百科名片

  

航天飞机（space shuttle，又称为太空梭或太空穿梭机）是可重复使用的、往返于太空和地面之间的航天器，结合了飞机与航天器的性质。它既能代表运载火箭把人造卫星等航天器送入太空，也能像载人飞船那样在轨道上运行，还能像飞机那样在大气层中滑翔着陆。航天飞机为人类自由进出太空提供了很好的工具，它大大降低航天活动的费用，是航天史上的一个重要里程碑。

目录

美国航天飞机简介

组成部分

1.一、外部燃料箱

2.二、一对固体火箭助推器

3.三、轨道器

美国航天飞机机队

1.企业号航天飞机（enterprise）介绍

2.哥伦比亚号航天飞机（columbia）介绍

3.挑战者号航天飞机（challenger）介绍

4.发现号航天飞机（ discovery ）介绍

5.阿特兰蒂斯号航天飞机（atlantis）介绍

6.奋进号航天飞机（endeavour）介绍

航天记录

最后的飞行

首次飞行

其他国家航天飞机计划

1.苏俄航天飞机

2.欧洲国家的航天飞机计划

3.中国的航天飞机计划

航天飞机事故

1.挑战者号升空爆炸

2.哥伦比亚号返航解体

历史瞬间

后续计划

美国航天飞机简介

组成部分

1.一、外部燃料箱

2.二、一对固体火箭助推器

3.三、轨道器

美国航天飞机机队

1.企业号航天飞机（enterprise）介绍

2.哥伦比亚号航天飞机（columbia）介绍

3.挑战者号航天飞机（challenger）介绍

4.发现号航天飞机（ discovery ）介绍

5.阿特兰蒂斯号航天飞机（atlantis）介绍

6.奋进号航天飞机（endeavour）介绍

航天记录

最后的飞行

首次飞行

其他国家航天飞机计划

1.苏俄航天飞机

2.欧洲国家的航天飞机计划

3.中国的航天飞机计划

航天飞机事故

1.   挑战者号升空爆炸

2.   哥伦比亚号返航解体

·   历史瞬间

·   后续计划

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美国航天飞机简介

  

  

1969年4月，美国宇航局提出建造一种可重复使用的航天运载工具的计划。1972年1月，美国正式把研制航天飞机空间运输系统列入计划，确定了航天飞机的设计方案，即由可回收重复使用的固体火箭助推器，不回收的两个外挂燃料贮箱和可多次使用的轨道器三个部分组成。经过5年时间，1977年2月研制出一架创业号航天飞机轨道器，由波音747飞机驮着进行了机载试验。1977年6月18日，首次载人用飞机背上天空试飞，参加试飞的是宇航员海斯（c·f·haise）和富勒顿（g·fullerton）两人。8月12日，载人在飞机上飞行试验圆满完成。又经过4年，第一架载人航天飞机终于出现在太空舞台，这是航天技术发展史上的又一个里程碑。

航天飞机是一种为穿越大气层和太空的界线（高度100公里的关门线）而设计的火箭动力飞机。它是一种有翼、可重复使用的航天器，由辅助的运载火箭发射脱离大气层，作为往返于地球与外层空间的交通工具，航天飞机结合了飞机与航天器的性质，像有翅膀的太空船，外形像飞机。航天飞机的翼在回到地球时提供空气煞车作用，以及在降跑道时提供升力。航天飞机升入太空时跟其他单次使用的载具一样，是用火箭动力垂直升入。因为机翼的关系，航天飞机的酬载比例较低。设计者希望以重复使用性来弥补这个缺点。

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并回收过这种交通工具。但由于苏联瓦解，相关的设备由哈萨克接收后，受限于没有足够经费维持运作使得整个太空计划停摆，因此全世界仅有美国的航天飞机机队可以实际使用并执行任务。

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组成部分

  

  

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，可部分重复使用的航天器。它由轨道器、固体燃料助推火箭和外储箱三大部分组成。

一、外部燃料箱

外表为铁锈颜色，主要由前部液氧箱、后部液氢箱以及连接前后两箱的箱间段组成。外部燃料箱负责为航天飞机的3台主发动机提供燃料。外部燃料箱是航天飞机三大模块中唯一不能重复使用的部分，发射后约8.5分钟，燃料耗尽，外部燃料箱便被坠入到大洋中。

