卡车驶向近地轨道,第三部分:航天飞机助力科学研究

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


这是回顾美国航天飞机项目 30 年历史的系列文章的第三部分,共三部分。

在 1986 年“挑战者号”灾难发生,安全至上和新的限制建立之前,航天飞机可以携带加注燃料的上级火箭发射太空探测器,前往行星目的地。


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从低轨道到深空

将哈勃太空望远镜送入轨道被认为是美国宇航局最伟大的科学成就之一,这一点尤为突出。不太为人所知,但对太阳系天文学非常重要的是麦哲伦号、伽利略号和尤利西斯号探测器,它们分别从航天飞机的货舱送往金星、木星和太阳的轨道。除了哈勃之外,这些“卡车”还携带了另外两架重要的轨道望远镜进入轨道:仍在运行的钱德拉 X 射线天文台和已退役的康普顿伽马射线天文台。

 

看哪,木星:连接在惯性上级助推器上的前往木星的伽利略号航天器从亚特兰蒂斯号航天飞机的有效载荷舱中弹出。来源:美国宇航局

当然,除了安全问题外,还有其他缺点。太空探测器必须配置和调整尺寸以适合航天飞机舱。例如,伽利略号设计了一个可折叠的高增益天线,在发射后像雨伞一样打开。不幸的是,这增加了原本设计为刚性碟形天线的设计的复杂性,而且一旦伽利略号驶向木星,天线就没有完全展开——这个问题几乎结束了任务。幸运的是,富有创新精神的飞行工程师能够对航天器进行编程,使用低增益天线发送大量数据,尽管速度慢得多。耐心、新的轨道和压缩程序挽救了任务。

捕获、维修和释放

虽然哈勃望远镜的翻新和维修是众所周知的,但太空行走的航天飞机宇航员还捕获、维修和释放了偏离轨道的通信和军用卫星,包括 1992 年戏剧性地营救了 Intelsat 6,三名宇航员在特制工具失效后用手将摇晃的五米高卫星拉入奋进号的货舱,并安装了助推火箭将其送入有用的轨道。航天飞机已将数十颗通信和军用卫星送入轨道。

人手触碰:在 6 人“捕获”几分钟后,三名宇航员抓住 4.5 吨的 Intelsat 6。从左到右:任务专家理查德·J·希布、托马斯·D·艾克斯和皮埃尔·J·图奥。三名太空行走者身后是将卫星送入其适当轨道的火箭发动机。来源:美国宇航局

虽然定于本周晚些时候发射的最后一次任务主要是为国际空间站上的宇航员运送超过 3,500 公斤的食品、主食、备件和其他补给,以帮助他们度过没有航天飞机服务的第一年,但还将进行一项实验,为美国宇航局在航天飞机时代后的时代做好准备。最后一次任务将部署一个展示卫星加油系统的包裹,希望这将刺激美国私营部门对卫星复活业务的投资。

以每小时 28,000 公里的速度进行科学研究

航天飞机已被用于将实验室送入轨道。SPACEHAB 和 Spacelab 都允许任务专家从校车大小的货舱中可居住的舱模块运行天文、微重力生命科学、大气和其他实验,或者从装有暴露于太空环境的望远镜或实验的机舱托盘内操作。

同样值得注意的是,奋进号在 2000 年 2 月执行了一项非常有成果的科学任务。航天飞机雷达地形测量任务返回了 300 多盘高密度磁带,其中包含 9 TB 的原始数据,这些数据被制作成地球最高分辨率的数字地形图之一。不太成功的是两次尝试飞行由意大利航天局开发的系链卫星。在第一次飞行中,系链卡住了;在第二次飞行中,当它展开到 20 公里时,它断裂了。尽管如此,还是收集到了关于电离层电荷(产生了 3,500 伏电压)和电离冲击波的宝贵数据。

解雇通知和最后的倒计时

所有美好的(以及其他的)事情都必须结束。但对于许多航天飞机员工来说,进入下一个太空运输系统不会一帆风顺。为航天飞机提供服务的联合太空联盟在 2010 年 10 月解雇了 1,000 名员工。不幸的是,这仅仅是缩减规模的开始。据估计,在亚特兰蒂斯号着陆后,总共将有数千个工作岗位消失,其中对佛罗里达州工人的打击最大。

因此,优点和缺点兼具,美国太空历史的三十年随着即将到来的亚特兰蒂斯号飞行而达到高潮。回顾过去,旧的太空卡车估计花费了 1950 亿美元——比 AIG 的救助多,但比伊拉克和阿富汗战争少——可能是一个政府预算员的噩梦,毫无疑问,会有更有效、更安全的方法将人员和货物送入轨道。但无论好坏,航天飞机计划一直是太空时代不可或缺的一部分,那些参与其中的人应该感到自豪,因为旧的、破旧的太空卡车在人类成就的历史上占据了它来之不易的杰出地位。

 

 

 

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