奋进号航天飞机

美国宇航局建造的最新也是最后一架航天飞机

奋进号航天飞机

奋进号航天飞机(STS Endeavour OV-105)是美国国家航空航天局(NASA)肯尼迪太空中心(KSC)旗下,第五架实际执行太空飞行任务也是最新的一架航天飞机,是美国用于替补挑战者号的航天飞机。[8][9]奋进号航天飞机1991年建造完毕,于1992年开始服役,也是美国宇航局建造的5架航天飞机中的最后一架。[10]名字来源于18世纪英国探险家詹姆斯·库克的考察船。奋进号船体高36.6米,宽23.4米,重71吨,造价超过20亿美元。[10]首次飞行是在1992年5月7日(STS-49号任务),负责的任务中有不小比例是作为国际太空站计划的支援。[11]2011年5月16日,奋进号航天飞机在肯尼迪航天中心成功发射升空,开始其19年职业生涯的最后一次太空使命,同时也是美国航天局30年的航天飞机发射计划倒数第二次航行。[12]2012年9月21日,奋进号航天飞机抵达加利福尼亚州洛杉矶市洛杉矶国际机场,于10月份移交给位于洛杉矶市内的加州科学中心。[13]

奋进号航天飞机(STS Endeavour OV-105)是美国国家航空航天局(NASA)肯尼迪太空中心(KSC)旗下,第五架实际执行太空飞行任务也是最新的一架航天飞机,是美国用于替补挑战者号的航天飞机。[9][10]

奋进号航天飞机1991年建造完毕,于1992年开始服役,也是美国宇航局建造的5架航天飞机中的最后一架。[11]名字来源于18世纪英国探险家詹姆斯·库克的考察船。奋进号船体高36.6米,宽23.4米,重71吨,造价超过20亿美元。[11]首次飞行是在1992年5月7日(STS-49号任务),负责的任务中有不小比例是作为国际太空站计划的支援。[12]2011年5月16日,奋进号航天飞机在肯尼迪航天中心成功发射升空,开始其19年职业生涯的最后一次太空使命,同时也是美国航天局30年的航天飞机发射计划倒数第二次航行。[13]2012年9月21日,奋进号航天飞机抵达加利福尼亚州洛杉矶市洛杉矶国际机场,于10月份移交给位于洛杉矶市内的加州科学中心。[14]

截至2011年5月奋进号航天飞机共执行25次飞行任务,共在太空度过了280天9小时,绕行地球4429圈,总飞行距离达到1.65亿公里。[6]

研发背景

奋进号是美国建造的最后一架航天飞机。1986年1月28日,挑战者号航天飞机升空后爆炸解体。1987年8月美国国会通过法案,要求建造一架新的航天飞机替代挑战者号。随后美国航空航天局(NASA)在全国学校范围内征集这架航天飞机的名称。1989年5月10日,美国时任总统布什宣布,将正在建造的这架航天飞机命名为“奋进号”,编号为105号轨道器。[4]奋进号是美国航天飞机中首架以公开征名竞赛的方式由美国的中小学生命名的航天飞机,由老布什总统于1989年宣布。按照美国航天飞机的命名惯例,“奋进”号名字也是源自一艘早年的调查研究船,是传奇的詹姆斯·库克船长在1768年远征时所搭乘的一艘368吨级的三桅帆船“奋进”号,当时是它造成下水后的首次出航。由于是艘英国籍的船只,因此“奋进”号的名字是英式英文的“Endeavour”而非美式英文“Endeavor”。[2]

奋进号航天飞机的驾驶舱
奋进号航天飞机的驾驶舱

研制历程

奋进号航天飞机是根据美国总统里根的决定制造的,它是美国所制造的第6架航天飞机,用于替代1986年初升空爆炸的挑战者号航天飞机。奋进号的承造单位为美国洛克韦尔公司,飞机造价20亿美元。从1987年8月签定合同到1991年4月轨道器出厂共用3年零8个月的时间,[3]“奋进号“航天飞机1991年4月25日在加利福尼亚州的棕榈谷建成。[15]

