发现号航天飞机介绍
航天飞机的是耶,非耶!
航天飞机的是耶,非耶!
朱毅麟
【期刊名称】《国际太空》
【年(卷),期】2006(000)001
【摘要】自2003年2月哥伦比亚号航天飞机失事以来,对美国航空航天局（NASA）及其主打产品航天飞机的非议和责难不绝于耳：批评航天飞机的构型过于复杂,运行费用居高不下;航天飞机本是试验性航天器,却担负起实用性任务;航天飞机既载人,又运货,无应急救生系统,安全性可靠性受影响;现有的航天飞机大都已经飞行20次以上,例如发现号航天飞机连同最近的首次复飞,已达到31次,其机身及主要部件大都可能已老化;轨道器与外贮箱、固体火箭助推器的并联组合方式,导致其外贮箱绝热泡沫材料脱落会带来致命的后果等等,一时间说得航天飞机几乎一无是处.
【总页数】3页(P29-31)
【作者】朱毅麟
【作者单位】中国空间技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】V528
【相关文献】
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太空旅行
2005年5月2日,SpaceX宣布它已被授予Indefinite Delivery/Indefinite Quantity (IDIQ)合同 给为美国空军提供发射服务的Responsive Small Spacelift (RSS),这可能使美国空 军购买最多100,000,000美元的发射服务。
2008年4月22日,美国国家航空航天局宣布它已获得一个SpaceX由猎鹰1号或 猎鹰9号发射的IDIQ合同。该合同价值20,000美元至10亿美元,价格取决于有 多少任务奖励。该合同涵盖发射服务的命令由2010年6月30日直至2012年。
Elon Musk于2009年4月22日宣布,SpaceX已售出14份各种猎鹰运载火箭的合约。 2009年6月26日,SpaceX宣布新增宇航员安全和任务保证部。它聘请了前美 国国家航空航天局宇航员肯内斯· 鲍威索克斯作为该部门的主管及公司 的副总裁。 2013年10月7日，SpaceX公司将全门板的垂直起飞垂直降落（VTVL）技术应 用于新研发的“蚱蜢”火箭上，该火箭在成功升空744米后准确降落到发射 台上，标志着人类首次制造出可重复利用的火箭。
美国亚特兰大太空工程公司总裁及首席执行官约翰〃奥兹指出，太空旅游市场如果要达到一
太空旅行走进平民
Space travel
间技术的发展，在不远的将来，太空旅游“平民化”将成为现实。 随着科技的进步，太空旅游会离我们越来越近，在不久的将来，人们的火 箭发射能力会逐渐增强，升空的舒适度也会大大提高，并且随着运载能力的提 高，大规模太空旅行也将会实现。 科学家早就计划能向空间发射人造天体，庞大的人工天体可以用来进行太 空移民，但还存在很多的难题尚未解决。随着科技的进步，人工天体肯定会变 成现实，将来将会有大量的人移民到人工天体上去，到时候他们便可以在太空 中生活了。
勇者无惧 “发现号”重返太空
间站 的美 国 “ 发现 号 ” 天 飞机 ， 航 目前 已被 运抵佛罗里达州卡纳维拉尔 角的发射台。 从 装 配 车 间 到 发 射 台 ，短 短 ６４ ｋ ． ｍ的 路 程 ， 作 人 员 却 用 了将 近 ８ ｈ才 把 这 个 庞 工 然 大 物运 到那 里 。“ 现 号 ” 计 将 于 ７月 发 预
一
发 射 ， 且 宇 航 局 还 能 在 今 年 年 底 之 前 再 而 发 射 ２架航 天 飞机 。
若“ 发现 号” 月份发 射成功 ， 宇航 ７ 美
局 就 将 有 机 会 继 续 建 设 已 完 成 一 半 的 国
际 空 间 站 ， 时还 有 可 能 延 长 哈 勃 太 空 望 同
