航天飞机那些事儿
作者:关礼
来源:《作文评点报·中考版》2015年第20期
航天飞机,又称太空梭,是可重复使用的、往返于太空和地面之间的航天器,它结合了飞机与航天器的性质,既能像火箭一样垂直起飞,像太空飞船一样在轨道上运行,又能像飞机一样水平着陆。航天飞机一般可乘坐7名航天员,其中有3名机组人员,4名科学技术专家。航天飞机在轨道上运行时,可完成释放卫星、回收及维修卫星、进行各种微重力科学实验等多种任务。
一般来说,航天飞机系统由轨道器、固体燃料助推火箭和外储箱三大部分组成。 轨道器即航天飞机本身,它是整个系统的核心部分。轨道器是整个系统中唯一可以载人的、真正在地球轨道上飞行的部件,它很像一架大型的三角翼飞机,全长约37米,不带有效载荷时质量68吨,飞行结束后,携带有效载荷着陆的轨道器质量可达87吨。轨道器所经历的飞行过程及其环境比一般飞机要恶劣得多,它既要有适于在大气层中做高超音速、超音速、亚音速和水平着陆的外形,又要有返回大气层时承受高温的防热系统。因此,它是整个航天飞机系统中,设计最困难、结构最复杂、遇到的问题最多的部分。轨道器由前、中、尾三段机身组成。前段结构可分为头锥和乘员舱两部分,头锥处于航天飞机的最前端,具有良好的气动外形和防热系统,前段的核心部分是处于正常气压下的乘员舱。
航天飞机的中段主要是有效载荷舱。这是一个长18米,直径4.5米,容积300立方米的大型货舱,一次可携带质量达29吨多的有效载荷,舱内可以装载各种卫星、空间实验室、大型天文望远镜和各种深空探测器等。为了在轨道上施放所携带的有效载荷或回收轨道上运行的有效载荷,舱内设有一或两个自动操作的遥控机械手和电视装置。机械手是一根很细的长杆,在地面上它几乎不能承受自身的重量,但是在失重条件下的宇宙空间,却可以迅速而灵活地装卸10吨重的有效载荷。航天飞机的后段主要装有3台主发动机,尾段还装有两台轨道机动发动机和反作用控制系统。
航天飞机和宇宙飞船都是靠火箭发射上去的。不同的是,航天飞机是能够重复使用的太空飞行器,它以飞机降落的方式返回,在机场滑行时有减速伞减速;宇宙飞船只能使用一次,垂直降落返回,在大气层由降落伞减速,接近地面时由喷气反推减震,例如我国的“神舟”系列飞船。
航天飞机既可以运送宇航员,又可以运送大量货物。然而,这种多功能性也意味着高成本——为保证宇航员的安全要付出巨大的成本;而运送空间站组件或太空望远镜等大质量有效载荷则需要更多动力和燃料,也意味着成本大增。航天飞机没有逃逸系统,实行人货混运,既复杂又昂贵,其安全性和可靠性都远低于相对简单的载人飞船。因此随着美国的“阿特兰蒂斯”号升空,美国航天飞机项目彻底终结。
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与航天飞机相比,当前的运载火箭虽然可以运送同等甚至更大的卫星或货物,同时,一些用于执行特殊载人任务的替代航天器也已处于研发阶段,但有些航天飞机的优点是运载火箭永远无法代替的。航天飞机的长度允许它的推进器可以进行十分细微的机动,把飞机准确推动到返回式卫星等小目标和需要维修的轨道仪器附近。此外,一些特殊的勘测任务要求航天飞机在太空中完成杂技般精准的动作,任务需要将携带的观察设备调整到极其精确的位置。比如,雷达地形勘察任务便要求飞机航行位置绝对准确,以保证多次任务的叠加效果等同于多架航天飞机同时编队的测绘效果,因此观测过程中必须要用微型推进器对航线扰动进行不断修正。 此外,航天飞机可搭载6~7人进入轨道,并允许3~4名职业宇航员招待来自于科研领域的“乘客”。并不是所有的科学家都有宇航员一般强健的身体,因此对身体要求较低的航天飞机自然就成了他们的首选。正是基于以上的优点,经济、科技实力较强的欧洲选择了航天飞机,并打算以此来实现未来的太空战略。
(摘自《百科知识》2015年第2期,略有删改) 问题:
1.航天飞机的最大特点是什么?
2.文章在介绍航天飞机时,为什么只介绍了它的轨道器,而没有介绍它的固体燃料助推火箭和外储箱?
3.美国人放弃了航天飞机,而欧洲人却选择了航天飞机,这是为什么?
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