航天飞机诞生至今,留下过一飞冲天的辉煌,也留下过陨落长空的惨烈。航天飞机甚至一度被当作太空作战的先锋。美国五架航天飞机已折损两架,苏联只留下一架不成熟的暴风雪给俄罗斯,航天飞机在它为人类服务的几十年中,真正实现了设计者的目标吗?它的性价比和火箭比起来如何?
不管怎么说,航天飞机是人类太空技术上的一次伟大的探索,尽管不成熟。
美国剩下的航天飞机,还能否继续服役到继任者出现?航天飞机机体如果出现老化,如何延寿?
载人飞船和航天飞机两者最显著的不同就是前者无“翅膀”,后者有“翅膀”,因而它们在功能上有很大不同,各有千秋。
由于载人飞船没有机翼,因而无升力或升力很小,只能以弹道式或半弹道式方法返回。 其结果是气动力过载和落地误差都较大,返回时采用在海面溅落或在荒原上径直着陆的方式。这种着陆方式不仅对航天员的要求很高,需要长期训练才行,对航天员生命安全也有一定危险。它也使飞船为一次性使用载人航天器。
不过,从另一方面讲,正是由于没有“翅膀”,所以飞船的结构相对简单,无需复杂的空气动力控制面,也没有着陆机构及相关装置,从而可靠性和安全性较高。例如,苏联/俄罗斯自1971年联盟11号返回失事以...全部
载人飞船和航天飞机两者最显著的不同就是前者无“翅膀”,后者有“翅膀”,因而它们在功能上有很大不同,各有千秋。
由于载人飞船没有机翼,因而无升力或升力很小,只能以弹道式或半弹道式方法返回。
其结果是气动力过载和落地误差都较大,返回时采用在海面溅落或在荒原上径直着陆的方式。这种着陆方式不仅对航天员的要求很高,需要长期训练才行,对航天员生命安全也有一定危险。它也使飞船为一次性使用载人航天器。
不过,从另一方面讲,正是由于没有“翅膀”,所以飞船的结构相对简单,无需复杂的空气动力控制面,也没有着陆机构及相关装置,从而可靠性和安全性较高。例如,苏联/俄罗斯自1971年联盟11号返回失事以后,历经联盟、联盟T、联盟TM和联盟TMA 4代,至今已使用了30多年,约80艘飞船上过天,从未出现过灾难性事故。
有很大机翼的航天飞机在再入大气层时可获得足够的升力,控制升力的大小和方向就能调节纵向距离和横向距离,使航天飞机准确地降落在跑道上,能部分重复使用。它的过载也小得多,即从起飞到返回地面的整个过程中,加速和减速都很缓慢,大大降低了对航天员的身体要求,可把稍加训练的科学家、工程师、医生和教师等送上太空。
但是,航天飞机外型极其复杂,而且要携带可重复使用的发动机,所以载人飞船无论在技术上和成本方面都比航天飞机简单和小得多,容易突破载人航天的基本技术,并且很适于长期停靠在空间站上用作救生艇。
若用昂贵的航天飞机作救生艇长期停留在空间站上,使用效率太低,还大大增加空间站姿态控制和保持轨道高度方面的费用。
然而,航天飞机可以运送7人外加将近30吨的货物到近地轨道上去,既能独自飞行10~20多天,又可满足大型空间站的需求。
在这方面载人飞船只能俯首称臣,因为它最多能运送3人外加几百千克的货物在太空独自飞行数天到10天左右,为中小型空间站提供服务,若仅用它作为大型空间站的运输工具则显得力不从心。在美国航天飞机停飞阶段,“国际空间站”的建造也随之停止了,因为飞船不能运送空间站的大型部件。
航天飞机与普通的运载火箭相比,最大的特点就是其重复使用性,除了推进剂储箱外,轨道器和两个助推发动机都可使用多次。以“哥伦比亚号”航天飞机为例,上升至50公里高空时,助推发动机停止工作,并与轨道器分离,回收后经过修理可重复使用20次;入轨前主发动机熄火,推进剂储箱中燃料用尽,与轨道器分离进入大气层烧毁;而轨道器在完成任务后通过机动发动机减速返回大气层,滑翔着陆,可重复使用100次之多。
多次重复使用大大降低了每次发射的使用成本。
但航天飞机的优点远不止于此。作为地面与轨道间一种经常性的运载工具,航天飞机的一项重要使命和功能是向轨道上布置飞行器,并在轨道上检修和回收飞行器,从而可放宽它们可靠性要求,减少昂贵的备份部件,大大降低研制成本。
而且通过航天飞机,可以对那些航天器中的许多一次性使用的贵重设备和仪器进行检修和维护,延长其工作寿命,提高利用率,避免极大的浪费。
航天飞机的巨大货舱可容纳一个载人实验室,里面环境舒适,不必穿航天服。
而且由于航天飞机起飞和着陆的加速度较小,只有3。5g,降低了对乘员的要求,这就允许各领域的科学家可直接进入太空,完成地面不可实现的实验任务。此时的航天飞机就好比一个短期运行的空间站。
航天飞机为大型空间站的建立创造了条件,它首先可将空间站的组件和模块分批运上轨道,并在轨道上把它们组装起来。
空间站建成后航天飞机又可作为往返空间站与地面的交通工具。
航天飞机在军事上也有重要意义。它不仅能发射军事侦察卫星,甚至可载着侦察人员直接侦察敌情。利用航天飞机,还可以拦截、破坏或俘获敌方的航天器,如果需要,航天飞机也可作为对地攻击的平台,相当于近地轨道的轰炸机。
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