穿梭機
近地軌道太空載具 / 維基百科,自由的 encyclopedia
穿梭機(英語:Space Shuttle)又稱航天飛機,是美國太空總署1981至2011年運作的近地軌道太空船,有一定重複使用空間,正式項目名稱「航天運輸系統」(Space Transportation System,STS)。穿梭機是1969年可回收太空船方案中唯一獲資助的項目,也是美國穿梭機計劃的核心[4]。穿梭機先經四次軌道測試飛行,其中第一次在1981年;到1982年時開始執行正常的飛行任務。美國共製作五架完整的穿梭機軌道飛行器(挑戰者號、哥倫比亞號、發現號、亞特蘭蒂斯號和奮進號),並在前後三十餘年間執行135次任務,每次都是從佛羅里達州的甘迺迪太空中心起飛。除發射哈勃空間望遠鏡、多枚人造衛星和空間探測器外,穿梭機執行的任務還包括完成軌道科學實驗,參與國際太空站的建設和維護。所有穿梭機的任務總時長為1322天19小時21分23秒。[5]
用途 | 載人軌道發射和再入 |
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製造者 | 聯合太空聯盟 賽奧科/阿連特科技系統(固體推進器) 洛歇·馬丁/馬丁·瑪麗埃塔(外燃料箱) 波音/羅克韋爾(軌道器) |
製造國家 | 美國 |
項目成本 | 2110億美元(2012年) |
單次發射費用 | 5.76億至16.4億美元(2012年) |
外型及質量參數 | |
高度 | 56.1米 |
直徑 | 8.7米 |
質量 | 2030噸 |
節數 | 1.5 |
酬載量 | |
至近地軌道 (204公里)載荷 | |
質量 | 27.5噸 |
至國際太空站 (407公里)載荷 | |
質量 | 16.05噸 |
至極軌道載荷 | |
質量 | 12.7噸 |
至地球同步轉移軌道載荷 | |
質量 | 10.89噸加慣性上層級[1] |
至地球靜止軌道載荷 | |
質量 | 2.27噸加慣性上層級[1] |
至返回地球載荷 | |
質量 | 14.4噸[2] |
發射歷史 | |
現況 | 退役 |
發射場 | 甘迺迪太空中心39號發射台 范登堡空軍基地6號太空發射複合體(從未使用) |
總發射次數 | 135 |
成功次數 | 133[注 1] |
失敗次數 | 2 「挑戰者號」(發射失敗,七人喪生), 「哥倫比亞號」(再入失敗,七人遇難) |
首次發射 | 1981年4月12日 |
末次發射 | 2011年7月21日 |
著名載荷 | 跟蹤與數據中繼衛星 太空實驗室 哈勃空間望遠鏡 伽利略號探測器、麥哲倫號金星探測器、尤利西斯號 康普頓伽瑪射線天文台 和平號對接艙 錢德拉X射線天文台 國際太空站部件 |
輔助火箭 – 固體推進器 | |
輔助火箭數 | 2 |
引擎 | 兩個固體燃料火箭 |
單引擎推力 | 每個12500kN,海平面升空 |
比衝量 | 242秒(2.37公里每秒) |
推進時間 | 124秒 |
燃料 | 固體燒料(高氯酸銨複合推進燃料) |
第一階段 – 軌道器和外燃料箱 | |
引擎 | 位於軌道器上的三個RS-25引擎 |
單引擎推力 | 共5250kN,海平面升空[3] |
比衝量 | 455秒(4.46公里每秒) |
推進時間 | 480秒 |
燃料 | 液氫/液氧 |
第二階段 – 軌道器 | |
引擎 | 位於軌道器上的二個OMS引擎 |
單引擎推力 | 共267kN,(真空) |
推進時間 | 316秒 |
燃料 | 甲基肼/四氧化二氮 |
輔助火箭 | |
數量 | 2 |
穿梭機的部件包括:三個洛克達因RS-25引擎和兩個OMS發動機的軌道飛行器;一對可回收的固體火箭推進器;屬消耗品、用於存放液氫和液氧的外燃料箱。穿梭機是可重複使用的太空船,兩個固體火箭推進器和軌道器上由外燃料箱提供燃料的三個主引擎就像常規火箭一樣並行操作。固體火箭推進器在太空船抵達軌道前分離;外燃料箱在即將入軌時分離;入軌機動由軌道器的兩個軌道機動引擎完成。在任務完成後,軌道器將會啟動軌道機動引擎脫離軌道並返回大氣層。再入期間,軌道器會受到隔熱瓦保護,最後經過滑行像太空飛機一樣在跑道着陸。穿梭機大多數着陸點是佛羅里達州甘迺迪太空中心的穿梭機着陸設施或加利福尼亞州愛德華茲空軍基地的羅傑斯干湖。軌道器在愛德華茲空軍基地着陸後,會用波音747特別改裝後的穿梭機運輸飛機送回甘迺迪太空中心。
1976年製成的「企業號」是第一個軌道器,但並沒有實際的軌道飛行能力,只能用於進場與着陸測試。起初建造的全功能軌道器共有四架,分別是「哥倫比亞號」、「挑戰者號」、「發現號」和「亞特蘭提斯號」,其中「挑戰者號」和「哥倫比亞號」分因1986年和2003年的任務事故損毀,導致14名太空人喪生。1991年,美國建造第五架可運作軌道器「奮進號」,用於代替「挑戰者號」。2011年7月21日,「亞特蘭提斯號」完成最後一次飛行任務後,穿梭機從此宣告全部退役。此後,美國長年依靠俄羅斯聯盟號宇宙飛船將太空人送上國際太空站,直至2020年5月30日的商業太空人計劃首飛時止。