航天飞机的功勋_航天技术
如今，当听到人们谈论起航天飞机时，再也不会有人认为这是科学幻想了。航天飞机是一种可以多次重复使用的航天器。它的诞生揭示着人们将开始定期地进行空间飞行，是航天史上的一个重要里程碑。人们在电视上看到的航天飞机，是一架大小和民航飞机相仿的短粗的飞行器，垂直起飞似火箭，轨道航行象飞船，返航又如滑翔机。
从事航天事业的专家都喜欢用“系统”这一词汇，这个术语对航天飞机当然也完全适用。航天飞机系统由轨道器、两枚固体燃料助推火箭、推进剂储箱三大部分组成。其中轨道器和助推火箭这两大部件，是流水线上的产品，按标准规格组装而成的，因此它们对于每次飞行任务都具有通用性。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象三根粗大的立柱，贮箱位于中央，固体助推火箭在两侧，轨道器如同叮在柱子上的一只大飞蛾。推进剂贮箱，直径 8.4 米，高 47 米，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，直径 3.7 米，高 45 米，每个助推器能产生 12000 千牛推力。轨道器，为航天飞机的本体，身长 37 米，翼展 24 米，它的外形象飞机。但它和飞机有很大区别，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，所以能在太空飞行。
航天飞机的起飞重量约 2000 吨，其飞行过程从 46 图便一目了然。航天飞机是垂直起飞的，这时的液体燃料火箭发动机与两台固体助推火箭同时点火燃烧，带着推进剂贮箱一齐上升。当固体助推火箭燃烧完毕后，在高空与轨道器分离，然后张开降落伞在海面上被回收，装填燃料后留作下次使用。轨道器则与燃料贮箱继续上升、飞行，在达到入轨高度时，轨道器上的发动机关机，抛掉巨大的推进剂贮箱。这时的轨道器象载人飞船那样，继续在太空中飞行，从事各种空间活动，在完成任务之后，便脱离轨道，最终返回至地面。
美国航天飞机研制计划于 1972 年 1 月批准，经过 10 年研制，耗资近 200 亿美元。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获得成功，并于 1982 年 11 月正式投入使用，到 1994 年年底为止，已经成功地飞行了 66 次。
原苏联亦于 1988 年 11 月 15 日，首次成功地发射了暴风雪号航天飞机，这是一次不载人的飞行，在轨道上飞行了 3 小时之后，安全地水平着陆。
航天飞机冲破运载火箭的旧模式，是一种重复使用有翼式新一代的航天运载器，为降低航天运载成本迈出可喜的第一步。由于航天飞机货舱很大，直径 6 米，长 18 米，可同时装载好几颗卫星，因此它可以一次发射 2～3 颗卫星。这些人造卫星在部署到太空预定轨道前，穿着航天服的航天员还可以对卫星作最后一次测试，然后通过遥控机械手系统，将卫星从舱内转移到投放位置，再予以释放。目前已成功地将几十颗大小不等、用途不同的卫星送入轨道，包括跟踪与数据中继卫星、先进通信技术卫星等等。 随着航天飞机的实用飞行，新技术、新应用正在不断涌现。其中最引人注目的、正逐步发展起来的是太空维护和修理技术。航天飞机上载有一种载人机动装置，是送航天员在太空自由飞行的个体装置。人们常常把它称为“太空摩托车”，其最主要特点是航天员驾驶着它可离开航天飞机，不用系绳，到太空中自由飞行，去执行各种不同的空间飞行任务。例如，航天员驾驶太空摩托车，自由地飞到在太空中出现故障的卫星处，捕捉到这一卫星后将它拖回到航天飞机的载荷舱里，检查并排除故障，更换部件，等修理完毕后再将它重新放回到轨道上，使卫星恢复正常工作。也可把在太空中已完成工作使命的卫星，由航天飞机到太空中去回收，带回地面。
1990 年 4 月 24 日，航天飞机将哈勃太空望远镜送入预定轨道。哈勃太空望远镜是座结构复杂、设备先进的空间天文台，全长 12.8 米，镜筒直径 4.27 米，总质量 12 吨。光学部分是整个望远镜的心脏，主镜口径 2.4 米，副镜 0.3 米，是目前最大的太空望远镜。在轨道上运行的哈勃太空望远镜没有大气的阻隔，也不受气候变化的影响和各种人为因素的干扰，加之先进的科学仪器，它具有地面上任何望远镜也不可能达到的高灵敏度和高分辨能力。它能观测到 140 亿光年距离的天体，比地面最好的望远镜远 7 倍；它探测到的宇宙空间中的物体要比地面探测到的大 350 倍；能观测到 29 等暗弱天体，相当于能见到 500 千米之外的一支烛光，比地面上最好的望远镜好 160 多倍。它的图象清晰度比地面观测清晰 10 倍。
遗憾的是哈勃太空望远镜在太空发生了故障，长期处于不能正常工作的状态，损失极大，严重影响探索宇宙起源之谜。为了使其恢复正常工作，1993 年 12 月 2 日，美国发射了奋进号航天飞机，其主要任务就是在空间修复哈勃太空望远镜。第二天该航天飞机进行轨道机动，成功地与哈勃太空望远镜交会，并使用机械臂使望远镜装入货舱，固定在一个支架平台上。从第四天开始，4 名航天员分为两批，每日轮流出舱执行一次在轨操作任务，航天员五次在太空行走的累计时间达到 35 小时 28 分，创造了航天史上太空行走的新记录。航天员在太空更换了两组陀螺仪，两个太阳电池帆极及驱动控制组件，并安装了新的广角行星相机、两台磁强仪，矫正了光学轴向补偿系统，圆满完成修复任务。12 月 10 日，航天员将哈勃太空望远镜重新释放到轨道上，之后它向地面发回了许多帧清晰的照片。哈勃太空望远镜的修复成功，使航天飞机的功能得到充分的发挥，也为空间站的建设提供了丰富的经验。
航天飞机的另一项重要任务就是在太空飞行期间，完成了大量的微重力试验。空间实验室是欧洲对航天飞机计划作出的重大贡献，因为利用它可使科学家在航天飞机上从事各种试验。空间实验室被人们喻为在轨道上运行的“保温瓶”，它的外壳为圆筒形，内部保持恒温、恒压，因而操纵监视实验仪器的有效载荷专家，无需穿着特制的航天服就能自由地在里面工作。1993 年 4 月哥伦比亚号航天飞机，又携带空间实验室进入轨道，在为期 10 天的飞行中，7 名航天员分两班轮流工作，共进行 88 项试验，其中 40％是有关医学和生命科学试验，并成功地生长了直径 超过 20 厘米的砷化镓晶体。
此外，航天飞机还完成了一系列对太阳和地球的观测活动。
现有的航天飞机到 21 世纪初将达到其设计使用寿命，美国准备研制第二代航天飞机。至于未来航天飞机的设计，考虑把载人和运货分开，以减少航天员的风险。专用运货的航天飞机，能把 68 吨重的货物送入太空，比现有的运输能力提高一倍之多。同时采用固体、液体混合型助推系统，其性能比固体发动机提高 15％，而成本却降低 40％。新一代的航天飞机，将在空间站的后勤保障运输、太阳能电站的建设等许多方面有着广泛的应用前景。