科普相关知识点（航天飞机）

1、航天飞机（Space Shuttle）航天飞机是一种载人往返于近地轨道和地面间的有人驾驶、可重复使用的运载工具。它既能像运载火箭那样垂直起飞，又能像飞机那样在返回大气层后在机场着陆。航天飞机由轨道器、外贮箱和固体助推器组成。航天飞机为人类自由进出太空提供了很好的工具，是航天史上的一个重要里程碑，最早由美国研发。著名的航天飞机有美国的哥伦比亚号、挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号和奋进号，以及前苏联的暴风雪号。特点与用途航天飞机与弹道式运载火箭相比，具有以下优点：1 ) 可以重复使用。2 ) 维修方便，发射程序简化，有利于空间活动经常化和快速反应。3) 执行任务较灵活。航天飞机配上各种上面级，可以满

2、足发射各种低、中、高轨道卫星和星际探测器的要求。4) 可以使卫星设计简化，可靠性提高，工作寿命延长，从而减少卫星研制的总费用。5) 上升段和再入段过载较小，未经严格空间飞行训练的普通人员也可参加空间活动。航天飞机的主要用途有：部署卫星、检修卫星、回收卫星、太空营救、空间运输、空间实验和生产、空间探测。航天飞机的发射与返回，一般都是在预定的程序内自动进行的，也可以由宇航员自行操纵。它的常规飞行程序大致有以下步骤：1.起飞。航天飞机直立在发射台上，两台固体火箭助推器和三台液体火箭基本同时点火（三台主发动机点火时间间隔0.12秒，然后是固体火箭点火），固定航天飞机系统的系留带松脱，航天飞机垂直上升；

3、2.助推火箭分离。航天飞机上升约120秒时，达到40公里高度，助推器燃料耗尽，自动熄火并同航天飞机分离，主发动机继续工作，航天飞机持续上升。助推器在海上回收；3.外挂燃料箱脱落。航天飞机起飞后500秒左右，到达100多公里高度，时速达每秒7.8公里，外挂燃料箱推进剂耗尽并自动与轨道器分离，陨落大气层烧毁；4.轨道器入轨。轨道器以28800公里的时速飞行，依靠自身的44个小型喷气发动机（它们可以单独点火，也可以串联点火），即轨道机动动力系统调整到达预定轨道；5.返航。启动轨道机动动力系统，脱离轨道，进入椭圆形轨道，宇航员连接好生物医学测量传感器，穿好增压宇航服，向计算机输入重返大气层执行程序，根

4、据地面指令，启动机首和机尾姿态调整发动机，形成机尾向前，机腹向地面的姿势。同时轨道发动机逆向喷射，使轨道器急剧减速。离着陆为1小时23分时，调整为机头向前，此时轨道器以音速的25倍超高速、40度俯冲角进入大气层。机身与稠密的空气剧烈摩擦产生超高温，外壳烧红，形成电离，使轨道器与地面无线电通讯中断16分钟。下降到50公里高度时，速度为每小时10800公里，距离地面38公里时，速度降为每小时7680公里。可改为手动操纵，关闭所有发动机。最后以340公里的时速拖带减速伞降落在跑道上。航天飞机除了可以在天地间运载人员和货物之外，凭着它本身的容积大、可多人乘载和有效载荷量大的特点，还能在太空进行大量的科

5、学实验和空间研究工作。它可以把人造卫星从地面带到太空去释放，或把在太空失效的或毁坏的无人航天器，如低轨道卫星等人造天体修好，再投入使用，甚至可以把欧空局研制的“空间实验室”装进舱内，进行各项科研工作。 9 航天飞机的飞行过程大致有上升、轨道飞行、返回三个阶段。起飞命令下达后，航天飞机在助推火箭的推动下垂直上升，直至进入预定轨道，完成上升。进入轨道后，航天飞机的主发动机熄火，由两台小型火箭发动机控制飞行。到达预定地点后，航天飞机开始工作。航天飞机完成任务后，便开始重新启动发动机，向着地球飞行。进入大气层后，航天飞机速度开始放慢，并像普通滑翔机一样滑翔着陆（划重点）。哥伦比亚号航天飞机哥伦比亚号航

