为什么航天飞机退出了探索太空的舞台?

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许多科幻影戏中都市泛起能够自由穿梭在天地间的航行器,让人看上去不由心生憧憬。现实中,最靠近这些航行器的就要属航天飞机了。然而,航天飞机只辉煌了30年就退出了历史舞台,让许多航天飞机喜好者都扼腕不已。那么,航天飞机是一种什么样的航天器?为什么会被淘汰呢?

科幻影戏中形形色色的航行器

(图片泉源于网络)

我们知道,不管是用来运送航天器的运载火箭还是带着航天员遨游太空的载人飞船都是一次性的,不能重复使用。而火箭和载人飞船的制造成本很高,因此每次发射任务的花费不菲。于是,航天事情者们萌生出一个斗胆的想法,能不能研制出一种可以像飞机一样重复起飞降落,而且能够重复使用的航天飞机呢?

神舟七号飞船发射

一旦航天飞机研制乐成,不仅能够降低航天任务的发射成本,缩短发射周期,而且对于航天员来说越发宁静、舒适。最重要的是,航天飞机功效越发强大,兼具运载火箭和载人飞船的功效,一举两得。

于是,自二十世纪七八十年月,美国、苏联、法国和日本等国先后开始研制航天飞机。然而,这项优美的创想并不容易实现,数年之后只有美国的航天飞机投入到实际使用中。可见,航天飞机的研制难题是很大的。那么,航天飞机长什么样,它实现了人们的预期了吗?

航天飞机可不是单指谁人黑白色涂装的巨型飞机,它是由轨道器、固体燃料助推火箭和外贮箱三部门组成的,我们最熟悉的“飞机部门”只是其中的轨道器。轨道器的机舱宽大,可以凭据任务需要分成若干“房间”,能够同时搭载3~7名航天员。轨道器中另有一个大货舱,是专门存储大型设备用的。

发现号航天飞机等候发射

经由接纳和维修,固体燃料助推火箭能够重复使用20次,轨道器能够重复使用100次。至于外贮箱,它装有轨道器主发念头的推进剂,在航天飞机进入轨道时与轨道器分散,是不行接纳的部件。

航天飞机入轨后外贮箱被抛掉

既然航天飞机兼具运载和载人的功效,那它的发射返回与运载火箭发射载人飞船有什么差别呢?与运载火箭类似,航天飞机的发射也会“逐级分散”。发射时,它的两枚固体燃料助推火箭会与轨道器的三台主发念头同时焚烧。当航天飞机上升到50千米的高空,助推火箭停止事情并与轨道器分散。入轨后,航天飞机轨道器会与外贮箱分散,随后正式开始执行任务。

亚特兰蒂斯号航天飞机发射升空

航天飞机的返回很是有特色,与载人飞船有天壤之别。完成任务后,载人飞船的返回舱使用弹道式或半弹道式进入方式返回,而航天飞机则使用升力式进入方式(相识航天器返回的进入方式戳这里哦)。直看法说就是,载人飞船返回舱会受到种种因素影响,垂直着陆在一定的区域内,而航天飞机的轨道器返航时,则会像飞机那样平稳着陆在预定的跑道上。

奋进号航天飞机平稳着陆

由于航天飞机发射和返回时加速减速较低,不需要像载人飞船任务的航天员那样,在发射和返回时蒙受很大的过载。因此,执行航天飞机任务的航天员,训练要求相对更低一些,越发利于非职业航天员完成航天员训练,尽快融入乘组队伍。

日良心脏外科医生向井千秋

即将执行航天飞机任务

1981年4月12日,也就是人类首位航天员——加加林进入太空20周年的这天,美国哥伦比亚号航天飞机乐成发射,成为了世界上第一架航天飞机。哥伦比亚号载着航天员约翰·杨和罗伯特·克里平在近地轨道上绕地球36圈,航行了54小时30分钟后返回地面。航行中,航天员及地面人员全面地考核了航天飞机各个系统的性能。

哥伦比亚号航天飞机完成首航平稳着陆

之后,美国相继研制出4架,即挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号和奋进号。这些航天飞机频繁地来往于天地之间,共航行135次,航行总里程近8亿7千万公里,把16个国家的355名航天员送往太空,共航行852人次,运送货物1750吨,完成涵盖地球、天文、生物和质料科学等2000多项科学实验。在发射卫星、太空维修、国际空间站的建设等方面做出了庞大的孝敬,创作了许多航天史上的新纪录。可以说,航天飞机使人类的航天事业前进了一大步。

5架实际应用的航天飞机

航天飞机应用情况

只管结果累累,但航天飞机并不是完美无缺的。一些航天飞机预想中的优点不仅没有成为现实,反而南辕北辙,令人大跌眼镜。

首先一点就是发射成本,只管航天飞机可以重复使用,但由于庞大的维修需要,它的发射泯灭庞大,每次发射都需要4~5亿美元,是运载火箭发射成本的数倍。再有,维修量庞大也限制了航天飞机的发射周期,每年只能发射5~6次。而最让人心碎的一点是,航天飞机的宁静性实在无法捧场,美国的5架航天飞机中,有两架在任务中失事损毁,14名航天员为此牺牲。

除此之外,由于航天飞机至今仍有一些问题没有找到解决方案,再加上结构庞大,技术难度大,成本昂贵等缺点的限制,使它缺少竞争力,不得不退出历史舞台。但随着科技的进步,相信未来不仅会泛起可重复使用的载人飞船,也将泛起越发理想的航天运载器,资助我们探索太空,揭秘众多宇宙

参考文献/

[1] 刘登锐,田如森.飞天的故事[M].北京:中国宇航出书社,2012.

[2] 沈力萍.神舟六号航天专家告诉你100个航天秘密[M].北京:中国宇航出书社,2005.

[3] 戚发轫,李颐黎.巡天神舟——揭秘载人航天器[M].北京:中国宇航出书社,2011.

泉源:中国航天科普