二、一对固体火箭助推器

这对火箭助推器中装有助推燃料，平行安装在外部燃料箱的两侧，为航天飞机垂直起飞和飞出大气层进入轨道，提供额外推力。在发射后的头两分钟内，与航天飞机的主发动机一同工作，到达一定高度后，与航天飞机分离，前锥段里降落伞系统启动，使其降落在大西洋上，可回收重复使用。

三、轨道器

  

  

即航天飞机本身，它是整个系统的核心部分。轨道器是整个系统中惟一可以载人的、真正在地球轨道上飞行的部件，它很像一架大型的三角翼飞机。它的全长37.24m，起落架放下时高17.27m；三角形后掠机翼的最大翼展23.97m；不带有效载荷时质量68t，飞行结束后，携带有效载荷着陆的轨道器质量可达87t 。它所经历的飞行过程及其环境比现代飞机要恶劣得多，它既要有适于在大气层中作高超音速、超音速、亚音速和水平着陆的气动外形，又要有承受再人大气层时高温气动加热的防热系统。因此，它是整个航天飞机系统中，设计最困难，结构最复杂，遇到的问题最多的部分。

轨道器由前、中、尾三段机身组成。前段结构可分为头锥和乘员舱两部分，头锥处于航天飞机的最前端，具有良好的气动外形和防热系统，前段的核心部分是处于正常气压下的乘员舱。这个乘员舱又可分为三层：最上层是驾驶台，有4个座位，中层是生活舱，下层是仪器设备舱。乘员舱为航天员提供宽敞的空间，航天员在舱内可穿普通地面服装工作和生活。一般情况下舱内可容纳4~7人,紧急情况下也可容纳10人。

航天飞机的中段主要是有效载荷舱。这是一个长18m ，直径4.5m，容积300m3的大型货舱，一次可携带质量达29t 多的有效载荷，舱内可以装载各种卫星、空间实验室、大型天文望远镜和各种深空探测器等。为了在轨道上施放所携带的有效载荷或回收轨道上运行的有效载荷，舱内设有一或二个自动操作的遥控机械手和电视装置。机械手是一根很细的长杆，在地面上它几乎不能承受自身的重量，但是在失重条件下的宇宙空间，却可以迅速而灵活地载卸10t多的有效载荷。航天飞机中段机身除了提供货舱结构之外，也是前、后段机身的承载结构。

  

  

航天飞机的后段比较复杂，主要装有三台主发动机，尾段还装有两台轨道机动发动机和反 作用控制系统。在主发动机熄火后，轨道机动发动机为航天飞机提供进入轨道、进行变轨机动和对接机动飞行以及返回时脱离轨道所需要的推力。反作用控制系统用来保持航天飞机的飞行稳定和姿态变换。除了动力装置系统之外，尾段还有升降副翼、襟翼、垂直尾翼、方向舵和减速板等气动控制部件。

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美国航天飞机机队

“开拓者号”（也称“企业号”，“进取号”）只用于测试，一直未进入轨道飞行和执行太空任务。

“哥伦比亚”号（1981年4月12日首次发射）

“挑战者”号（重量约7.88万千克，首航时间：1983年4月4日）

“发现”号（重量约7.7万千克，首航时间：1984年8月30日）

“亚特兰蒂斯”号（重量约7.7万千克，首航时间：1985年10月3日）

“奋进”号（重量大约7.74万千克，首航时间：1992年5月7日，接替“挑战者”号）[1]

企业号航天飞机（enterprise）介绍

[2]企业号航天飞机（nasa内部编号: ov-101）是为nasa建造的第一架航天飞机。实际上它是一个纯粹的测试平台，没有发动机，没有设备，没有任何功能。本来企业号是准备作为哥伦比亚号之后的第二架航天飞机的，但是后来nasa发觉改装测试平台sta-099更划算，而后来奋进号又被建造出来，企业号就再也没有上天的机会了。

最初这架航天飞机被命名为宪法号（constitution）以纪念美国建国200周年，但后来以著名的电视连续剧星际旅行（star trek）中的星际联邦企业号星舰（uss enterprise，有时又可翻译为“勇往号”或“进取号”）命名，该虚构星际战舰的命名则是源自于美国海军的核子动力航空母舰企业号（uss enterprise cvn-65）。

在加利福尼亚肯尼迪空军基地的研究中心里，企业号被用于各种alt(返回及着陆)测试，包括被一台波音747飞机背负运输的飞行测试、以及后来自由飞行的着陆测试。在alt测试以后，企业号还被竖起来，装配好燃料箱和助推火箭，在发射状态下进行测试。

