劉進(jìn)軍

一個人類飛天的夢想，一個世界航天的輝煌，一個令人驚嘆的傳奇，緩緩落下大幕。隨著“亞特蘭蒂斯”號航天飛機(jī)執(zhí)行“STS-135”航班，美國航天飛機(jī)完成歷史使命，全體退役，告別太空。

航班時刻表

1972年1月，美國正式研制航天飛機(jī)。1973年，美國宇航局的科學(xué)家克服了無數(shù)的困難，最終拿出三位一體方案。美國集中了200多所大學(xué)、研究所，幾千座工廠，凝聚了十多萬位專家、工程師和科技工作者的智慧與心血，花費(fèi)了100多億美元之后，航天飛機(jī)終于登上太空舞臺。

航天飛機(jī)的通用名為Space Shuttle，真名是空間運(yùn)輸系統(tǒng)，用英文縮寫為STS(Space Transportation System)。航天飛機(jī)是迄今人類所制造的最復(fù)雜、最尖端的運(yùn)載工具。它擁有龐大而精密的系統(tǒng)，其中包括3500個重要的分系統(tǒng)和200多萬個零部件。只要其中一個分系統(tǒng)或零部件失靈，就可能導(dǎo)致重大事故。整套空間運(yùn)輸系統(tǒng)的起飛重量達(dá)2000噸，豎起來高達(dá)56米，將近30層樓的高度。

航天飛機(jī)由三部分組成，它們分別是一架黑白相間的可多次使用的飛行軌道器，兩個白色的可回收重復(fù)使用的火箭助推器，以及一個橘黃色的不可回收的外掛燃料貯箱。軌道器固定在燃料箱的前部，兩個助推器分別固定在燃料箱的兩側(cè)。助推器和軌道器大致呈品字形分布。人們常將飛行軌道器稱作航天飛機(jī)。以“奮進(jìn)”號航天飛機(jī)為例，它的長度為37.237米,翼展 23.79米, 高度17.86米，空重68噸，總起飛重量110噸，最大著陸重量100噸，最大載重25噸，低地球軌道的有效載荷24.31噸，裝載有效載荷的貨艙尺寸為4.6米×18米，飛行高度為190～960千米，飛行速度為7743米/秒，即27870千米/小時，側(cè)向飛行2009千米。

成功與風(fēng)險同在。1986年1月28日，“挑戰(zhàn)者”號在升空73秒后爆炸，7名宇航員全部罹難。禍不單行，2003年2月1日，“哥倫比亞”號在重返大氣層70千米高空時解體，7名宇航員全部罹難。美國宇航局風(fēng)險專家預(yù)先估計：平均每75次航班發(fā)生一次災(zāi)難，每位宇航員飛行的死亡率為1%。事實證明，平均失敗率為每65架次一次，宇航員飛行的死亡率為2%。兩次重大事故給航天飛機(jī)工程蒙上陰影，最終影響到航天飛機(jī)的命運(yùn)。美國宇航局決定，航天飛機(jī)完成國際空間站的運(yùn)輸任務(wù)后即退役。

以秒計算的飛行

20世紀(jì)80 年代，美國度過了激情的登月年代，進(jìn)入航天飛機(jī)時代。航天飛機(jī)是第一次把航天與航空技術(shù)結(jié)合起來的飛行器。它從起飛到入軌運(yùn)用了火箭垂直起飛技術(shù)；在太空軌道飛行時運(yùn)用了航天器軌道飛行技術(shù)；在再入大氣層的滑翔飛行和水平著陸時運(yùn)用了飛機(jī)技術(shù)。

美國宇航局為發(fā)射航天飛機(jī)建造了654座設(shè)施，超過120萬件設(shè)備物品，總價值超過120億美元。每當(dāng)航天飛機(jī)發(fā)射時，就會有超過5000名員工參加保障任務(wù)，每次發(fā)射費(fèi)用約需13億美元。航天飛機(jī)由美國佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心負(fù)責(zé)發(fā)射，美國約翰遜航天中心休斯頓地面飛行控制中心負(fù)責(zé)運(yùn)行?？夏岬虾教熘行膶ｉT為航天飛機(jī)修建了第39號A、B兩座發(fā)射臺。