远镜的寿命 。 由于所有航天飞机都将于 但
航 天 飞机 被 拖 出处 理 车 间前 往 装 配车 间
发射工作 ， 第二次对燃料箱进行改进。
为 进 行 ７月 份 的 飞行 测试 ， 宇 航 局 美 对 燃 料 箱进 行 了有 史 以来 最 大 的 改 进 。技 术 人 员从 燃 料 箱 上 取 下 ２块 长 条泡 沫 ， 它 们 是 作 为遮 风 屏 保 护 下 面 的 电缆 和 加 压 线 。美 宇 航 局 的 几 位 主 管 讨 论 了 数 次风 洞 试验 结 果 ，以 确 定 燃 料 箱 是 否 真 的 安 全 。 “ 现 号 ” 天 飞 机 指 令 长 史 蒂 夫 ・ 赛 表 发 航 林 示 ： 目前 地 球 上 尚 未 有 测 试 整 个 航 天 飞 “ 机 飞行 效 果 的 设 施 。我 们 只 能 对 它 一 部分
克 迪 说 ： 宇 航 局 需 要 从 航 天 飞 机 项 目 的 “
惊心动魄的太空漫步
惊心动魄的太空漫步作者：由宇来源：《百科新说》2021年第09期这里不分上下，寂静无风;眼前的地球像个巨大的蓝色水晶球，云层和大海在深邃的太空中反射着耀眼的阳光。
当宇航员走出空间站时，一定会被这片美景深深震撼。
太空漫步看上去轻松飘逸，但其实，每次宇航员出舱都面临着各种危险，步履维艰，他们还要在舱外完成艰巨的任务。
宇航员太空漫步不仅仅是在太空中散步，而是一门高超的技术。
宇航员进行太空漫步时，大多数情况下他们并不会看到满天星星，因为太阳光、航天器和地球的反光太强了。
为了保护眼睛，宇航员不仅会罩上遮阳面罩（相当于一副加强版墨镜），他的瞳孔也会本能地缩小以适应强光。
而不那么亮的星光也因此被忽略了，就像你在大太阳底下看不清手机屏幕一样。
不过，当空间站经过阴影区（被地球挡住阳光的区域）时，宇航员们能通过空间站的观景台看见满天繁星。
太空是一个死亡之地，环境恶劣，生物无法在此生存。
为了保障漫步太空的宇航员的生命安全，科学家研制出了舱外航天服。
它如同一艘迷你飞船，上下里外都是高科技。
真空让人膨胀人类早已适应了地球大气压，而太空没有空气，接近真空，气压极低，还不到地球大气压的千万分之一。
如果人类直接暴露在太空环境中，体内的气体就会迫不及待地往外逃窜，使人肺部破裂，身体肿成原来的两倍大，眼睛和嘴里的液体也沸腾气化。
十几秒内，人就会陷入昏迷，不超过3分钟就会死亡。
冰火两重天没有大气层的保温作用，太空里的温度变化非常剧烈。
在有太阳照射的地方，温度超过100℃，但在被地球挡住的阴影处，温度将低至-150℃。
如果没有专门防护，没有任何人能受得了这样的温差。
数不尽的“子弹”由于没有磁场和大气层的保护，宇宙中的高能粒子能轻易穿透人体细胞，破坏DNA，使细胞坏死或发生癌变;太空垃圾的碎片、大量的岩石颗粒飞速绕着地球旋转。
宇航员一旦走出空间站或飞船，就有可能被这些“子弹”击中。
太空漫步不仅危险，而且辛苦，一次太空漫步从准备到结束，可能需要20多个小时，各种复杂的操作主要是为了保证宇航员的安全。
中国航天飞机计划——完整揭密921载人航天工程(图)来自网络
中国航天飞机计划——完整揭密921载人航天工程工程总投资：—工程期限：1987年——1992年中国921载人航天工程中的“长城一号”航天飞机方案，采用无垂尾布局，自带火箭发动机航天飞机是一种垂直起飞、水平降落的载人航天器，它以火箭发动机为动力发射到太空，能在轨道上运行，且可以往返于地球表面和近地轨道之间，可部分重复使用，由轨道器、固体燃料助推火箭和外储箱三大部分组成。
虽然世界上有许多国家都陆续进行过航天飞机的开发，但只有美国与前苏联实际成功发射过。
航天飞机因具有重复发射、运载量大等宇宙飞船不可比的优越性而一度受到热捧。
但这种由200多万零件组成的高度复杂系统，可靠性非常差。