在完成了测试使命后，企业号现在被收藏在史密桑尼亚协会的博物馆里，直到XX年哥伦比亚号航天飞机事故后，企业号上的玻璃瓦又被拆下进行测试，以调查哥伦比亚号失事原因。

哥伦比亚号航天飞机（columbia）介绍

哥伦比亚号航天飞机（sts columbia ov-102）是美国国家航空暨太空总署（nasa）甘乃迪太空中心旗下拥有的太空梭之一。哥伦比亚号是美国的太空梭机队中第一架正式服役的，它在1981年4月12日首次执行代号sts-1的任务，正式开启了nasa的太空运输系统计划（space transportation system program，sts）之序章。

然而很不幸的，哥伦比亚号在XX年2月1日，在代号sts-107的第28次任务重返大气层的阶段中与控制中心失去联系，并且在不久後被发现在德克萨斯州上空爆炸解体，机上7名太空人全数罹难。

哥伦比亚号的命名由来，是纪念第一艘环绕世界一周航行的美国籍船只，也是哥伦比亚河命名由来的18世纪帆船哥伦比亚号。

关于“哥伦比亚”号航天飞机

美国“哥伦比亚”号航天飞机1981年4月12日首次发射，是美国最老的航天飞机。

XX年1月16日，“哥伦比亚”号进行了它的第28次飞行，这也是美国航天飞机22年来的第113次飞行。

“哥伦比亚”号机舱长18米，能装运36吨重的货物。航天飞机外形象一架大型三角翼飞机，机尾装有三个主发动机，和一个巨大的推进剂外贮箱，里面装着几百吨重的液氧、液氢燃料。它附在机身腹部，供给航天飞机燃料进入太空轨道；外贮箱两边各有一枚固体燃料助推火箭。整个组合装置重约XX吨。

在返航时，它能借助于气动升力的作用，滑行上万公里的距离，然后在跑道上水平降落。与此同时，在滑行中，它还能向两侧方向作XX公里的机动飞行，以选择合适的着陆场地。

据宇航局的官员介绍，一架航天飞机可以反复使用75到100次，在美宇航局42年的载人飞行史上，航天飞机在返航时还未出现过事故。1986年，美国“挑战者”号航天飞机在升空不久后曾发生爆炸，造成7名机组人员全部遇难。

1月16日发射升空的“哥伦比亚”号上的7名宇航员包括第一位进入太空的以色列宇航员拉蒙，6名美国宇航员中有两位是女性。

“哥伦比亚”号原定XX年升空，但由于技术故障和航天飞机调配等原因，发射日期一直被推迟到了XX年1月16日。

“哥伦比亚”号本次飞行总共搭载了6个国家的学生设计的实验项目，其中包括中国学生设计的“蚕在太空吐丝结茧”实验。

挑战者号航天飞机（challenger）介绍

挑战者号航天飞机（sts challenger，sts是太空运输系统space transportation system的缩写，是美国官方对于太空舱这种设备的正式称呼）是美国航空太空总署（nasa）旗下正式使用的第二架太空舱。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），但在挑战者号完成了初期的测试任务后，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。然而很不幸的，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（solid rocket booster, srb）上面的一个o形环失效，导致一连串的连锁反应，并且在升空后72秒时，爆炸解体坠毁。包括太空仓本体与当时机上的7名太空人，全在该次意外中丧生。

命名

美国的航天飞机都是以早期的研究船名作为命名，因此挑战者号的命名由来也不例外，自1870年代航行于大西洋与太平洋上的英国海军研究船挑战者号（hms challenger），除此之外，“挑战者”这名字，也曾经被拿来命名阿波罗17号（apollo 17）的登月模组。

发现号航天飞机（ discovery ）介绍

发现号航天飞机（sts discovery ov-103）是第三架实际执行太空飞行任务的航天飞机。首次飞行是在1984年8月30日，迄今为止仍在服役中，它负责进行各种科学研究与作为国际太空站计划的支持。发现号将于XX年退役。

发现号属于nasa建造的航天飞机之中第二期的产品。因此，发现号在设计组装的过程中撷取了许多来自企业号航天飞机、哥伦比亚号航天飞机与挑战者号航天飞机的实际测试与飞行数据加上经验，设计上较为成熟。出厂时其重量较哥伦比亚号轻了约3120公斤，空重68744公斤，装上三具主引擎后总重77634公斤。