宇航專家為航天飛機(jī)編制了詳細(xì)的飛行程序，包括地面準(zhǔn)備、發(fā)射飛行、航天工作和著陸回收四個階段。航天飛機(jī)從發(fā)射到進(jìn)入軌道約需8.5分鐘，以每小時超過27200千米加速度突破大氣層，超越卡門線，進(jìn)入250～450千米、傾角51.6°的典型軌道。航天飛機(jī)的太空任務(wù)一般為10～15天，重返大氣層后，可以在美國南加州愛德華茲空軍基地，或肯尼迪航天中心的卡納維拉爾角空軍基地降落。航天飛機(jī)在太空能夠自由地飛行，時間是以秒為計算單位的。

航天飛機(jī)發(fā)射時速度極快。當(dāng)固體燃料火箭被拋開后，主發(fā)動機(jī)提供的推力極大。它能將航天飛機(jī)的速度，在6分鐘內(nèi)從每小時4828千米，提高到每小時27358千米以上，并進(jìn)入飛行軌道。根據(jù)航天飛機(jī)發(fā)射時的溫度分布，航天專家研制了四種隔熱瓦。每種隔熱瓦的隔熱溫度不一樣。根據(jù)航天飛機(jī)不同區(qū)域承受的溫度不同，安裝不同的隔熱瓦。能發(fā)揮最高隔熱效果的是預(yù)應(yīng)力碳-碳復(fù)合材料，用于機(jī)身頭部及機(jī)翼前面。這里是熱量最嚴(yán)重的區(qū)域，溫度可達(dá)1590℃。而這種隔熱瓦最高耐熱溫度可達(dá)1650℃。

美國宇航局為每一架航天飛機(jī)確定了飛行航班、編號和任務(wù)，按任務(wù)序列排號。美國宇航局的第一架航天飛機(jī)“哥倫比亞”號，編號：STS-1，于1981年4月12日首航。到2011年最后一個航班編號是“亞特蘭蒂斯”號：STS-135。

猜不透的任務(wù)

美國宇航局的“NASA”圓形徽章，被美國宇航局局長第一次稱為“肉丸”。美國的5架航天飛機(jī)外表看起來一樣，其實外部標(biāo)記各不相同。航天飛機(jī)的標(biāo)記有：“美國”英文全稱、“USA”簡稱、美國國旗、美國宇航局的“NASA”字母和“肉丸”徽章、航天飛機(jī)的名稱。標(biāo)記分布在機(jī)頭、機(jī)尾及機(jī)身兩側(cè)和兩個機(jī)翼。每架航天飛機(jī)固定不變的是機(jī)身兩側(cè)各有標(biāo)記的美國國旗、美國全稱和美國宇航局徽章。其他標(biāo)記每架航天飛機(jī)各不相同。從不同的標(biāo)記，人們可以分清是哪一架航天飛機(jī)。

盡管標(biāo)記和內(nèi)部設(shè)施略有差異，然而航天飛機(jī)的太空任務(wù)幾乎相同。

空間探測和空間實驗：航天飛機(jī)利用低軌道的有利高度，實施地球上很難實現(xiàn)的科學(xué)研究等使命，特別是科研人員親自上太空進(jìn)行醫(yī)學(xué)、生物、冶金等科學(xué)實驗。

地球觀察：航天飛機(jī)能根據(jù)需要變軌，可以在250千米的高度觀察、探測地球，離得近看得清；也可以飛行到610千米的軌道，站得高看得遠(yuǎn)。這與發(fā)射航天器相比更有優(yōu)勢。

空間站建設(shè)：航天飛機(jī)為空間站運(yùn)送宇航員、科研專家、科研儀器和生活用品，特別是運(yùn)送大型艙段。

發(fā)射航天器：航天飛機(jī)進(jìn)低軌道，圍繞地球飛行，執(zhí)行釋放重量大、體積大的衛(wèi)星，捕獲修理航天器等太空任務(wù)，安全又便捷。

