傳統(tǒng)火箭一般采用三級(jí)火箭的結(jié)構(gòu),第一級(jí)、第二級(jí)發(fā)射后拋棄,所以發(fā)射代價(jià)非常高昂。20世紀(jì)70年代,美國(guó)決定研發(fā)一種區(qū)別于傳統(tǒng)火箭、能往返于近地軌道和地面間的、可重復(fù)使用的運(yùn)載工具,它既能像傳統(tǒng)火箭那樣垂直起飛,又能像飛機(jī)那樣在返回大氣層后著陸。這就是航天飛機(jī)。
1981年,美國(guó)第一架航天飛機(jī)哥倫比亞號(hào)正式服役。隨后30年間,美國(guó)的哥倫比亞號(hào)、挑戰(zhàn)者號(hào)、發(fā)現(xiàn)號(hào)、亞特蘭蒂斯號(hào)和奮進(jìn)號(hào)5架航天飛機(jī)先后執(zhí)行了100多次任務(wù),幫助建造了國(guó)際空間站,進(jìn)行了發(fā)射、回收和維修衛(wèi)星的工作,并開(kāi)展了其他空間科學(xué)研究。
航天飛機(jī)的主體是軌道飛行器,它不像三級(jí)火箭那樣發(fā)射,而是利用外掛燃料箱和固體火箭助推器來(lái)獲得推力。
軌道飛行器的前段是航天員座艙,分為上、中、下3層。上層為飛行控制室,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,是安放各種設(shè)備的地方。
飛行器的中段為貨艙,是放置各種人造地球衛(wèi)星、探測(cè)器和大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備的地方。貨艙也可以裝載大量物資進(jìn)入太空,給空間站運(yùn)送補(bǔ)給。貨艙的上部可以張開(kāi),用于施放、回收人造地球衛(wèi)星和探測(cè)器等航天器。航天員甚至還可以在貨艙中對(duì)回收的航天器進(jìn)行修理。
軌道飛行器的后段是用于控制飛行姿態(tài)的垂直尾翼,以及3臺(tái)主發(fā)動(dòng)機(jī)和2臺(tái)軌道機(jī)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料,均在外掛燃料箱內(nèi)。
航天飛機(jī)起飛時(shí),外掛燃料箱和固體火箭助推器同時(shí)點(diǎn)火,產(chǎn)生巨大的推力。耗盡燃料后,火箭助推器和外掛燃料箱先后分離脫落。此刻,航天飛機(jī)已在100千米以上的高度,達(dá)到第一宇宙速度了。
出于和美國(guó)進(jìn)行太空軍備競(jìng)賽的目的,蘇聯(lián)也制造了暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)。在蘇聯(lián)解體之前,暴風(fēng)雪號(hào)進(jìn)行了唯一一次試飛。此圖展現(xiàn)了美、蘇兩架航天飛機(jī)飛翔在太空中的樣子,背景是行星狀星云。
太空航行總是充滿了風(fēng)險(xiǎn)。自航天飛機(jī)誕生之日起,它們似乎就命途多舛,大小事故接連不斷,最終不得不退出了歷史舞臺(tái)。
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