充斥著整個宇航局,因為他們的成功先例使他們處在了一個危險的邊緣,沒有迴旋的餘地,驕傲情緒繼續滋長。對於危機的來臨又缺乏鎮定的應對及方法。

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