出于安全方面的考虑、轨道器运抵肯尼迪航天中心39B发射台后,美国航宇局(NASA)按传统作法于1991年6月对轨道器发动机进行试车。经对3台主发动机22秒点火试车发现,1、2号发动机氧气泵震动和声音异常。为此,NASA决定装上为亚持兰蒂斯号航天飞机下次发射准备的3台主发动机。[3]

奋进号航天飞机于1991年4月出厂后,经过一年多的准备工作,于1992年5月7日开始了为时9天的首次飞行,其任务代号为STS-49。[3]

服役

奋进号建成于1991年4月25日,造价超过20亿美元,耗时近四年。1992年5月7日,奋进号开始第一次执行飞行任务。[4]同年5月14日,宇航员在“奋进号”航天飞机上将修复了的国际通信卫星组织的第六代通信卫星重新送入太空。[16]1992年9月12日,奋进号首次将女宇航员送入太空。[4]1993年6月25日又修复了一颗欧洲科学卫星。同年12月5日,奋进号航天飞机又一次将修复了的哈勃望远镜送入太空。1998年12月,“奋进号”航天飞机为国际空间站实现了第一次模拟对接。[16]奋进号航天飞机于2001年4月为国际空间站运送了加拿大研制的巨型机械臂。这个机械臂长达17米,质量为1.63吨,非常结实、灵活且功能多,能够为空间站完成安装压力舱和太阳电池板等作业。[9]

奋进号服役期间执行了许多重要任务,如:营救未进入轨道的国际通信卫星、多次携带欧洲“空间实验室”、在轨回收欧洲“尤里卡”科学实验卫星、发射美国“跟踪与数据中继卫星”F、多次携带美国“太空雷达实验室”、在太空安装“紫外天文”2观测台、在太空释放并回收“奥斯特”卫星,回收日本的“空间飞行器单元”在太空释放并回收“斯巴坦”207卫星、在太空开展可充气天线试验、与和平号空间站对接飞行、为空间站运送补给设备和生活用品、在太空测绘地球表面三维立体地图等。奋进号还多次完成建造国际空间站相关任务,如为国际空间站送去美国团结号节点舱1、巨型太阳能电池板、“莱昂纳多”多功能后勤舱、移动基座系统、希望号日本实验舱、欧洲宁静号节点舱3和瞭望塔号观测舱等。[4]

奋进号航天飞机执行最后一次飞行任务时升空
奋进号航天飞机执行最后一次飞行任务时升空

2011年5月16日8时56分,美国奋进号航天飞机在佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空,执行STS-134载人航天任务,这是“奋进号”的第25次也是最后一次飞行。此次飞行载有6名宇航员,任务计划为16天,主要任务是为国际空间站送去价值20亿美元、用于寻找暗物质的阿尔法磁谱仪。[1]

退役

2011年6月1日,美国奋进号航天飞机在肯尼迪航天中心安全着陆,结束了其最后一次任务,[1]随后在加利福尼亚科学中心退休。[17]

2012年9月21日,退役的“奋进”号航天飞机“趴”在一架经过改装的波音747客机的背上,飞回到它的出生地——洛杉矶,将被永久保存在加州科学中心供人参观。[5]

奋进号航天飞机“趴”在一架经过改装的波音747客机的背上飞回洛杉矶
奋进号航天飞机“趴”在一架经过改装的波音747客机的背上飞回洛杉矶

技术特征

奋进号高36.6米、宽23.4米、重71吨,[4]奋进号航天飞机的外形与其他航天飞机一样,但内部有很大的改变。它加装了着陆用减速伞,采用了新的IBM AP-101S计算机(存储量增加两倍、处理速度提高3倍、重量和体积减小一半,而且省电),并使用了新的导航系统和卫星跟踪器。此外,奋进号还改进了事件控制器、气体发生器、燃料泵和辅助电源,采用了冗余密封和一些新材料。这些改进措施使奋进号航天飞机的留空时间在太空中提高到28天,是其他航天飞机的两倍。[9][3]

