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航天飛機
往返于近地軌道和地面的航天器
航天飛機（英文名Space Shuttle）是可以重復使用的、往返于地球表面和近地軌道之間運送人員和貨物的飛行器。
基本信息
中文名
航天飛機
英文名
Space Shuttle
運用領(lǐng)域
空天運輸系統
服役狀態(tài)
已退役
航天飛機系統設計為由火箭推進(jìn)入軌，返回地面時(shí)像滑翔機一樣下滑著(zhù)陸，為人類(lèi)自由進(jìn)出太空提供了良好的工具，是航天史上重要的里程碑。
航天飛機在軌道上運行時(shí)，可完成釋放衛星、回收及維修衛星、微重力實(shí)驗等多種任務(wù)。
整個(gè)航天飛機系統由軌道器、助推器和外貯箱組成。
研發(fā)歷史
背景需求
20世紀60年代末，隨著(zhù)人類(lèi)對太空的探索愈加頻繁，人類(lèi)需要進(jìn)行越來(lái)越多的太空發(fā)射任務(wù)。由于發(fā)射火箭的成本過(guò)于高昂，而火箭的箭體又難以回收，因此研發(fā)一種可重復使用、成本低廉、乘坐舒適的載人航天運輸工具已迫在眉睫。在阿波羅計劃開(kāi)啟后，發(fā)射火箭的高昂成本再次擺在人類(lèi)面前，人們不得不尋求新的空間運輸方式。
研發(fā)過(guò)程
1969年，美國提出研制“航天飛機”這種新的空間運輸系統，并于1971年正式開(kāi)始研究工作。美國將研制工作分為A、B、C、D四個(gè)階段。A階段研究航天飛機的外形，并提出進(jìn)一步研究的要求和方向；B階段確定指標并進(jìn)行方案設計；C階段進(jìn)行技術(shù)設計；D階段則進(jìn)行生產(chǎn)與試飛。1972年1月15日，美國正式宣布研制新的空間運輸系統，并于當年3月確定接近于現有狀態(tài)的總體方案。研發(fā)過(guò)程中的大致變化如下表所示：
航天飛機方案演變
時(shí)間 | 1970.6 | 1971.6 | 1972.6 | 1973.6 | 1974.2 | 1975.2 | 1976.2 | 1980.7 |
全系統 | ||||||||
長(cháng)/m | 81.4 | 88.4 | 61.6 | 55.2 | 56.08 | 56.08 | 56 | 56.14 |
起飛質(zhì)量/(10kg) | 1.6 | 2.27 | 2.40 | 1.9 | 1.99 | 2.00 | 2.01 | 2.02 |
推力/(10KN) | 21.57 | 29.32 | 41.68 | 27.26 | 28.53 | 33.44 | 28.14 | 30.78 |
助推器 | ||||||||
長(cháng)/m | 70.1 | 82 | 56.3 | 44.2 | 45.4 | 45.4 | 45.4 | 45.4 |
直徑/m | — | — | 3.9 | 3.59 | 3.72 | 3.72 | 3.7 | 3.7 |
翼展/m | 42.9 | 43.9 | — | — | — | — | — | — |
是否載人 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 否 | 否 | 否 |
起飛質(zhì)量/(10kg) | 1.2 | 1.9 | 1.47 | 1.05 | 1.15 | 1.16 | 1.16 | 1.17 |
推力/(10KN) | 21.57 | 29.32 | 36.68 | 22.26 | 23.53 | 28.44 | 23.14 | 25.8 |
發(fā)動(dòng)機/臺 | 12 | 12 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
分離時(shí)高度/km | 78 | 73 | 40 | 43 | 48 | 50 | 44 | 44.5 |
