美国航天飞机：哥伦比亚号、挑战者号和发现号

自从1981年4月12日世界上第一架航天飞机“哥伦比亚号”升空至今，已有6架航天飞机遨游太空。其中美国5架在频繁升空进行载人的航天活动中，取得了巨大成就。苏联也曾制造过一架航天飞机，1988年11月15日，名为“暴风雪号”不载人航天飞机发射成功，绕地球2周后回到地面，后因种种原因于1993年下马了。因此，美国的航天飞机就成了当今世界上唯一可用于载人且可重复使用的天地往返运输系统。

研制航天飞机最主要的目的是利用其可重复使用性来降低天地往返运输的费用。它是集现代航空技术、火箭技术和空间技术于一身的综合产物，既能作为运输工具，又可在绕地球的轨道上像卫星那样运行，返回地面经维修后可再次发射使用，因此人们将其称之为航天飞机。

航天飞机的问世，开辟了载人航天的一个新的技术领域。从1981年—2011年的30年内，美国五架航天飞机共载814人次航天员到太空活动，行程8亿多千米，运送1750吨货物。在航天飞机的135次飞行中，有89次是搭载科学实验载荷和应用有效载荷进行大量的医学生物学、生命科学、流体物理学、天文学和其他技术领域的基础科学研究，开展大量的对地观测、通信导航、材料工艺等实验，发射部署和维修各种人造卫星和空间探测器；9次与俄罗斯“和平号空间站”进行对接试验飞行；37次执行建造国际空间站的任务。美国航天飞机一直处于称霸载人航天的地位，在载人航天史上独树一帜。

美国航天飞机是由轨道器、外挂燃料储箱和两个固体助推火箭三大部分组成。

航天飞机

轨道器是航天飞机的主体，要经历发射、飞行和返回的全过程。它可在轨道上持续飞行7—30天，并可重复使用100次。由机头、机身、机尾和机翼组成。机头是乘员密封舱，又可分为驾驶舱、生活舱和仪器设备舱三层。机身是一个长18米，直径4.5米、容积300立方米的货舱，能装约30吨货物，并可从太空运回10吨多的货物。货舱内装有一个可伸长15米的遥控机械臂，能把货舱中的设备释放到太空或搬到空间站上，或把太空中的人造卫星捕获回收到货舱里。机尾装3台液氢液氧主发动机和2个变轨发动机。轨道器的三角形机翼和垂直尾翼，可使航天飞机返回地球大气层中飞行时具有良好的稳定性和操纵性，稳定飞行着陆。轨道器用铝合金制成，贴有3万多块防热瓦，保证在返回大气层时不致烧毁。

外挂燃料储箱位于轨道器下方，用于储存和向主发动机输送液氢和液氧推进剂，由液氧箱、液氢箱和箱间段组成，总长47米，直径3.4米，净重33.5吨，加注推进剂后重740吨。它是航天飞机上唯一不可回收的部件。

固体火箭助推器长45.5米，直径3.7米，重约566吨，共2台，与外挂燃料储箱连接在一起，为航天飞机垂直起飞和飞出大气层提供约78%的推力。在燃料耗尽后抛掉，用降落伞在海上回收，经维修后可重复使用20次。

整个航天飞机系统全长56.14米，起飞质量2007吨，起飞总推力31400千牛，能将30吨的有效载荷送上278千米高的圆形地球轨道飞行。

美国第一架航天飞机“哥伦比亚号”，从1981年首飞成功，到2003年返航时爆炸解体，共进行了28次载人航天飞行。

1981年4月12日，“哥伦比亚号”进行首次飞行，这次飞行的主要目的，是验证轨道器的入轨和飞行性能，以及再入与着陆等各个系统的性能。航天飞机从肯尼迪航天中心起飞升空后，进入241千米高的圆轨道飞行，环绕地球36圈，航程161万千米，14日在加利福尼亚爱德华兹空军基地安全着陆。第一架航天飞机首飞成功，开辟了人类通向太空的一条新航线。(www.xing528.com)

2003年1月16日，哥伦比亚号航天飞机载着7名飞行员（其中两名女飞行员）升空，当完成16天的飞行任务后，由于左翼前缘防热瓦受损形成的空洞，导致超高温气体进入发生爆炸，货舱随之解体，驾驶舱四分五裂，天上出现一个大火球，航天飞机的碎片接着散落下来。机上7名航天员魂断太空，献出了宝贵的生命。

美国第二架航天飞机“挑战者号”，1983年4月4日载4名航天员从肯尼迪航天中心首次进入太空，历时5天。1984年2月3日第4次升空，两名航天员首次使用载人机动装置实现了不系安全带的太空行走，好似两颗“人体卫星”环绕地球翱翔。

1986年1月28日，挑战者号第10次也是最后一次发射升空，仅73秒就发生爆炸事故，7名航天员罹难。后来查明，是固体助推器上的一个圆形橡胶密封圈因气温急剧下降而破损，使逸出的高温气体烧穿了助推器外壳，继而引燃外挂燃料箱，导致液氢在空气中剧烈燃烧爆炸。

美国第三架航天飞机“发现号”，是5架航天飞机中飞行次数最多的一架，共进行了39次成功飞行，总里程达2.38亿千米，在轨飞行365天，绕地球运行5750圈，总乘员237人次，与俄罗斯和平号空间站对接飞行1次，13次参加建造国际空间站的飞行。2000年10月，“发现号”升空执行STS—92飞行任务，这也是美国航天飞机的第100次飞行。2011年2月25日至3月9日，发现号载6名航天员完成最后一次飞行。

美国第四架航天飞机“亚特兰蒂斯号”共飞行33次，在轨时间307天，航程近2亿千米，绕地球运行4648圈，运送航天员197人次。施放了14颗卫星，7次与俄罗斯和平号空间站对接飞行，13次执行建设国际空间站的任务。

1985年10月3—7日，亚特兰蒂斯号航天飞机第一次升空飞行，载5名航天员到太空执行秘密军事任务，在太空部署了2颗军用通信卫星。2011年7月8—21日，最后一次载人太空飞行，为五架航天飞机飞行画上一个完满的句号，同时完成国际空间站的建造任务。

“奋进号”是美国第五架也是最后一架航天飞机，共飞行25次，在轨299天，载160人次航天员上天飞行。

1992年5月7—16日奋进号首飞执行STS—49飞行任务。这次飞行创下了多项航天员进行太空行走的新纪录，还在太空营救未进入轨道的国际通信卫星6号。

1998年12月4日，奋进号携带国际空间站第二个核心部件团结号节点舱升空，并在轨道上与俄罗斯的第一个核心部件曙光号多功能舱对接成功，组成最初国际空间站的第一个轨道联合体。两舱组装完成后，美国和俄罗斯航天员一起宣布：“太空探索的一个新时代到来了。”