事实证明美苏两国设计的航天飞机并没有达到当初设想的目标。
每次发射之前的检查、维护、修理都成为浩繁的工作。
原计划每架航天飞机的设计寿命应是20年、100次发射，但美国总共5架航天飞机加起来才发射了100多次，20年的机体寿命却已超过，每次发射的成本也被证明远远高于当初设计目标。
更关键的是，在载人航天事业中，没有什么比宇航员更珍贵的，确保宇航员的生命安全，是第一重要的任务。
迄今，全球历次载人航天失事一共造成22位宇航员丧生，而在美国两次航天飞机失事中丧生的宇航员就占了14位，其比例之高令人吃惊。
在技术和安全的双重压力下，苏联的“暴风雪”、欧洲的“赫尔梅斯”(Hermes)等航天飞机计划相继下马。
中国在1988年提出来的4种航天飞机方案和宇宙飞船方案，当年被誉为“五朵金花”，最后选择了最右边的神舟系列宇宙飞船。
中国航天飞机计划中国也曾有过航天飞机的研制计划。
当时在载人航天方面有宇宙飞船与航天飞机两条道路。
美国在实现载人登月后放弃了飞船发展，转而研发可以反复使用的航天飞机并取得了一定的成功，但是航天飞机无法克服在发射过程中因强烈震动而造成隔热瓦脱落的问题，而相比于航天飞机，宇宙飞船则不存在上述情况，因而要安全得多。
我国在发展载人航天的过程中是走飞船的道路还是走航天飞机的道路曾经产生过广泛的争论，以当时的主流意见来看，走航天飞机的发展道路占了上风，因此在此后的一段时间中我国也全力开始了航天飞机的预研。
航天飞机运输机 世界上最大的背负式运输机
由
于 航天 飞机 的 轨道
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ｇｃ 天 气里 ，这 限制 了它 的 飞行 路线 和飞 行离 厦 ¨的
足 冬天 这几 个 月飞行 时 的上 述条 件 飞 机飞 行高 度 只能 达到 ３千米 进行这 种 特殊飞 行 时 ． 运输 机前 面 １ Ｏ 米 处有 一颦 在 ６千 “ 探险 者 “ 机 在开 道 它通常 是 一架 美国 空 军的货 机 ． 飞 里面 载 有 来自肯 尼 迪的 气候 专 家和航 天 飞机 的工 作＾ 员 当 然在 机 上 还有 一名 经验 丰富 的运 输机 驾驶 员 ． 可以 帮助 运输 机 他
维普资讯
航天 飞机运输机
你能 碍 想象 有 选样 架 飞 机 吗 １它从 美 国加 利福 尼 亚
这 种 看上 去 很笨 重 的 运 输 机是 否 可 以 ｛ 囊一架 普 通 的 ７ ７ 机 一样 飞 行 呢’ 运 输 机 的驾 驶 昴 戈登 ４飞 喜 勒 敦 说
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这是 怎 样 的一 挚 飞机 ．它 又有 什 厶 用呢
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的是 为 了减 轻飞 机的 蕈 晕． 这是 翱 为飞 机要依 靠 它的 升力 飞 行 ．如果 飞机 的重 羹太 重 ．阻力 太大 将 会）小 升 力 航 天 厩 飞 机轨 道嚣 的重 量 已经 达到 翦超 过 ８ ０吨了 ．尽 管将 运输 机
2010年的美国航天活动
美国航天活动□□美国在2010年发射了不少先进航天器，大多获得了成功。
例如，美国的“太阳动力学观测台”（SDO）、首颗GPS-2F、首颗“先进极高频”（AEHF-1）、首颗“天基空间监视卫星”（SBSS-1）、首个X-37B轨道试验飞行器-1（OTV-1）、首艘“龙”（Dragon）飞船和纳帆-D(NanoSail-D)小型太阳帆卫星，只有高超音速技术飞行器-2A（HTV-2A）没有成功；另外，第4次航天飞机因技术问题发射时间一推再推，结果推到了2011年。
