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新型航天器--航天飞机:什么是航天飞机

朱毅麟(国际宇航科学院院士) 2006年10月23日 16:58

  20世纪80年代以前,人类上天都是乘坐载人飞船上去的。然而,载人飞船自己没有强大的动力装置,是靠运载火箭把它送上太空的。这样,用完了的火箭就报废,不能再利用,经济上很不合算。载人飞船由于没有翅膀,不能像飞机那样在空中滑行,选择合适的场地水平着陆,有时还会掉到冰天雪地或原始森林中,十分危险。因此,靠运载火箭与载人飞船进行大规模的航天活动,成本太高,终非长久之计,需要另外想办法。

  1981年,美国航天工程师们研制成功了一种新一代的、身兼多职的航天器——航天飞机。它有三个特征:第一,能像火箭那样垂直发射;第二,能像飞船那样在太空轨道上灵活地飞行;第三,能像飞机一样在空中滑翔,在地面水平着陆。换句话说,就是航天飞机集运载火箭、载人飞船和飞机的本领于一身。

  什么是航天飞机?

  我们曾经说过,飞机不能充当飞向太空的航天交通工具,所以才采用了火箭。现在怎么又出现了航天“飞机”,这是怎么回事呢?

  原来,火箭虽然能飞向太空,但是它使用一次就抛弃了,太不经济,而飞机虽然不能飞向太空,但是却能多次重复使用。

  于是科学家们就想,能不能将火箭和飞机的优点结合起来,设计出一种既能飞向太空,又能返回地面,可重复使用而且成本低的航天器呢?

  经过航空航天技术专家们多年的努力,一种既能像火箭那样垂直从地面起飞,也能像载人飞船一样在太空中运行,又能像飞机一样在空中滑翔、在地面水平着陆的新型航天器——航天飞机诞生了。

  我们来看看,航天飞机是什么样子的。

  航天飞机实际上是由两枚固体燃料助推火箭、推进剂贮箱和轨道器三大部分组成。当航天飞机竖立在发射台上时,固体助推火箭和推进剂贮箱好像三根粗大的立柱:贮箱在中间,固体助推火箭在两侧;轨道器则好像叮在柱子上的一只硕大无比的飞蛾。

  推进剂贮箱直径8.4米,高47米,足有20层楼那么高,里面装有700多吨的液氢和液氧,供轨道器上升时发动机燃烧用。固体助推火箭略为细一点,直径3.7米,高45米,每个助推器能产生约12000千牛的推力。

  轨道器是航天飞机的主体,身长37米,翼展24米,人们习惯上说的航天飞机常常只是指轨道器。它的外形活像一架喷气式飞机。但它和飞机有着很大的区别:飞机是靠空气喷气发动机推进,只能在大气层内飞行;而轨道器装的是火箭发动机,所以能在太空中航行。

  航天飞机三部分合在一起的总重约为2200吨。起飞时,固体助推火箭与轨道器的火箭发动机同时点燃,带着推进剂贮箱一齐上升。固体助推火箭燃烧完毕,就脱落,然后张开降落伞在海面上回收,以便装填燃料下次再用。轨道器带着推进剂贮箱继续上升,直到贮箱内的推进剂烧完,贮箱脱落抛弃。轨道器继续加速,进入太空。

 
 
  

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原载于《太空探索》2005年第3期  
 
   
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