分離時(shí)速度/(m/s) | 2800 | 3300 | 1200 | 1400 | 1400 | 1400 | 1400 | 1388 |
軌道器 | ||||||||
長(cháng)/m | 58.5 | 62.8 | 38.17 | 37.4 | 37.2 | 37.2 | 37.2 | 37.2 |
翼展/m | 38.1 | 32.6 | 25.6 | 23.77 | 23.79 | 23.79 | 23.79 | 23.79 |
起飛質(zhì)量/(10kg) | 0.4 | 0.38 | 0.125 | 0.111 | 0.102 | 0.102 | 0.114 | 0.109 |
推力/(10KN) | 4.21 | 5.78 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 |
主發(fā)動(dòng)機/臺 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
外貯箱 | ||||||||
長(cháng)/m | — | — | 55.47 | 47.36 | 46.9 | 46.87 | 46.84 | 47.0 |
直徑/m | — | — | 8.07 | 8.23 | 8.38 | 8.45 | 8.38 | 8.38 |
起飛質(zhì)量/(10kg) | — | — | 0.808 | 0.739 | 0.739 | 0.734 | 0.736 | 0.743 |
NASA共生產(chǎn)過(guò)6架航天飛機軌道器，分別為OV-101企業(yè)號（Enterprise）、OV-102哥倫比亞號（Columbia）、OV-099挑戰者（Challenger）號、OV-103發(fā)現者號（Discovery）、OV-104亞特蘭蒂斯號（Atlantis）、OV-105奮進(jìn)號（Endeavour）。其中，企業(yè)號為試驗機，其余5架為工作機，奮進(jìn)號則是為填補挑戰者號失事后的空缺而制造。
設計特點(diǎn)
總體布局
根據自身推進(jìn)裝置發(fā)射入軌、軌道器無(wú)動(dòng)力自主返回、可重復使用的任務(wù)需求，航天飛機被設計成運載火箭和入軌載荷的組合體。因此，航天飛機是一種獨特的部分入軌、部分重復使用的航天運輸系統。
航天飛機由軌道器、外貯箱和固體助推器組成：
（1）軌道器：軌道器是航天飛機的核心部分，是整個(gè)航天飛機系統中唯一可載人、可重復使用的部分。
（2）固體助推器：固體助推器的作用是在發(fā)射航天飛機時(shí)助推，補充主發(fā)動(dòng)機的推力。
（3）外貯箱：外貯箱是一個(gè)獨立的可拋棄的結構，用于在發(fā)射時(shí)貯存燃料。采用這種結構形式，可以減少航天飛機軌道器的尺寸和重量。
主要系統
航天飛機主要系統
航天飛機 | 軌道器 | 結構系統 | |
機構系統 | |||
動(dòng)力系統 | 主動(dòng)力系統 | ||
軌道機動(dòng)系統 | |||
反作用控制系統 | |||
熱防護系統 | |||
著(zhù)陸系統 | |||
液壓系統 | |||
航電綜合系統 | GNC系統 | ||
測控通信系統 | |||
電源及配電系統 | |||
被動(dòng)溫控系統 | |||
健康管理系統 | |||
警告與報警系統 | |||
吹除、排氣與排液系統 | |||
環(huán)境控制與生命保障系統 | |||
煙霧探測與消防系統 | |||
輔助動(dòng)力裝置 | |||
有效載荷釋放與回收系統 | |||
外貯箱 | 結構系統 | ||
熱防護系統 | |||
連接分離機構 | |||
自毀系統 | |||
助推器 | 結構系統 | ||
發(fā)動(dòng)機 | |||
推力矢量控制 | |||
液壓系統 | |||
