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第23章 航天飞机——人类探索太空史上浓重的一笔(3)

美国宇航局的第四架航天飞机

“亚特兰蒂斯号”是以美国第一艘远洋船舶的名字命名的,这艘轮船1930年到1966年在马萨诸塞州的伍兹霍尔海洋研究所被用来进行研究。

“亚特兰蒂斯号”航天飞机重77.7吨,它在1985年10月和1996年3月之间进行了16次飞行。

谢幕之旅

当地时间2011年7月8日,“亚特兰蒂斯号”从美国佛罗里达州肯尼迪航天中心升空,执行美国航天飞机项目第135次也是最后一次飞行。

“亚特兰蒂斯号”这次任务共历时12天。参与本次飞行的共有4名宇航员,他们本次需完成两项试验任务。一项是确定能否使用机器人为现有的航天器加燃油,另一项是在微重力状态下测试名叫“正渗透”的处理技术,以探寻废水利用的新方法。

经过2天的飞行,7月10日“亚特兰蒂斯号”与国际太空站成功对接,为驻守空间站的宇航员们送去了足够他们消耗1年的补给品,重约4吨,包括食物、衣物、科学仪器设备等。

15日“亚特兰蒂斯号”航天飞机上的一台主计算机突然出现故障,随之而起的警报声惊醒了沉睡的4名宇航员。“亚特兰蒂斯号”指令长克里斯·弗格森介绍,警报持续了一个小时左右后,宇航员们都醒了。随后,他们迅速启动了备用计算机,并修复了故障。

据悉,故障疑为宇宙射线所致。由于宇航员睡眠受到影响,地面控制中心将他们叫醒的时间推迟了半小时。

“亚特兰蒂斯号”航天飞机最后一次的飞行任务是载回2.5公吨国际空间站上不再需要的材料和废物,返回地球。

“亚特兰蒂斯号”航天飞机于美国东部时间21日晨5时57分(北京时间21日17时57分)在佛罗里达州肯尼迪航天中心安全着陆,结束其“谢幕之旅”,这寓意着美国30年航天飞机时代宣告终结。

“奋进号”航天飞机

“奋进号”是美国宇航局建造的航天飞机轨道飞行器。它是由美国宇航局于1991年建造,用来替代1986年在爆炸中被毁坏的“挑战者号”。“奋进号”是以18世纪英国探险家詹姆斯·库克的考察船的名字命名的。

重新组装

从某个角度来说,“奋进号”是一艘“拼装航天飞机”,它是以“发现号”和“亚特兰蒂斯号”的建造过程中一批同时生产的备用结构零件为基础,额外组装出来以便取代意外坠毁的“挑战者号”任务空缺的航天飞机。不过,这样拼装而成并不代表“奋进号”的表现就会逊色一截,事实上因为是最后才开始建造的。“奋进号”在建造过程中汲取了许多以往的教训,拥有更多新开发的硬件装备。而大部分新一代的航天飞机仪器设备都是在“奋进号”上率先采用之后,再趁着停飞维修的期间,改装追加到其他几架航天飞机之上的。

“奋进”号航天飞机除了电子设备有所改进之外,在尾部还增加了一个减速伞,可以缩小着陆后在跑道上滑行的距离。

最后的飞行

“奋进号”航天飞机于当地时间2011年5月16日8点56分,从美国佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空,按照计划这将是“奋进号”最后一次太空之旅。

在本次编号为STS-134的任务中,“奋进号”将搭载着六名宇航员为国际空间站输送去价值20亿美元的太空实验设施。

在本次发射之后,“亚特兰蒂斯号”航天飞机将进行最后一次飞行任务,之后美国的航天飞机将全部退役。

此次“奋进号”为国际空间站运送名为阿尔法磁谱仪2的设备,阿尔法磁谱仪2被安放至国际空间站,用于探索反物质,暗物质和宇宙射线等。反物质和暗物质是两种神秘物质,从理论上讲应当存在,但目前为止又找不到其存在的真凭实据,而阿尔法磁谱仪项目的主要目的就是找到它们。这一项目由美国麻省理工学院华裔诺贝尔奖获得者丁肇中负责,包括中国科学家在内的全球600多名科研人员参与了这一项目。