2010年，美国还出台了新的国家航天政策，取消了以重返月球为核心的星座计划，确定了美国载人航天发展的新方向，引起了全球的广泛关注。
1 新星闪烁2010年2月11日，美国航空航天局的“太阳动力学观测台”由宇宙神-5火箭发射升空。
它是迄今研究太阳及其动态特性的最先进航天器，是科学家观测太阳的新“眼睛”，能平均每0.75s拍摄1次太阳图像,总耗资达8.56亿美元。
它的观测结果有望加深科学家对太阳内部复杂工作机理的了解，帮助研究人员更有效预测太阳活动对地球上的电子系统等可能产生的影响(详情请看本刊2010年第7期)。
2010年3月4日，美国最后一颗第4代“地球静止环境业务卫星”(GOES)— 地球静止环境业务卫星-P由德尔他-4火箭发射升空。
美国第4代“地球静止环境业务卫星”共有3颗卫星，其中的地球静止环境业务卫星-N、O已分别于2006年5月和2009年6年的2010“太阳动力学观测台”卫星《国际太空》编辑部月发射升空。
2010年3月27日，一枚实验型探空火箭携带了2颗学生建造的小卫星从美国航空航天局的瓦罗普斯岛（Wallops）飞行设备场发射升空。
这是首次用探空火箭发射小卫星，掀开了小型有效载荷快速、廉价进入太空的新一页。
2010年5月28日，美国空军使用德尔他-4运载火箭将耗资1.21亿美元的第1颗GPS-2F导航卫星发射升空。
它是新一代GPS卫星，增加了L5频段的第3个民用信号以及信号功率，实现了导航信号功率可调的目标，采用了更先进的星上原子钟，设计寿命延长到12年，当大多数GPS-2F卫星进入太空之后，用户定位精度将由小于6m提高到优于3m(详情请看本刊2010年第6期)。
梯度复合材料简单介绍
功能梯度材料
梯度功能材料早就出现在自然界中。 • 竹子是一种典型的梯度功能材料， 人类和动物身体中的骨骼也是一种 梯度材料，其特点是结构中的最强 单元承受最高的应力。
竹子
• 生物的梯度结构与人造梯度结构之 间存在很大差异。有生命的FGM是 “有智能的”，它们能感受所处环 境的变化 ( 包括局部应力集中 ) ，产 生相应的结构修改，而人造梯度材 料至少在目前还缺乏这种功能。
生物医学工业
• 人造牙的齿根外表采用耐磨 性优良的 HA 陶瓷，内部采用 可 承 受 较 大 变 形 的 钛 或 Ti6Al-4V合金。
梯度功能材料制成的人造牙
• 梯度功能材料是一种设计思想新颖、性能优良的 新材料，将 FGM 结构和 FGM 化技术与智能材料 系统有机地结合起来，将会给材料科学带来一场 新的革命。 • 梯度功能材料被认为是 21世纪材料科学的一个重 要发展方向。
——概念
微观组织 宏观组织
均质/非均质 均质
非均质 均质
功能
一致
一致
梯度化
• 将金属、陶瓷等粉末按一定 梯度分布直接填充到模具中 加压烧结；也可将不同组分 粉末压成薄膜/片后进行叠层 烧结。 • 控制各组分混合比，使压后 的粉坯梯度层间任一组分浓 度变化较小，梯度层间接合 紧密。 • 调节粉末粒度分布和烧结工 艺，可得良好热应力缓和的 梯度功能材料。
第八章 载人航天器
载人飞船：能保障航天员在外层空间生活和工作，以执行航 天任务并能返回地面的航天器； 空间站：可供多名航天员巡访、长期工作和居住的载人航天 器； 航天飞机：可以重复使用的，往返于地面和高度在1000km以 下的近地轨道之间，运送有效载荷的航天器。 载人航天是现代科学技术发展的一个显著标志。
载人飞船的结构组成
1、载人飞船是一种载人的小型航天器，它的构造要比人造卫星的 构造复杂得多。 2、载人飞船除了具有类似人造卫星的结构系统、姿态控制等设备之 外，为了保证航天员在飞行过程中正常的生活和工作，还有许多特 殊的设施。如飞船的座舱要很好的密封，使座舱里保持足够的氧 气、一定的压力和适当的温度，还要为航天员准备足够的水和食 物。 3、此外，飞船上还需要安装类似飞机驾驶员用的那种手控装置、各 种飞行显示仪表以及航天员跟地面联络的通信设备等等。