分離系統 | |||
回收系統 | |||
自毀系統 |
軌道器
氣動(dòng)布局
企業(yè)號（Enterprise）
軌道器為無(wú)尾三角翼布局，機翼安裝靠后，為帶前緣邊條的大后掠三角翼。采用這種靠后的大后掠布局，有利于改善飛行器返回平飛時(shí)的壓心與質(zhì)心匹配。飛行器采用下單翼布局，既保證了機翼和中央翼的有效高度，提高了結構性能，又為主起落架的收起和有效載荷艙的打開(kāi)提供了充足的運動(dòng)空間。
軌道器包含眾多控制舵面，其中每側機翼后緣各連接內外兩塊副翼，副翼差動(dòng)實(shí)現滾轉控制，同向偏轉實(shí)現俯仰控制，著(zhù)陸時(shí)向下偏轉，作為襟翼增加升力。
機身背部后方設置垂尾，其中方向舵分為上下兩組，每組又分為左右兩片，張開(kāi)時(shí)可起到減速板的作用。
尾部下方還安裝有一塊體襟翼，正常飛行時(shí)可發(fā)揮體襟翼的縱向配平及俯仰控制作用，再入返回時(shí)可為發(fā)動(dòng)機尾噴管遮擋空氣熱流。
軌道器是航天飛機唯一能夠全部重復使用的組件。
內部構造
軌道器的機身由前段、中段和后段三部分組成：
- 前段包括頭錐和乘員艙。乘員艙分上、中、下三層，容積為71.54m。上層為飛行操作控制室，中層為乘員生活艙，下層為儀器設備艙，裝有環(huán)境控制和生命保障系統。乘員艙正常情況下可乘載7名航天員，緊急狀態(tài)下可增加至10人。
- 中段為有效載荷艙，容積約300m。為便于大型衛星出入，在背部有兩個(gè)很大的艙門(mén)。同時(shí)，艙內有可遙控的機械臂，由總長(cháng)超過(guò)15m的三節細長(cháng)桿組成，可用于在軌道上布放、回收有效載荷。機械臂在地面上幾乎不能承受自身高達410kg的重量，但在太空失重條件下卻可以迅速而靈活地裝卸10噸的有效載荷。
- 后段較為復雜，裝有3臺主發(fā)動(dòng)機，2臺軌道機動(dòng)發(fā)動(dòng)機，和2個(gè)反作用控制推力系統。此外，尾部還裝有升降副翼、襟翼、垂直尾翼、方向舵和減速板等氣動(dòng)控制部件。
熱防護
在軌道器重返大氣層時(shí)，氣動(dòng)加熱現象會(huì )導致軌道器的表面溫度迅速升高，所以必須進(jìn)行熱防護處理。對軌道器而言，考慮到“重復使用”的要求，因此不適合用“燒蝕法”來(lái)防熱。根據溫度的不同，應采用不同的材料。具體如下：
- 機身、機翼下表面前部和垂尾前緣，溫度較高，采用防熱隔熱陶瓷瓦（HR-SI）。
- 機身、機翼上表面和垂尾，氣動(dòng)加熱不是特別嚴重，采用LRSI。
- 機身中后部?jì)蓚群陀行лd荷艙門(mén)處，溫度較低（約350℃），采用柔性的、可重復使用的表面隔熱材料（FRSI）。
陶瓷材料很脆，如果直接粘接到蒙皮上，在受熱和受力情況下，陶瓷瓦會(huì )破裂。因此，陶瓷瓦和鋁合金蒙皮之間膠有一層4mm厚的變形隔離墊。
外貯箱
外貯箱是航天飛機上質(zhì)量最大的組件，同時(shí)也是最大的不可重復使用設備。主動(dòng)段飛行過(guò)程中，固體助退器在燃料耗盡后首先與其分離，達到入軌高度和速度后，外貯箱與軌道器分離，最終在再入大氣層時(shí)解體。
中央橙色部件即為外貯箱
外貯箱全長(cháng)47m，直徑8.38m，結構主要選用2195鋁合金，質(zhì)量約為33.5t，加注后質(zhì)量高達744.3t，其中液氧加注604.2t，液氫加注101.6t。外貯箱主要由前端低溫液氧貯箱、箱間段、后端低溫液氫貯箱組成，并包括頂部整流罩、固體助推器和軌道器連接結構等。箱體外側覆蓋厚度為12.7mm的軟木/環(huán)氧樹(shù)脂復合材料層，并噴涂25.4~50mm厚的泡沫塑料防熱層。
固體助推器
固體助推器并聯(lián)捆綁在外貯箱兩側，與外貯箱分離后，拋掉噴管延伸段并最終落入海中。
裝配中的固體助推器
飛行程序
發(fā)射倒計時(shí)階段