据官方估计,当天有包括女议员吉福兹在内的50万名观众涌进肯尼迪航天中心及其周边观测点目送“奋进号”升空。不少人从15日开始就在附近的海滩、公园、天台等地占据最佳位置,通宵等候这一激动人心的时刻。甚至有外地游客自4月底“奋进号”首次被推迟发射以来就一直守候在佛罗里达等待这次发射。

“奋进号”航天飞机的首次飞行始于1992年5月7日。截至2010年2月的24次太空飞行中,“奋进号”总共在太空度过了280天9小时,绕行地球4429圈,总飞行距离达到1.65亿公里。

2012年9月21日,“奋进号”航天飞机抵达加利福尼亚洛杉矶国际机场,完成最后一次空中飞行。另一航天飞机“发现号”已于2011年3月先行退役。

“奋进号”航天飞机开始其最后一次飞行任务,这当然是一个让中国科技界和媒体非常关注的事件。然而,让人意想不到的是,采访“奋进号”发射的中国媒体记者竟然由于一个新出炉的“沃尔夫条款”而被拒之门外,美国航天局取消了已允诺给予中国记者的采访通行证。于是,当“奋进号”载着中国科学家付出心血的阿尔法磁谱仪奔向太空时,中国记者居然不能像其他国家的记者一样,到现场观看航天飞机升空,也不能参加航天局举行的新闻发布会。

“天宫一号”的成功壮举

“天宫一号”(Tiangong-1)是中国第一个目标飞行器,于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射。飞行器全长10.4米,最大直径3.35米,由实验舱和资源舱构成。它的发射标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步第二阶段。2011年11月3日凌晨,“天宫一号”实现与“神舟八号”飞船的对接任务。2012年6月18日下午,“天宫一号”与“神舟九号”对接成功。“神舟十号”飞船也在2013年6月13日13时18分与“天宫一号”完成自动交会对接。据相关专家透露,“天宫一号”在寿命末期,将主动离轨,陨落南太平洋。

“天宫一号”的内部构造

“天宫一号”目标飞行器是载人航天器,由中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院和上海航天技术研究院研制而成。“天宫一号”高10.4米、重8.5吨,分为实验舱和资源舱,舱体的最大直径达3.35米。与之前的载人航天器相比,“天宫一号”为航天员提供的可活动空间有所增加,达15立方米,能够同时满足3名航天员工作和生活的需要。实验舱前端装有被动式对接结构,可与追踪飞行器进行对接。

资源舱的主要任务是为“天宫一号”的飞行提供能源保障,并控制飞行姿态。“天宫一号”的电源分系统的所有设备(太阳能电池翼)都在资源舱内,并包括了为飞行器提供能量的燃料。“天宫一号”的导航与制导系统中6个控制力矩陀螺也在资源舱内。导航与制导系统的用途是在“天宫一号”与追踪飞行器进行对接之际负责寻找目标,而控制力矩陀螺则会对“天宫一号”进行精确的姿态控制。

实验舱主要负责航天员工作、训练及生活。实验舱是全密封的环境,对接完成后航天员进舱进行工作、训练,一些必要的生活活动、睡眠等也都在这里进行。内设睡眠区(包括航天员睡眠所用的睡袋)以及使航天员保持身体强健的健身区。

“天宫”寄托国人无限憧憬

“天宫一号”的名字让人联想起中国古代四大名著之一《西游记》中的孙悟空大闹天宫。此外“天宫”是中华民族对未知太空的通俗叫法。因此,以“天宫一号”为目标飞行器命名,应该会得到国人的共鸣。这个飞行器实际上就是空间实验站的雏形。从“神七”到“神十”,是为了检验航天员太空实验的能力和对接空间实验站的技术成熟度。此后就是载人航天工程的第三步——实现建立太空实验站并进行料理。届时将会交替发射载人飞船和货运飞船。

2009年2月27日,中央电视台军事报道中首次出现了中国“天宫一号”空间实验室实体画面,此前“天宫一号”仅有电脑效果图和模型对外公开。

“天宫一号”于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射,2011年11月3日凌晨顺利实现与“神舟八号”的飞船对接任务。

