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航天飞机的三个常见问题(2)

时间:2010-01-29 00:51 来源:地理教师网 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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  航天飞机的循环工作程序包括地面准备工作、飞行和回收3方面,具体过程是这样的。

  先在肯尼迪航天中心或爱德华兹空军基地的装配大厅把航天飞机呈垂直状态装配在可移动的发射台上,再运到发射塔架旁的导流槽上方。航天飞机经测试检查合格后,开始加注推进剂。

  发射时,轨道器的3个主发动机先点火,然后2个固体火箭助推器点火。航天飞机垂直起飞,按预定的飞行程序上升。2分钟后,固体火箭助推器关机并分离,此时飞行高度约为45千米。固体火箭助推器分离后靠降落伞悬吊落在海面上,由回收船回收,供下次再用。3台主发动机继续推进轨道器和外贮箱的结合体。

  起飞后8分钟,主发动机关机,外贮箱与轨道器分离,此时高度约109千米,速度约7470米/秒。外贮箱分离后在坠入大气层时烧毁。轨道机动系统发动机点火,用小推力把轨道器精确地送入预定的近地轨道。轨道参数随任务的不同而异,通常高度在185~1100千米之间,轨道倾角在28.5°~105°之间。轨道器可在近地轨道上运行3~30天,执行各种航天任务。

  飞行中,在航天飞机指令长的左边有一个旋转式手控制器,指令长可用此控制器控制航天飞机的姿态,并能用来命令喷射器点火,以保持轨道器的正确航向。再入大气后则用来控制航天飞机的副翼与升降舵。驾驶航天员位置也有一个旋转式手控制器,功能与指令长的一样。

  返回时轨道机动系统发动机点火,使轨道器减速,脱离卫星轨道再入大气层。进入大气层后按大攻角姿态飞行以增加气动阻力,进行减速和控制气动加热。飞行攻角随飞行速度下降而逐渐减小,最后进入亚音速滑翔飞行状态,在导航系统引导下寻找机场和着陆。着陆速度约为340~365千米/小时,需要的跑道长度为3000米。轨道器着陆后,首先要进行安全处理,然后维修和测试检查,以备下次飞行使用。

  在起飞之后到飞行262秒之前,如发现轨道器不能入轨或没有必要继续飞行,轨道器可按应急返回程序紧急飞回发射场区的机场着陆。

  3.美国与苏联航天飞机的差异

  天地往返运输能力不足是苏联和平号空间站存在的一个致命弱点,光用一次性使用的飞船难以承担百吨级空间站的运输要求。为此,苏联曾考虑在和平号扩建之后用可重复使用的航天飞机作为其运输系统,因为其往返能力可达30吨(而飞船只可运2吨多货物或2~3人和350千克货物)。

  1988年11月15日苏联第1架不载人航天飞机暴风雪号由能源号运载火箭发射成功,经过3小时绕地飞行2圈后,航天飞机安全返航。暴风雪号航天飞机外形与美国航天飞机酷似,而且它们在尺寸、内部分系统及其布局、防热系统等方面也都差不多。对此,苏联的解释是,外形相同是由于空气动力要求的结果,况且科学无国界。

  它们之间的最大区别是苏联暴风雪号航天飞机本身没装备主发动机,因而只是航天器,不是运输器,需借助能源号火箭才能送上太空。这样做既有利,也有弊,因为没有主发动机,所以暴风雪号可携带更多的有效载荷,但发射它的能源号是一次性使用运载火箭,故主发动机不能重复使用,这似乎不太经济。当然,能源号火箭还可以发射别的航天器,因而用途广。

  暴风雪号航天飞机上虽没有主发动机,但由于安装了2台小型发动机,所以着陆时如果第一次着陆失败,还可以拉起来进行再次着陆,安全系数较高。美国航天飞机只能靠无动力滑翔着陆。

  鉴于美国挑战者号惨痛事故,苏联暴风雪号航天飞机增设了逃逸系统并决定先进行无人飞行。而美国与其反之。

  美苏航天飞机均装有机械臂,不过美国的机械臂可回收轨道上的卫星和释放卫星进入空间,苏联的则不行,因为其机械臂仅能用于把和平号空间站的1个对接口上的专用实验舱移到另一个对接口上。

  暴风雪号航天飞机一开始就设有与空间站对接装置,原计划在第2次飞行时就与和平号空间站对接。而在 1995年以前,美国无空间站,故其航天飞机没有安装对接装置,在此期间均是独自飞行执行各种任务。后来,为了与俄罗斯和平号空间站对接,才增设了对接装置。
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