航天飛機發(fā)射倒計時(shí)一般從發(fā)射前 70h 開(kāi)始，在倒計時(shí)期間完成各項檢查測試與系統配置工作：
- 完成航天飛機的數據與計算機系統的配置。
- 激活通信設備，并將回轉平臺從連接位置轉移至停泊點(diǎn)，與航天飛機斷開(kāi)連接。
- 各小組排查可能導致發(fā)射終止的各種問(wèn)題，并配置軌道器乘員艙以及進(jìn)入乘員艙的通道。配置完成后，機組人員將進(jìn)入乘員艙。
- 在各項工序完成后，機載計算機接管倒計時(shí)，并完成主發(fā)動(dòng)機和助推器的點(diǎn)火。
升空入軌階段
以航天飛機離開(kāi)發(fā)射臺為起飛零秒，主發(fā)動(dòng)機在 -6s 點(diǎn)火，之后航天飛機以垂直上升的姿態(tài)離開(kāi)發(fā)射臺。之后按如下程序完成入軌：
- 11~18s，完成滾轉和程序轉彎，處于外貯箱朝上、軌道器朝下的飛行姿態(tài)。
- 5min28s時(shí)，調整姿態(tài)至軌道器朝上，外貯箱朝下。
- 8min24s和8min33s，分別完成主發(fā)動(dòng)機關(guān)機和外貯箱分離，之后軌道器開(kāi)始入軌，外貯箱墜落并燒毀。
- 38min14s時(shí)，軌道器到達遠地點(diǎn)，軌控發(fā)動(dòng)機二次點(diǎn)火，使軌道器進(jìn)入圓軌道。
- 發(fā)射1h后，軌道器在軌穩定運行，可打開(kāi)有效載荷艙艙門(mén)，實(shí)施后續任務(wù)。
自發(fā)射起，發(fā)射團隊需時(shí)刻關(guān)注主發(fā)動(dòng)機、助推器和外貯箱的工作情況，以便隨時(shí)采取應對措施。例如，當一臺發(fā)動(dòng)機故障時(shí)，飛行控制團隊需要判斷航天飛機是否可以執行直接返回的預案。軌道器入軌期間，電氣及環(huán)控系統人員需關(guān)注相應系統的功能情況，而在爬升及入軌的整個(gè)階段，任務(wù)控制中心的工作人員都要始終保持高度警惕。
返回階段
航天飛機軌道器通過(guò)離軌制動(dòng)發(fā)動(dòng)機降低飛行速度和高度，并調整姿態(tài)實(shí)現再入與返回著(zhù)陸。整個(gè)再入返回過(guò)程由如下四個(gè)階段組成：
1.高速再入階段
- 距著(zhù)陸點(diǎn)28865km
- 高度282km
- 速度26498km/h
- 離軌制動(dòng)發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火。
2.第一階段
- 距著(zhù)陸點(diǎn)7600km
- 高度122km
- 速度25898km/h
- 機頭傾斜，進(jìn)行側向機動(dòng)，保持高阻力進(jìn)入過(guò)渡狀態(tài)。
3.第二階段
- 距著(zhù)陸點(diǎn)90km
- 高度24km
- 速度2700km/h
- 進(jìn)行S形轉彎機動(dòng)，地面跟蹤軌跡并進(jìn)行航向校正，準備進(jìn)入最后階段。
4.第三階段
- 距著(zhù)陸點(diǎn)12km
- 高度3km
- 速度682km/h
- 在地面導引的輔助下進(jìn)行下滑，約100m高度時(shí)放下起落架，最終以約350km/h的速度著(zhù)陸。
每次飛行任務(wù)中，NASA會(huì )為著(zhù)陸提供2天時(shí)間與多個(gè)著(zhù)陸窗口，最常選擇在肯尼迪航天中心著(zhù)陸，有時(shí)也會(huì )在愛(ài)德華茲空軍基地著(zhù)陸，此時(shí)需要一架改裝過(guò)的波音747將軌道器運回肯尼迪航天中心。
一架波音747正在運送航天飛機軌道器
固體助推器回收
