什么是美国航天飞机工程?

什么是美国航天飞机工程?

[拼音]：meiguo hangtian feiji gongcheng

[外文]：United States space shuttle project

美国国家航空航天局组织实施的世界上第一个多次使用的大型航天器的工程。主要内容包括：研制航天飞机系统，选择并建设发射场和着陆场，确定固体火箭助推器的回收方案，建设助推器的修复设施，改造和扩建测控系统。

研制背景和方案选择

60年代末，“阿波罗”工程开支经费浩大，在美国国内引起许多非议。美国在1969年初成立了一个专门研究载人航天下一阶段发展方向的小组，由副总统领导。这个小组经过调查研究，建议发展空间运输系统，首先研制一种经济效益高的飞行器，即航天飞机作为这个系统的支柱。1969年4月，美国国家航空航天局设立了一个航天飞机技术指导委员会，下设7个技术组： *** 作、维护和安全组，集成电子学组，结构和材料组，推进组，空气热力学和结构外形验证组，动力学和气动d性力学组，生物组。这些技术组针对航天飞机的需要，制定了专业发展计划，将预先研究课题分别委托给国家航空航天局的8个研究中心和100多家企业。承担任务的科学家和工程技术人员有3000多人。这些计划于1973年完成，耗资1.46亿美元，其成果大约有一半被航天飞机最终方案所采纳。

1969年和1970年先后提出了航天飞机的两个方案。两个方案都把助推器和轨道器做成重复使用的，航天员分别乘在助推器和轨道器上。这种全部重复使用方案的优点是节约器材设备，使用阶段的经济效益高，但研制费用太大。为了不超过51.5亿美元的国家拨款限额，国家航空航天局不得不修改方案，在结构上将推进剂贮箱与助推器分开，单独的外贮箱只使用1次。固体火箭助推器改为无人驾驶，但可回收重复使用20次。轨道器的方案不变，可以重复使用100次。航天飞机的研制计划中规定制造5架轨道器，分别命名为：“开拓”号、“哥伦比亚”号、“挑战者”号、“发现”号和“阿特兰蒂斯”号。整个计划分两个阶段进行。第一阶段用“开拓”号和“哥伦比亚”号进行地面试验、进场和着陆试验以及研制性飞行试验。“哥伦比亚”号航天飞机的轨道器在试验结束后加以修复，再参加商业性飞行。第二阶段是生产阶段，继续完成后3架轨道器的生产，直接投入商业性飞行。总周期预计约需7年。航天飞机计划完成后，每年可安排飞行60次。

工程研制阶段

1972年航天飞机进入全面工程研制阶段。由于经费紧绌，液氢液氧主发动机技术难度大和防热瓦脱落而达不到技术指标，使研制进度推迟了3年多，原计划的生产数量经过压缩，5架轨道器削减为4架，研制性飞行试验由6次减到4次。航天飞机工程的另一重要项目是选择适用的发射场和着陆场。1971年4月组成航天飞机发射和回收小组从事这项工作。最后确定把肯尼迪航天中心作为航天飞机的发射场和着陆场，爱德华兹空军基地作为备用着陆场。随后对发射场和着陆场进行了改建和扩建，建设了固体火箭助推器的修复设施，改造了发射 *** 作和地面保障设备，扩充和完善了航天测控系统。

1977年2月，“开拓”号轨道器开始在爱德华兹空军基地进行进场和着陆试验。试验时把轨道器固定在波音747飞机上面，先作滑行试验，再作不载人和载人的系留飞行试验，轨道器随母机一起起飞、下滑和着陆。最后进行轨道器的载人自由飞行试验。轨道器由波音 747母机载上天后，在约7公里高度脱离母机，自行进场和着陆。自1981年4月12日到1982年7月4日，“哥伦比亚”号航天飞机的轨道器成功地完成了 4次研制性飞行试验。航天飞机的研制工作正式结束。

航天飞机工程涉及航空和航天的众多领域，系统复杂，采用新技术多。整个工程是由政府机构、工业企业和高等院校的庞大队伍合作，并靠国外一些组织的协助，运用科学的管理方法，按照严格的分工和进度分阶段组织实施的。工程历时约12年，耗资150多亿美元。

商业性飞行

1982年11月11日，航天飞机开始商业性飞行。到1984年11月总计飞行10次。在这10次飞行中，共发射了十几颗卫星，还进行了空间材料加工、医学和生物学实验、卫星释放和捕获、卫星修理、新型航天服和载人机动装置的试验。1983年11月28日，航天飞机携带西欧联合研制的“空间实验室” 1号进入低地球轨道，在 10天内完成70多项试验。1984年4月发射的航天飞机还在轨道上用遥控机械臂抓住了出故障的“太阳活动峰年”探测卫星，并在轨道器的货舱内将卫星修好，然后用遥控机械臂将卫星重新施放入轨。1984年11月，航天飞机“发现”号不仅在太空成功地施放了两颗卫星，还回收了两颗失效的通信卫星，第一次实现了双向运载任务。航天飞机充分利用了20多年来运载火箭、载人飞船、人造地球卫星以及现代航空领域内的成熟的先进技术。这一工程为人类开展大规模航天活动提供了经济实用的工具，并使航天技术发展到一个新的阶段，成为航天史中的一个重要里程碑。（见彩图）