载人飞船的结构特点
载人飞船的结构采用分舱段布置的原则。 从功能上分，可分为座舱和服务舱； 从再入与否分，载人飞船是由再入舱（也称返回舱）和其他舱段组 成。再入舱是需要再人大气层的飞船舱段，它具有再入时的防热结 构。座舱是再入舱的核心部分，是航天员工作与生活的地方，也是 飞船的指挥中心。有些飞船的整个再入舱就是座舱。座舱结构一般 包括外部防热层与内部密封压力舱等结构部分。密封压力舱必须满 足最小泄漏量的要求。
两台固体火箭助推器是航天飞机系统的第 三个部件
两台固体火箭助推器平行地安装在外储箱的两侧，航天飞机的 下 方 。 两 台 固 体 火 箭 助 推 器 的 结 构 完 全 相 同 ， 每 台 助推器 长 约 45.46m，直径3.7m，自重83t，可以装503t的固体推进剂，推力 13MN，可以重复使用20次。
3、轨道机动飞行器（OMV）：它是从空间站到空间平台或自由飞 行器等之间的交通工具。它能把航天员带到离空间站几百公里远 处，维修、更换、检测、回收自由飞行的卫星和空间平台。 4、轨道转移飞行器（OTV）：能够将大型的卫星和空间平台进一 步送往深空轨道。 这些种类繁多的航天器能够飞向并接近空间站基地（简称空间 站），而空间站则成为这些航天器的工作、供给和服务基地，为 它们提供消费品、备件、有效载荷和其他设备。此外，所有这些 货物、航天员以及空间站、空间平台的全部构件均由航天飞机和 飞船利用运载火箭运送到空间站，或直接运送到空间平台。所以 运载火箭、飞船和航天飞机等天地运载工具也成为空间站系统不 可缺少的组成部分。
图说NASA航天飞机
图说NASA航天飞机 从32年前第一次升空到2011年7月8日最后一次发射，NASA的航天飞机项目经历了欢欣鼓舞和让人心碎的悲伤时刻。该项目共经历了135次发射，把超过350名宇航员和上千吨物资与装备送到低地轨道。 在整个项目中有14名宇航员献身。发射任务总是伴随着风险，工程是复杂的，危险是极端的。 每架航天飞机都以探索新世界的海军名舰来命名，除此之外还有一个根据NASA轨道载具编号系统制定的载具编号。1969~1972年的“阿波罗”登月任务中也曾用过三艘海军名舰的名字：“阿波罗”11指令舱“哥伦比亚”号，“阿波罗”15指令舱“奋进”号，“阿波罗”17登月舱“挑战者”号。 在我们期待下一阶段人类太空飞行时也要回顾一下过去几十年来航天飞机的发展和任务吧。
1981年4月12日“哥伦比亚”号在肯尼迪航天中心发射。这是航天飞机的首次轨道飞行，任务编号STS-1，机长是约翰·杨，飞行员是罗伯特·克里平 航天飞机照片合集，从左到右：“哥伦比亚”、“挑战者”、“发现”、“亚特兰蒂斯”、“奋进”号
1972年4月15日，苏联诗人叶夫根尼·叶甫图申科（左）在参观“阿波罗”16号发射期间在听肯尼迪航天中心主任库尔特·德布斯博士讲解航天飞机项目。前景是航天飞机和火箭助推器方案之一 航天飞机机翼结构模型之一，摄于1975年3月28日
1975年11月6日，航天飞机和波音747的组合体模型在NASA的7 X 10（英尺，下同）风洞中进行测试 1976年9月17日，美国第一架航天飞机“进取”号（亦说“企业”号）在加州帕姆代尔的首秀仪式上，电视连续剧《星际迷航》的明星们也受邀出席，从左到右是：伦纳德·尼莫伊，乔治·竹井，德福雷斯特·凯利和詹姆斯·杜汉
1977年2月1日拍摄的航天飞机液氢燃料箱内部，长度47米，直径超过8.23米。这个外部燃料箱是航天飞机最大的部件，是整个航天飞机系统的支柱，也是唯一不能重复使用的部件 1977年2月15日，一名技师正在NASA 10 X 10风洞中为航天飞机模型的尾部安装传感器