阿特兰蒂斯号航天飞机（atlantis）介绍

阿特兰蒂斯号航天飞机（sts atlantis ov-104）是美国国家航空航天局（nasa）肯尼迪太空中心（ksc）旗下，第四架实际执行太空飞行任务的航天飞机。它与发现号是姊妹机，属于nasa第二批制造的航天飞机，由于发现号与阿特兰蒂斯号制造的过程中也同时生产了一批备用零件，稍后nasa决定利用这些多余的零件，进而组装成第五架航天飞机——奋进号。

阿特兰蒂斯号首次飞行于1985年10月3日，代号sts-51-j的该任务之主要酬载是来自美国国防部的委托，因此任务内容是国防机密，没有对外公开。

其名字来源于一艘麻省海洋学院的科学研究船（1930-1966）。阿特兰蒂斯号航天飞机继承原船的精神，它有几次重要飞行，包括发射伽利略号行星探测器和哈勃太空望远镜等等，无愧于它的名字。

命名

阿特兰蒂斯号的命名，是源自于一艘1930年到1966年间，隶属于麻萨诸塞州伍兹·霍尔海洋科学研究所（woods hole oceanographic institute）的460吨双桅帆船阿特兰蒂斯号。这艘双桅帆船是第一艘被用于海洋科学研究的美国船只，也是帆船时代末期最后几艘活耀在海上的范例，因为到那年代以蒸气引擎或柴油引擎做为动力的船只已经渐渐占据水面，鲜少见得到帆船还在服役的。阿特兰蒂斯号是艘140呎（42.7米）长、29呎（8.8米）宽的铁壳海洋研究船，船身设计首重稳定性，船上设有实验室可以随时分析化验利用两具大型绞盘所采得的海水与海洋生物样本，甚至还配置有最早期的电子化声纳设备，用以进行海床地貌的调查。

奋进号航天飞机（endeavour）介绍

奋进号航天飞机(sts endeavour ov-105)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(international space station，iss)计画的支援。

正式编号绕地机载具105号(oritor vehicle - 105)的奋进号是美国一系列航天飞机之中首架以公开征名竞赛的方式由美国的中小学生决定命名的航天飞机，并由布什总统在1989年时正式宣布其命名。如同美国历架航天飞机的命名原则，奋进号的名字也是源自一艘早年的研究调查船，著名英国探险家詹姆斯·库克船长(james cook)在1768年第一次远征时所搭乘的一艘368吨等级的三桅帆船奋进号(hmbarque endeavour，当时是它造成下水后首次出航)，由于是艘英国籍的船只，这也解释了为何奋进号的名字是用英式英文的“endeavour”而非美式英文“endeavor”拼法。

以某个角度来说，奋进号是一艘“拼装航天飞机”，它是以发现号和亚特兰提斯号的建造合约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挑战者号意外坠毁后留下来的任务空缺。不过，这样的拼装法并不代表奋进号的表现就会输人一截，事实上因为是最后才开始建造，奋进号在建造过程中记取了许多前辈们的教训，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，才在稍后趁著停飞维修的期间，改装追加到其他几架航天飞机上。这些改良的重点包括有：

一具直径40呎的新型减速伞，能够缩短航天飞机落地后的减速滑行距离约1,000呎(近300公尺)，而成为2,000呎的滑行总长。

一些配合延伸绕行期限(extended duration orbiter, edo)改装所需的管线与电路连结，因而能够将航天飞机绕地球运行的任务期限延长到28天。

升级版的航电系统，包括较先进的通用任务计算机，改良的惯性量测单元(inertial measurement units)，策略性飞行导航系统(tactical air navigation systems)，强化版的主任务控制器，多路转换器/多路分解器(mux/demux)，固态跟星仪(solid-state star tracker)，与一套改良过的鼻轮转向机构。

一套改良版的辅助动力系统(auxiliary power unit, apu)，后者是用来提供航天飞机液压系统所需的动力。

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航天记录

美国航天飞机创造了许多航天新纪录。航天飞机首航指令长约翰·杨6次飞上太空，是当时世界上参加航天次数最多的宇航员。1983年6月18日女宇航员莎丽·赖德（sally k·ride）乘挑战者号上天飞行，名列美国妇女航天的榜首。1983年8月30日，挑战者号把美国第一个黑人宇航员布鲁福德（guion s·bluford）送上太空飞行。1984年2月3日乘挑战者号上天的麦坎德利斯（b·mccandless），成为世界上第一位不系安全带到太空行走的宇航员。1984年4月6日挑战者号上天后，宇航员首次抓获和修理轨道上的卫星成功。1984年10月5日参加挑战者号飞行的莎丽文（kathryn d·sullivan）成为美国第一位到太空行走的女宇航员。1985年1月24日发现号升空，首次执行秘密的军事任务。1985年4月29日，第一位华裔宇航员王赣骏（tayler wang）乘挑战者号上天参加科学实验活动。1985年11月26日，亚特兰蒂斯载宇航员上天第一次进行搭载空间站试验。1992年5月7日奋进号首次飞行，宇航员在太空第一次用手工操作抢救回收卫星成功。7月31日亚特兰蒂斯号上天，首次进行绳系卫星发电试验。9月12日奋进号将第一位黑人女宇航员，第一位日本记者和第一对宇航员夫妇载入太空飞行。