軍事任務(wù)、秘密偵察：如果航天飛機(jī)只到太空飛行，不與空間站對接，十之八九是在執(zhí)行美國國防部的飛行任務(wù)。如施放“鎖眼-11”照相偵察衛(wèi)星、空間偵察、監(jiān)聽監(jiān)視、軍事試驗等。

創(chuàng)造紀(jì)錄的好舞臺

航天飛機(jī)對人類的航天事業(yè)貢獻(xiàn)很大但又命運(yùn)多舛。

“哥倫比亞”號航天飛機(jī)從第一個航班到最后一秒鐘焚毀，共飛行了28個航班，共計在太空遨游了300.74天，完成4808圈軌道飛行，飛行了約2015萬千米?！案鐐惐葋啞碧栕钤鐓⑴c空間站計劃，但從未到過“和平”號空間站和國際空間站。

“挑戰(zhàn)者”號航天飛機(jī)從1983年4月4日到1986年1月28日，僅僅飛行了10個航班，在太空逗留時間為62天7小時56分22秒，圍繞地球軌道飛行995圈，飛行距離約為258萬千米，部署了10顆衛(wèi)星，包括美軍的“鎖眼”照相偵察衛(wèi)星。“挑戰(zhàn)者”號航天飛機(jī)也從未到過“和平”號空間站和國際空間站。“挑戰(zhàn)者”號曾將美國第一位女宇航員、第一位非洲裔美國宇航員、第一位加拿大宇航員送上太空；完成了航天飛機(jī)的第一次夜間發(fā)射和夜間著陸。“挑戰(zhàn)者”號也是第一架被毀的航天飛機(jī)。目前，“挑戰(zhàn)者”號的殘骸被存放在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地的導(dǎo)彈發(fā)射井里。

“發(fā)現(xiàn)”號航天飛機(jī)在軌道上度過了365天12小時53分34秒，飛行距離約為23854萬千米，利用空間優(yōu)勢，施放部署了31顆衛(wèi)星和航天器，包括“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡、“尤利西斯”探測器和3顆跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星?！鞍l(fā)現(xiàn)”號第一次把美國國會議員、參議員杰克·加恩送入太空。俄羅斯宇航員第一次乘坐外國航天器升空的，就是“發(fā)現(xiàn)”號。年紀(jì)最大的宇航員約翰·格倫的“重返太空”飛行也是“發(fā)現(xiàn)”號完成的。世界上第一個太空機(jī)器人宇航員也是乘坐“發(fā)現(xiàn)”號第133次航班升空的?！鞍l(fā)現(xiàn)”號是執(zhí)行任務(wù)最多、飛行時間最長、創(chuàng)飛行紀(jì)錄最多的航天飛機(jī)。

“亞特蘭蒂斯”號在太空飛行近300天，圍繞地球軌道5000多圈，飛行距離為1900萬千米，部署了14顆衛(wèi)星和航天器，包括“麥哲倫”號金星探測器，“伽利略”號木星探測器和“康普頓伽馬射線”太空望遠(yuǎn)鏡?！皝喬靥m蒂斯”號對國際空間站的建設(shè)貢獻(xiàn)很大。它曾運(yùn)送過“命運(yùn)”模塊、“尋求”號氣密艙、兩個巨大的桁架、太陽能帆板、“哥倫布”實驗室等，還執(zhí)行過維修“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡的任務(wù)。

“奮進(jìn)”號是一艘用其他航天飛機(jī)零件拼湊組裝的航天飛機(jī)。1987年，“挑戰(zhàn)者”號航天飛機(jī)失事后，美國國會授權(quán)耗資22億美元建造“奮進(jìn)”號航天飛機(jī)，以取代“挑戰(zhàn)者”號航天飛機(jī)?！皧^進(jìn)”號在太空飛行約290天，軌道飛行4000多圈，距離為1800萬千米，部署過3顆衛(wèi)星。它第一次飛行就捕獲修理并重新施放“國際通信衛(wèi)星-6”。愛達(dá)華州唐納利小學(xué)教師、宇航員芭芭拉·摩根乘坐“奮進(jìn)”號航天飛機(jī)“STS-118”航班進(jìn)入太空，并第一個在太空開課。

