航天器

航天飞机、运载火箭、载人太空船都是航天器，它们之间有什么不同？运载火箭发时一次就丢弃，进入大气层被烧毁。载人太空船升空后，能返回

地球，但返回的只是载人的指挥舱，并且，只能使用一次。航天飞机形状像飞机，有机翼，在空间完成任务后，能像普通飞机一样飞回地球，在大气层中用机翼滑翔降落，在普通机场水平着陆，并能重复使用。

航天飞机的机头是流线形的，里面装着姿态控制火箭，它是航天飞机的方向盘，控制飞机的飞行姿势。由于姿态控制火箭的喷气管有的朝后，有的朝上，有的朝下，有的朝外侧，所以，宇航员只要根据不同的情况，操纵某个方向的喷管，就能改变航天飞机的飞行姿态，或者俯仰，或者翻滚，或者向左，或者向右。机头后面是乘员舱，分上、中、下三层。上层是驾驶室，正前方有 6 扇前窗，周围是弦窗。弦窗玻璃是特殊玻璃，有三层，外层是隔热玻璃，中层是缓冲玻璃，里层是密封玻璃。前窗后面摆满许多不同的机械装置，机械装置后面是一排宇航员的座椅，由于驾驶舱很小，没有多余活动的地方，宇航员必须安分守己地端坐在座椅上。航天飞机是由高性能电子计算机自动控制驾驶的，但也可由宇航员手动操纵。宇航员如果想休息，可以通过一架狭窄的金属梯子下到中间生活室，宇航员的吃、喝、睡、娱乐都在这里面。下层是机械室，装有环境控制系统，保证机内的环境与地球上的一样。

航天飞机的机身主要是货舱，可以携带 30 吨各式各样的器材，比如人造

卫星、航天站、天文望远镜等，普通的人造卫星，一次可以装运 5 颗。

在货舱里装有遥控机械手，尽管它不起眼，却是在太空中进行工作的主角。遥控机械手像人手一样，分为臂、手、指。它的臂有三节，长 15.24 米。

第三节是空心的，里面有一段长 0.6 米的管子，这是它的手，可以自由伸缩。手的末端装有抓取器，这是手指。遥控机械手由宇航员遥控，灵活性与人臂一样，甚至更好。航天飞机的遥控机械手，曾经把一个直径 4.5 米、长 18

米、重 29 吨的圆形金属架从货舱里取出，放到太空中，再把一个正在轨道上

飞行、重 11 吨的失效人造卫星取回货舱。你猜用了多少时间？才 16 分钟。

航天飞机的尾部装有 5 台发动机。三台大型发动机是最先进的液氧液氢

火箭发动机，主要在升空时使用，总推力 510 吨，两台小型的发动机在太空中使用。航天飞机和航空飞机一样，有主翼、副翼、垂直尾翼，这些机翼都是在返回地球时，起刹车作用的。

航天飞机的外壳由铝合金制成。由于航天飞机返回地球进入大气层时，会摩擦生热，温度高达 1590 摄氏度，因此，飞机的全身还镶满几万块防热瓦，

这些防热瓦可耐 1800 摄氏度的高温。

航天飞机还有两个亲密的伙伴，一个是在它身后的庞然大物——外挂燃料箱，主要灌装液氧、液氢燃料的；另一个是两支固体火箭助推器，长 45.46

米，总推力 2600 吨。

认识了航天飞机的模样、性能和五脏六腑后，我们来看看它的航天表演。航天飞机威武地矗立在发射台上，随着倒数计时到零，两架固体火箭助

推器点火，三台大型液氧液氢火箭发动机点火，闪着耀眼光芒的火焰从尾部喷出，产生震撼大地的冲击力，航天飞机缓缓升空了。6 秒钟后，超出 75 米高的发射塔。30 秒后，达到每秒 350 米，超过音速。两分钟后，距地面 50 千米时，这时助推器的燃料用完，与航天飞机脱离。分离后的助推器下降到距地面 5.8 千米时，锥形顶帽的弹射器把头罩抛掉，折叠在里面的五顶降落伞先后打开，使助推器减速溅落在海上回收。带着外挂燃料箱的航天飞机继续升高，达到 800 千米高度，航天飞机抛掉燃料已用光的外挂燃料箱。外挂

燃料箱落入大气层，大部分被烧掉，部分残骸落入海中，所以外挂燃料箱是唯一不能回收的装置。11 分钟后，航天飞机进入地球轨道，在轨道上飞行 7

到 28 天，然后返航。航天飞机在返回地球时，需要做一系列超难动作。首先是保持离轨姿势，就是背朝地球、腹朝太空、机头在后、机尾在前，就像我们倒退走路一样。那为什么呢？这样做不是很难吗？试想，如果头在前、尾在后，尾部发动机产生的推力使航天飞机加速，岂不是帮倒忙了吗？而尾在前、头在后，尾部发动机产生的力成了阻力，使飞机减速，当机速减到低于每秒 7.8 千米的第一宇宙速度时，航天飞机受到地球引力作用，就会离开绕地飞行轨道向地面下降了。

脱离地球轨道后，航天飞机的飞行姿态恢复常态。发动机熄火，进入大气层，同大气层摩擦也起着制动作用，航天飞机进一步减速到与喷气式飞机的速度差不多。降到 60 千米高度，速度降为每秒 3.6 千米，开始朝地面迅速

降落，着陆前 5 分钟，高度为 15 千米。航天飞机开始转向跑道。着陆前 14

秒放下起落架，然后以 100 米/秒的速度平稳着陆滑行 2.5 千米。

美国发射过四架航天飞机：“哥伦比亚号”、“挑战者号”、“发现者号”和“阿特兰蒂斯号”。前苏联发射过一架无人驾驶的航天飞机“暴风雪号”。