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最后的飞行

  

  

XX年初，nasa正式决定将日渐老化的航天飞机全部退役。按计划在XX年秋天退役之前它们仅剩5次飞行任务。也就是说，除非nasa需要多几个月的时间完成剩余的任务，或者奥巴马总统选择延长航天飞机项目的寿命来减小美国载人航天飞行能力的缝隙，否则航天飞机将在XX年秋季停飞[2]。

[1]XX年2月，“奋进号”航天飞机升空，拉开了XX年航天飞机退役飞行的序幕，为空间站安装了“宁静”号节点舱和一个便于宇航员对地球、其他天体及航天器进行全景观测的观测台。

3月，“发现”号正矗立在肯尼迪航天中心的39a发射架上，预定于4月5日发射。在此次太空任务中，这艘航天飞机将搭载一个多功能后勤舱进入空间站。这个后勤舱基本上就是一个大型储藏室，里面装的是用于空间站实验室的科学研究架。按照计划，宇航员将在此次任务中进行3次太空行走，完成更换氨水箱，取回空间站外部的日本实验舱以及更换陀螺仪等工作。

5月，“亚特兰蒂斯”号航天飞机将执行一项为期12天的任务，向空间站运送集成货舱以及俄罗斯制造的迷你研究舱。迷你研究舱将安装在空间站曙光舱底部端口。此外，迷你研究舱也将搭载美国货物。

此次任务中，宇航员将进行3次太空行走，在空间站外部安装备用零部件，其中包括六块备用电池、一个用于ku波段天线的桁架总成以及为加拿大机械臂准备的零部件。散热器、气闸、欧洲机械臂、俄罗斯多功能实验舱等部件也将搭乘“亚特兰蒂斯”号进入空间站。

7月，“奋进”号航天飞机将重返太空，执行一项为期10天的任务，向空间站运送一系列备用零件，其中包括两个s波段通信天线、一个高压气罐、为加拿大机械臂准备的额外零部件以及微流星体碎片防护盾。由于在空间站周围或附近飞行的太空垃圾数量增多，安装这种防护盾显得非常重要。

9月，“发现”号将执行航天飞机退役前的最后一次飞行任务，为期9天。此次任务中，“发现”号将向空间站运送4号快速后勤运输装置以及其它零部件。这将是航天飞机的第134次飞行同时也是第36次飞往空间站的任务。后勤运输装置有助于提高空间站的货物储存空间。

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首次飞行

1981年4月12日，在卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心聚集着上百万人，参观第一架航天飞机哥伦比亚号航天飞机发射。宇航员翰·杨（john w·young）和克里平（robert l·crippen）揭开了航天史上新的一页。

  

美国奋进号航天飞机

这架航天飞机总长约56米，翼展约24米，起飞重量约2040吨，起飞总推力达2800吨，最大有效载荷29.5吨。它的核心部分轨道器长37.2米，大体上与一架dc—9客机的大小相仿。每次飞行最多可载8名宇航员，飞行时间7至30天，轨道器可重复使用100次。航天飞机集火箭，卫星和飞机的技术特点于一身，能像火箭那样垂直发射进入空间轨道，又能像卫星那样在太空轨道飞行，还能像飞机那样再入大气层滑翔着陆，是一种新型的多功能航天飞行器。

从1981年至1993年底，美国一共有5架航天飞机进行了59次飞行，其中哥伦比亚号航天飞机15次，挑战者号10次，发现号17次，亚特兰蒂斯号12次，奋进号5次。每次载宇航员2至8名，飞行时间从2天到14天。在XX年中，已有301人次参加航天飞机飞行，其中包括18名女宇航员。航天飞机的59次飞行中，在太空施放卫星50多颗，载2座空间站到太空轨道，发射了3个宇宙探测器，1个空间望远镜和1个γ射线探测器，进行