奋进号在轨道器后部增加了一个低温贮箱,故能携带更多的燃料,在太空中可以持续飞行28天左右;在舱内新增了先进的抽水马桶和空调设备;增大了机身前段中层的空间,用于存放更多的食品、衣物和个人用品;用一个新型废物管理系统和一个可去除二氧化碳的再生装置替代了原设计的氢氧化肛系统;装备了先进的导航系统。[4]

2003年至2006年期间,奋进号升级了主要硬件,具体包括:新型计算机、快速测量和导航设备、增强型事件控制器和多路信号分离器以及固态星跟踪定位器、改良前轮操控结构和为航天飞机液压系统提供动力的改进型辅助动力装置(Auxiliary Power Unit:APU)。后来,为了提高和扩展轨道飞行性能,奋进号还采用一些新型硬件进行改装,主要包括:配置12米直径的阻力伞,可减少航天飞机滑行距离300~600米,从而减少了着陆起落架与制动器上的拉力,缩短了机场跑道长度。[4]

为了让奋进号能在国际空间站附近再多持续停留3~4天时间,在2005至2006年期间,NASA改装了空间站至航天飞机的动力变换系统(SSPTS)。2007年8月,奋进号在执行STS-118任务中,借助该系统首次使用了来自空间站的供电系统。2007年8月,奋进号在执行STS-118任务中,就开始使用动力变换系统。[4]

运行纪录

奋进号首次飞行始于1992年5月7日,截至2011年5月共执行25次飞行任务,其中包括运送宇航员升空对“哈勃”太空望远镜进行首次太空维护。奋进号共在太空度过了280天9小时,绕行地球4429圈,总飞行距离达到1.65亿公里。[6]

任务编号发射时间发射地返回地任务STS-491992年5月7日肯尼迪航天中心爱德华兹空军基地捕捉与重新部署国际通信卫星6卫星STS-471992年9月12日肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心空间实验室J号任务STS-541993年1月13日肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心部署"跟踪与数据中继卫星"(TDRS)FSTS-571993年6月21日肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心进行空间实验室实验,回收欧洲可回收载具STS-611993年12月2日肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心首次哈勃空间望远镜维修任务STS-591994年4月9日肯尼迪航天中心爱德华兹空军基地进行太空雷达实验室实验STS-681994年9月30日肯尼迪航天中心爱德华兹空军基地进行太空雷达实验室实验STS-671995年3月2日肯尼迪航天中心爱德华兹空军基地执行空间实验室Astro-2号实验STS-691995年9月7日肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心真空尾迹屏罩设备与其他实验STS-721996年1月11日肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心回收日本的太空飞行器单元STS-771996年5月19日肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心进行空间实验室实验STS-891998年1月22日肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心与和平号空间站会合,进行人员交换STS-881998年12月4日肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心国际空间站组装任务STS-992000年2月11日肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心执行航天飞机地貌雷达任务实验STS-972000年11月30日肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心国际空间站组装任务STS-1002001年4月19日肯尼迪航天中心爱德华兹空军基地国际空间站组装任务STS-1082001年12月5日肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心国际空间站对接与人员交换任务STS-1112002年6月5日肯尼迪航天中心爱德华兹空军基地国际空间站对接与人员交换任务STS-1132002年11月23日肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心国际空间站组装与人员交换任务STS-1182007年8月8日肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心安装空间站S5号支架,运送给养和设备STS-1232008年3月11日肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心运送希望号实验舱组件和加拿大遥控机器人STS-1262008年11月14日肯尼迪航天中心爱德华兹空军基地两只蜘蛛随“奋进"号上太空,为空间站运新设备STS-1272009年7月15日肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心运送日本希望号实验舱外部实验平台STS-1302010年2月8日肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心运送宁静号节点舱,瞭望塔号观测台STS-1342011年5月16日肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心运送阿尔法磁诺仪及备用部件,携带婴儿鱿鱼