6、天飞机，1981年4月12日首次发射，是美国第一架正式服役航天飞机，哥伦比亚号机舱长18米，能装运36吨重的货物，外形象一架大型三角翼飞机，整个组合装置重约2000吨，在滑行中它还能向两侧方向作2000公里的机动飞行，以选择合适的着陆场地。2003年2月1日美国东部时间上午9时，美国“哥伦比亚”号航天飞机在得克萨斯州北部上空解体坠毁，7名宇航员全部遇难。挑战者号航天飞机挑战者号航天飞机是美国正式使用的第二架航天飞机。开发初期原本是被作为高拟真结构测试体（high-fidelity Structural Test Article，因此初期机身代号为STA-099），但在挑战者号完成初期测试任务后

7、，被改装成正式的轨道载具（Orbiter Vehicle，因此代号改为OV-099），并于1983年4月4日正式进行任务首航。1986年1月28日，挑战者号在进行代号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，并且导致一连串的连锁反应。在升空后73秒时，爆炸解体坠毁。机上的7名宇航员都在该次事故中丧生。发现号航天飞机（STS Discovery OV-103）发现号航天飞机是美国国家航空暨太空总署（NASA）肯尼迪航天中心（KSC）旗下，第三架实际执行太空飞行任务的太空梭。首次飞行是在1984年8月30日，负责进行各种科学研究与作为国际太空站（Intern

8、ational Space Station，ISS）计划的支援。2011年3月7日，“发现”号航天飞机脱离国际空间站，9日在肯尼迪航天中心安全着陆，结束了近27年的飞行。“企业”号“企业”号从1974年6月开始建造。不过一年之后，NASA开始开发“哥伦比亚”号，后者的尾翼设计更容易上天。1976年9月17日，“企业”号正式推出。NASA原计划先将“企业”号用于“返回及着陆”测试。随后，再将其送入太空。然而，测试却成为这架航天飞机终身的命运。与“哥伦比亚”号相比，“企业”号显然不具备什么优势。不久，NASA选择让“哥伦比亚”号升空。“哥伦比亚”号坠毁后，“企业”号仍有升空的希望。但是，由于设计方

9、案的更改，NASA发现如果把“企业”号送上太空，将花费大量的更新资金，还不如更新另一架测试样机“挑战者”号便宜。在“企业”号上，NASA做了大量的地面和飞行测试。1977年，由经过特别改装的波音747飞机驮着它进行了机载试验。此外，大量的轨道副系统在还未进入大气前，都在“企业”号上先行测试。上世纪80年代开始，“企业”号开始退役，除了一部分结构拆卸后用于其他航天飞机之外，它开始了全球巡展。1985年入驻华盛顿的史密斯学院。“挑战者”号折翼后，NASA又一度考虑将“企业”号改装升空，最后仍然出于节省经费的考虑，选择了“奋进”号。亚特兰蒂斯号航天飞机1985年，“亚特兰蒂斯”号成为美国宇航局的第四

10、架航天飞机。“亚特兰蒂斯”号是以美国一艘远洋船舶的名字命名的，这艘轮船从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2010年5月之间进行了17次飞行。2011年7月8日，“亚特兰蒂斯”号航天飞机在佛罗里达州肯尼迪航天中心点火升空，开始它以及整个航天飞机团队的最后一次飞行，于美国东部时间21日晨5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（STS Endeavour OV-105）奋进号航天飞机是美国国家航空航天局（NASA）肯尼迪太空中心（KSC）旗下，第五架实际执行太空飞行任务也是最新的一架航天飞机。首次飞行是在1992年5月7日（STS-49号任务），负责的任务中有不小比例是作为国际太空站计划的支援。2011年5月16日，奋进号航天飞机在肯尼迪航天中心成功发射升空，开始其19年职业生涯的最后一次太空使命，同时也是美国航天局30年的航天飞机发射计划倒数第二次航行。2012年9月21日，奋进号航天飞机抵达加利福尼亚州洛杉矶市洛杉矶国际机场，完成最后一次空中飞行。暴风雪号航天飞机暴风雪号航天飞机大小