緊隨發(fā)射之后的便是固體助推器的回收工作。在發(fā)射約6~7min后，固體助推器將濺落在離發(fā)射場(chǎng)約258km的大西洋海域。每個(gè)固體助推器配備有三套降落傘，以減緩在海面上濺落時(shí)的沖擊。助推器由兩艘專(zhuān)用回收船（自由之星號、獨立之星號）負責回收?；厥沾话阍诎l(fā)射前1天即啟程前往佛羅里達東海岸的預定海域，在助推器濺落后迅速靠近并開(kāi)展各部件的打撈回收工作。
回收船靠近后，潛水員拆下助推器上的主降落傘，將它們纏繞在回收船甲板的卷軸上。潛水員還將找回減速傘、前裙段和截錐段，并將它們運回甲板。對于尺寸較大的助推器殼體，潛水員將潛入32m深的海中，將一個(gè)特制堵塞放入助推器的噴管，再壓入空氣，排出海水，將助推器由豎直狀態(tài)變?yōu)樗綘顟B(tài)，隨后將其固定在船側，運回卡納維拉爾角空軍基地。
服役歷程
美國航天飛機一般從肯尼迪航天中心發(fā)射執行任務(wù)。自1981年4月12日首架航天飛機發(fā)射以來(lái)，來(lái)自16個(gè)國家的355名航天員，乘坐航天飛機飛行852人次，共執行135次任務(wù)。其中，企業(yè)號只用于測試，一直未進(jìn)入軌道執行太空任務(wù)。完成試驗任務(wù)后，企業(yè)號即被收藏在史密桑尼亞協(xié)會(huì )的博物館里。
航天飛機應用情況
軌道器 | 首航時(shí)間 | 應用情況 |
哥倫比亞號 | 1981.4.12 | 共飛行28次 |
挑戰者號 | 1983.4.4 | 共飛行10次 |
發(fā)現者號 | 1984.8.30 | 共飛行39次 |
亞特蘭蒂斯號 | 1985.10.3 | 共飛行33次 |
奮進(jìn)號 | 1992.5.7 | 共飛行25次 |
受挑戰者號爆炸、哥倫比亞號解體等事故的影響，且航天飛機本身在經(jīng)濟性和安全性上存在問(wèn)題，這種空天運輸系統于2011年7月20日退出歷史舞臺。
安全事故
挑戰者號爆炸
1986年1月28日，“挑戰者”號航天飛機進(jìn)行第10次飛行，升空73秒后發(fā)生爆炸。價(jià)值12億美元的航天飛機化作碎片，7名機組人員全部遇難。這是美國進(jìn)行25次載人航天飛行中首次發(fā)生在空中的大災難。
6月9日調查委員會(huì )正式向里根總統提出長(cháng)達256頁(yè)的調查報告。報告認為，“挑戰者”號爆炸的原因是右側助推火箭存在問(wèn)題。航天飛機發(fā)射時(shí)氣溫過(guò)低，寒冷的天氣對火箭墊圈產(chǎn)生影響，最終導致爆炸。
1988年，NASA投入2億美元改進(jìn)設備，擴編安全部門(mén)。其中最重要的改良是，增加第三個(gè)O型圈，重新設計絕緣，從而阻止熱廢氣從引擎側邊外泄。此外，航天飛機還配備了基本的逃生系統。
哥倫比亞號解體
2003年2月1日，美國哥倫比亞號航天飛機在返回地面過(guò)程中解體，機上7名航天員全部遇難。失事時(shí)，哥倫比亞號的飛行高度是6.3萬(wàn)米，時(shí)速1.9萬(wàn)公里。
后續調查認為，左機翼上的防熱瓦失效，使得機翼結構受損，最終導致航天飛機解體。防熱瓦失效原因為：在航天飛機再入大氣層時(shí)，外貯箱上的絕熱泡沫由于工藝問(wèn)題脫落，一塊重約0.76kg的泡沫脫落后撞擊左機翼，隨后破損處的防熱瓦在高溫中迅速失效。
主要問(wèn)題
成本高昂
美國設定的目標是：至少重復使用100次，成本降低到原來(lái)的四分之一到二分之一。然而，這兩項目標均沒(méi)有實(shí)現。航天飛機每次發(fā)射的成本至少為5億美元，而“挑戰者”號和“哥倫比亞”號的相繼失事更使情況雪上加霜。
美國在設計航天飛機時(shí)，希望能將運送1千克有效載荷到地球低軌道的費用降到350美元，但事實(shí)上一直卡在1萬(wàn)美元這個(gè)瓶頸，這就使得航天飛機不僅沒(méi)有達到降低運輸費用的目標，而且在地面周轉的時(shí)間太長(cháng)，導致整個(gè)飛行計劃缺乏靈活性。
