傳統火箭一般采用三級火箭的結構,第一級、第二級發射后拋棄,所以發射代價非常高昂。20世紀70年代,美國決定研發一種區別于傳統火箭、能往返于近地軌道和地面間的、可重復使用的運載工具,它既能像傳統火箭那樣垂直起飛,又能像飛機那樣在返回大氣層后著陸。這就是航天飛機。
1981年,美國第一架航天飛機哥倫比亞號正式服役。隨后30年間,美國的哥倫比亞號、挑戰者號、發現號、亞特蘭蒂斯號和奮進號5架航天飛機先后執行了100多次任務,幫助建造了國際空間站,進行了發射、回收和維修衛星的工作,并開展了其他空間科學研究。
航天飛機的主體是軌道飛行器,它不像三級火箭那樣發射,而是利用外掛燃料箱和固體火箭助推器來獲得推力。
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,是安放各種設備的地方。
飛行器的中段為貨艙,是放置各種人造地球衛星、探測器和大型實驗設備的地方。貨艙也可以裝載大量物資進入太空,給空間站運送補給。貨艙的上部可以張開,用于施放、回收人造地球衛星和探測器等航天器。航天員甚至還可以在貨艙中對回收的航天器進行修理。
軌道飛行器的后段是用于控制飛行姿態的垂直尾翼,以及3臺主發動機和2臺軌道機動發動機。發動機的燃料,均在外掛燃料箱內。
航天飛機起飛時,外掛燃料箱和固體火箭助推器同時點火,產生巨大的推力。耗盡燃料后,火箭助推器和外掛燃料箱先后分離脫落。此刻,航天飛機已在100千米以上的高度,達到第一宇宙速度了。
出于和美國進行太空軍備競賽的目的,蘇聯也制造了暴風雪號航天飛機。在蘇聯解體之前,暴風雪號進行了唯一一次試飛。此圖展現了美、蘇兩架航天飛機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險。自航天飛機誕生之日起,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。
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