“天宫一号”成功发射的喜悦

全球瞩目的“天宫一号”飞向太空,是中国人朝实现全面载人航天飞行能力迈出意义非凡的一步。

“天宫一号”成功发射,标志着中国载人航天工程又迈出里程碑式的跨越。中国多位载人航天工程的权威专家,均表达出对未来与港澳科学家合作的热切期盼。中国航天员科研训练中心陈善广更预计,在载人航天“三步走”计划的太空站阶段(2020年前后),或将有来自香港的太空人踏上中国太空站,共同遨游太空,进行科学探索。中国载人航天工程总设计师周建平表示,在当前的交会对接任务中,港澳科学家已起到积极作用。

“天宫一号”实际上是空间实验室的实验版,采用两舱构型,分别为实验舱和资源舱。之后,再发射“神舟八号”。“神八”是一艘无人飞船,与“天宫一号”进行无人自动对接试验。2015年前,再陆续发射“天宫二号”、“天宫三号”两个空间实验室。太空生命科学试验不仅可以进行植物育种、发明新的药物,而且在半导体、特种材料、天文学、对地观测等方面的好处更是不一而足。因此,以“神七”为起点的空间站建设,将为科学研究带来更大的舞台。

“挑战者号”航天飞机的悲惨命运

“挑战者号”在1986年1月28日进行代号STS-51-L的第10次太空任务时,因为右侧固态火箭推进器上面的一个O形环失效,导致发生连锁反应,在升空后73秒时,爆炸解体坠毁。机上的7名宇航员都在此次意外中丧生。

“挑战者号”航天飞机的精彩历程

“挑战者号”飞机是美国肯尼迪航天中心的第二架航天飞机。它以航行于大西洋和太平洋上的英国研究船“挑战者号”而命名。也许有人还记得“阿波罗17号”登月舱也叫“挑战者号”。就像它的前辈一样,航天飞机“挑战者号”也为人类的航天事业作出了巨大贡献。

1982年7月“挑战者号”航天飞机成为美国可再度使用的带冀航天器,共成功完成了九次航天飞行任务。1986年1月28日,美国的“挑战者号”航天飞机乘载7名宇航员,进行航天飞机的第10次飞行。在“挑战者号”十次的飞行任务中,共绕轨道飞行987次,太空停留时间累积69天。

“挑战者号”航天飞机瞬间化为乌有

1986年1月28日是寒冷的一天,在美国佛罗里达的卡那维拉尔角,比天气更让人难过的是“挑战者号”航天飞机发生的悲剧。

这天早晨,成千上万名参观者聚集到肯尼迪航天中心,等待一睹“挑战者号”腾飞的壮观景象。上午11时38分,耸立在发射架上的“挑战者号”点火升空,直飞天穹,看台上一片欢腾。但航天飞机飞到73秒时,空中突然传来一声闷响,只见“挑战者号”顷刻之间爆裂成一团橘红色火球,碎片拖着火焰和白烟四散飘飞,坠落到大西洋。“挑战者号”发生爆炸,全世界为之震惊。

7名宇航员在这次事故中全部罹难,包括两名女宇航员。其中特别引人注目的是第一次以平民身份参加太空飞行的女教师麦考利夫。原计划她将在太空给她的学生进行现场授课,不幸的是麦考利夫壮志未酬,献出了宝贵的生命。根据调查这一事故的总统委员会的报告,爆炸是一个O型封环失效所致。这个封环位于右侧固体火箭推进器的两个底层部件之间。失效的封环使炽热的气体点燃了外部燃料罐中的燃料。O型封环会在低温下失效,尽管在发射前夕有工程师警告不要在低温下发射,但是由于发射已被推迟了5次,所以警告未能引起重视。

“挑战者号”的失事曾使美国的航天事业受到沉重打击,航天飞机在以后的3年中停止了飞行。但是,在总结了“挑战者号”的教训之后,人类对太空的探测仍在继续。从航天飞机恢复飞行至今,已执行了76次飞行任务,包括组建国际空间站。“挑战者号”的宇航员是人类航天事业的先驱。

参加“挑战者号”航天飞机的宇航员一共有七人。他们是:机长弗朗西斯·斯科比,四十六岁;驾驶员迈克尔·史密斯,四十岁;宇航员朱迪恩·雷斯尼克,三十六岁;罗纳德·麦克奈尔,三十五岁;埃利森·鬼冢,三十九岁;格里高利·杰维斯,四十一岁;女教师克里斯塔·麦考利夫,三十七岁。

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