最初，NASA計劃設計一款有翼航天器，這種航天飛機能夠完全重復使用，且每次飛行的費用可以減至最低程度，但研發(fā)費用很高，約需100億美元。然而，國會(huì )希望航天飛機計劃的費用在50~60億美元。因此，最終選擇現有的航天飛機布局。首飛日期原定于 1978年3月，但實(shí)際首飛晚了三年，在1981年4月12日。其中，因技術(shù)問(wèn)題拖延兩年， 經(jīng)費不足拖延一年。
從總投資來(lái)看，1970-1989財年NASA用于航天飛機的費用每年平均為19.86億美元，總投資預算為385.9億美元，占NASA1970-1989財年總預算1029.43億美元的37.5%。其中，1985-1989財年用于航天飛機的年平均費用高達34.09億美元，約占NASA該五年預算的一半。受此影響，NASA不得不挪用其他項目的預算，擠占一些原有的研究計劃。
綜合多方數據，美國于1972年1月5日正式批準經(jīng)費為51.5億美元，至1982年研制階段結束，費用達到100.83億美元。至1989年時(shí)，在航天飛機項目上已花費430億美元。
安全性不足
與其他航天器不同，航天飛機在設計中沒(méi)有考慮宇航員的逃生通道。一旦出現問(wèn)題，宇航員就會(huì )失去逃生機會(huì )。我國戰略導彈與運載火箭技術(shù)專(zhuān)家、中國工程院院士龍樂(lè )豪認為，這是一個(gè)重大的戰略失誤。
航天飛機系統設計過(guò)于復雜，包括250萬(wàn)個(gè)零部件，制造工藝難度高，需要解決運載能力和結構設計的矛盾，滿(mǎn)足重復使用的復雜氣動(dòng)外形和耐高溫氣動(dòng)加熱的熱防護要求。同時(shí)，人貨混運，軌道器、外貯箱和助推器并聯(lián)的設計方式導致航天飛機先天不足，沒(méi)有設置逃生系統，無(wú)法從根本上解決安全問(wèn)題。
歷史意義
各界人士評價(jià)
美國新科學(xué)家網(wǎng)站盛贊航天飛機是“人類(lèi)迄今建造過(guò)的最先進(jìn)、最復雜、功能最為齊全的航天器”。
俄羅斯宇航專(zhuān)家利索夫這樣評價(jià)：“起初指望這個(gè)計劃能帶來(lái)商業(yè)利潤，這成了幻想……美國人對綜合體的復雜性和星際飛行工作的規模和難度估計不足?！?/span>
英國《經(jīng)濟學(xué)人》雜志認為：“航天飛機的運營(yíng)成本超出預想地高昂，為了確保復雜的設備系統的完全性，發(fā)射日期總是一拖再拖，需要核查的項目層出不窮，維修費用居高不下，最終成本并沒(méi)有因多次使用而降低下來(lái)?！?/span>
航天飛機前項目經(jīng)理韋恩·黑爾表示，雖然他對航天飛機的缺陷有所認識，但航天飛機一旦真的進(jìn)了博物館，自己是會(huì )難過(guò)的。
沒(méi)有航天飛機可用的NASA壓力重重
美國歷來(lái)是航天大國，衛星的維修和發(fā)射任務(wù)十分頻繁。隨著(zhù)時(shí)間推移，越來(lái)越多的衛星維修任務(wù)也擺在了NASA的面前。尤其是哈勃望遠鏡，它為人類(lèi)認識宇宙做出了巨大的貢獻，但它已經(jīng)老了，有許多維修工作需要做。但沒(méi)有航天飛機可以升空的現狀，讓NASA感到十分頭痛，如果不去維修哈勃望遠鏡，來(lái)自天文愛(ài)好者的壓力也讓NASA感到無(wú)法承受。
壓力不僅來(lái)自于國內，也同樣來(lái)自于國外。航天飛機的一個(gè)最重要工作是參與國際空間站的建設，有許多部件需要由航天飛機送上太空，但自從“哥倫比亞”號爆炸后，國際空間站的宇航員無(wú)法換班，于是，這些任務(wù)全部落到了俄羅斯頭上。俄羅斯的聯(lián)盟號貨運飛船，開(kāi)始肩負起頻繁的發(fā)射任務(wù)。所有國際空間站需要的物品都由俄羅斯航天局承擔，俄羅斯方面對此已有怨言。