航天飛機(jī)運(yùn)行在低地球軌道，運(yùn)載了2座空間站到太空軌道。美國“太空實驗室”空間站只是航天飛機(jī)的小試鋒芒。在建設(shè)國際空間站的20年中，航天飛機(jī)與國際空間站對接34次，運(yùn)送了400多噸的部件、設(shè)備、大型艙段和實驗儀器。可以說，國際空間站是航天飛機(jī)馱出來的。

幸福終點站

2011年，當(dāng)航天飛機(jī)結(jié)束最后一個航班后，便完成了歷史使命，全體光榮退役。美國宇航局有可能啟用新一代的“戰(zhàn)神”運(yùn)載火箭和“奧萊恩”號載人飛船，承擔(dān)來往國際空間站、重返月球、登陸火星等載人飛行任務(wù)。

美國宇航局計劃：一旦航天飛機(jī)退役，將把3架航天飛機(jī)捐贈給博物館、教育機(jī)構(gòu)或其他組織。美國有10個航天航空博物館都想申請成為航天飛機(jī)永久的棲身地，但這需要美國博物館協(xié)會的認(rèn)證。美國宇航局估計，接收一架航天飛機(jī)將耗資4200萬美元，其中包括至少600萬美元的飛行運(yùn)輸費(fèi)。航天飛機(jī)搭乘專機(jī)從肯尼迪航天中心到達(dá)博物館附近的機(jī)場，機(jī)場必須有一條12.8~16千米長的跑道。從地面到最終目的地，可能一路要拆除燈柱和交通信號設(shè)施，這也需要一大筆費(fèi)用。

美國宇航局計劃將“發(fā)現(xiàn)”號航天飛機(jī)捐贈給美國史密森學(xué)會。史密森學(xué)會是世界聞名的科學(xué)研究學(xué)會。它的國家航空航天博物館在首都華盛頓郊區(qū)，附近有大型的杜勒斯國際機(jī)場。

加利福尼亞州菲爾德航空博物館力爭接收一架航天飛機(jī)?！癝TS-118”次航班的宇航員、加州老鄉(xiāng)特蕾西·考德威爾建議接收“奮進(jìn)”號航天飛機(jī)。

菲爾德航空博物館的信心很大。博物館計劃建設(shè)一個新大廳，將模擬航天飛機(jī)升空、開關(guān)貨艙門和宇航員太空行走等。參觀者盡管不允許進(jìn)入航天飛機(jī)，但可以圍繞透明的高架走道參觀。大廳的地板將涂成黑色，噴繪上地球的照片?！八鼤o你一個太空行走的感覺。”博物館館長說。博物館正為此建造一個立體影院?！皧^進(jìn)”號航天飛機(jī)落戶菲爾德航空博物館后，當(dāng)人們在215號州際公路穿梭時，便可看見一座漂亮的大樓和“奮進(jìn)”號航天飛機(jī)。

許多人覺得展覽一架航天飛機(jī)需花費(fèi)幾千萬美元，似乎有些太貴，但菲爾德航空博物館館長說：這是鳳凰落到雞窩里……只要孩子們開心，就不能以金錢來衡量。樂善好施的富翁和普通民眾已經(jīng)湊足了這筆錢。

“亞特蘭蒂斯”號 航天飛機(jī)是美國科學(xué)精神的象征。名花選主，這是最后一個機(jī)會了。美國另外幾個航天航空博物館和科研機(jī)構(gòu)，也正使出渾身解數(shù)搶奪“亞特蘭蒂斯”號?！皝喬靥m蒂斯”號究竟花落誰家，請留意美國主流媒體。

天下沒有不散的宴席。航天飛機(jī)將拆除一些最高技術(shù)機(jī)密的設(shè)備，裝飾一新后以嶄新的姿態(tài)來到各自的新家。那是一個幸福終點站。一個美夢又在地面飛翔。