國外的怨言不僅來(lái)自俄羅斯，也同樣來(lái)自當年參與空間站建設的歐洲宇航局，歐洲宇航局為國際空間站制造的大型觀(guān)察窗已經(jīng)完成，可是這要等到四年以后才能發(fā)射安裝，這使國際空間站的建成速度大大減緩。沒(méi)有航天飛機，NASA就要承受來(lái)自各方面的壓力。
總體評價(jià)
與宇宙飛船相比，航天飛機因其超強運載力，能將一些無(wú)法用運載火箭發(fā)射的航天器送上太空，大大拓寬了有效載荷體積和質(zhì)量，也增加了航天飛機的功能。同時(shí)，它能夠在軌回收、檢修衛星，可以在空間軌道上精確部署、組裝各類(lèi)有效載荷，從而極大擴展了人類(lèi)的空間活動(dòng)范圍和規模，“國際空間站”就是最典型的例子?？梢哉f(shuō)，30年來(lái)，航天飛機為美國乃至全人類(lèi)的太空探索事業(yè)畫(huà)出了一道獨特亮麗的風(fēng)景線(xiàn)，然而高技術(shù)也隱含著(zhù)高風(fēng)險，這成為航天飛機致命的缺陷。
從成本來(lái)講，航天飛機每次的發(fā)射費用高達4億至5億美元，返回地面后需要大量維修工作，從而使發(fā)射間隔變得很長(cháng)，每年最多只能進(jìn)行5至6次發(fā)射。
航天飛機的安全性更是不容樂(lè )觀(guān)。航天飛機設計極為復雜，包含3000多個(gè)重要的分系統和超過(guò)300萬(wàn)個(gè)零部件，只要其中一個(gè)分系統或關(guān)鍵零部件出問(wèn)題，就可能導致重大事故。美國發(fā)射航天飛機的30年間，5架航天飛機損失了2架，共有14名航天員犧牲。134次飛行就有兩次事故，14人遇難，按照百萬(wàn)公里死亡人數來(lái)計算，其風(fēng)險比民航客機高138倍。NASA在2010年的一份內部安全報告說(shuō)，現在航天飛機安全性比30年前提高了10倍，但發(fā)生災難性事故的風(fēng)險仍達1/90。
航天科技對美國經(jīng)濟的發(fā)展曾經(jīng)起過(guò)巨大的牽引作用。NASA的一份統計資料指出，向航天科技領(lǐng)域每投入１美元，就能從整個(gè)經(jīng)濟領(lǐng)域得到８美元的回報。NASA的另一份調查報告則指出，航天工程在就業(yè)、教育、經(jīng)濟發(fā)展、軍民兩用技術(shù)等方面對美國產(chǎn)生了巨大影響，它帶來(lái)的技術(shù)突破直接促成了20世紀若干重大的技術(shù)進(jìn)步。美國將航天技術(shù)轉化為民用產(chǎn)業(yè)，創(chuàng )造了2萬(wàn)億美元的巨額利潤。另外，航天工業(yè)不僅直接產(chǎn)生經(jīng)濟效益，航天科技的轉化和移植還能夠帶來(lái)更多的效益。據NASA公布的數據，美國在上世紀90年代開(kāi)發(fā)的1000多種新材料80%是在空間技術(shù)的刺激下完成的，有近4000項空間技術(shù)成果已移植到民用領(lǐng)域，數萬(wàn)家企業(yè)參與了載人航天的生產(chǎn)、研制。航天技術(shù)的二次應用已滲透到日常生活的方方面面。
美國航天飛機時(shí)代畫(huà)上句號后，美國將不得不以高價(jià)向俄羅斯購買(mǎi)宇宙飛船座位，使本國航天員得以進(jìn)入國際太空站。
美國30年的航天飛機發(fā)展歷程，告訴我們這樣一個(gè)道理，一個(gè)人、一個(gè)民族，永遠不要停下追尋夢(mèng)想的腳步。在這個(gè)過(guò)程中，錯誤也自有它的價(jià)值。正如美國航空航天局局長(cháng)博爾登所說(shuō)：“在NASA，失敗并不是最終結果?！焙教煊媱澘梢越K止，然而人類(lèi)向未知領(lǐng)域進(jìn)發(fā)的腳步永遠不會(huì )停下。
其他國家的航天飛機
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