参考资料[18]

绝唱之旅

2011年5月16日12时56分,奋进号航天飞机从美国肯尼迪航天中心发射飞往国际空间站,执行STS-134任务。此次空间站任务是“奋进”号航天飞机的终极任务,随着任务执行完毕,“奋进”号航天飞机退役。[19]此次发射是其第25次也是最后一次升空,主要任务是为国际空间站运送名为阿尔法磁谱仪2的设备。阿尔法磁谱仪2被安放在空间站上,用于探索反物质、暗物质,并研究宇宙射线等相关问题。这一项目由美国麻省理工学院华裔诺贝尔奖获得者丁肇中负责,包括中国科学家在内的全球600多名科研人员参与了该项目。[20]

推迟发射

美国航天局2011年4月29日宣布,由于“奋进”号航天飞机附属电力装置加热器出现技术故障,奋进”号原计划29日升空,其发射将至少被推迟到5月2日进行。美国航天局表示,“‘奋进’号的发射将不会早于5月2日14时33分(北京时间3日2时44分),工程师需要足够时间处理导致今天发射被推迟的故障。”[20]

“奋进”号原计划2011年4月29日升空,但在倒计时过程中,工程师发现,其附属电力装置加热器的一套电路失灵。航天飞机在轨道运行时,加热器可以防止附属电力装置内的联氨冻结。据佛罗里达当地官员估算,当天约有70万游客前来观看发射;推迟发射的消息公布后,记者所处观测区的游客脸上满是失望。[20]

美国航天局2011年5月6日发表声明宣布,“奋进”号航天飞机的发射日期由10日推迟到最早16日。声明说,航天局项目官员当天下午讨论后决定,“奋进”号的发射日期不早于美国东部时间16日8时56分(北京时间20时56分),在此之前,技术人员继续维修并测试导致“奋进”号推迟发射的电路问题。此外,项目官员还决定将“奋进”号的任务期由14天延长至16天。如果“奋进”号在5月26日之前仍不能升空,其发射将被推迟到6月份。[21]

发射升空

奋进号航天飞机于当地时间2011年5月16日8点56分从美国佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空,按照计划这将是奋进号最后一次太空之旅。在此次编号为STS-134的任务中,奋进号将搭载着六名机组人员,分别是:指挥官马克·凯利(Mark Kelly)、宇航员约翰逊(Greg H. Johnson)、欧洲航天局宇航员维托利(Roberto Vittori)与美国宇航局航天专家查米托夫(Greg Chamitoff)、费斯特尔(Andrew Feustel)与费克(Mike Fincke)。[22][13]

据官方估计,当天有包括吉福兹在内的50万名观众涌进肯尼迪航天中心及其周边观测点目送“奋进号”升空。不少人从15日开始就在附近的海滩、公园、天台、轮船等地占据最佳位置,通宵等候这一激动人心的时刻。甚至有外地游客自4月底“奋进号”首次被推迟发射以来就一直守候在佛罗里达等待发射。[13]

太空行走

2011年5月18日6点14分奋进号航天飞机安全地和国际太空站( International Space Station – ISS)对接。宇航员费斯特尔和查米托夫于2011年5月20日进行了第一次太空行走以完成STS-134原定任务。之后宇航员费斯特尔和费克又于2011年5月22日10点12分完成了第二次太空行走任务。STS-134的第三次太空行走和进行国际太空站维修任务是由宇航员费斯特尔和费克在2011年5月25日完成的。 他们为国际太空站电力系统安装了电缆,并维修了无线通讯系统。接着,宇航员费克和查米托夫又在2011年5月27日进行了长达七个半小时的第四次也是STS-134最后一次太空行走。[22]

奋进号STS-134第4次也是最后一次太空行走
奋进号STS-134第4次也是最后一次太空行走

返回地球

美国奋进号航天飞机于2011年5月29日11点55分脱离国际太空站,开始返回地球的行程。经历了两天返航飞行,美国奋进号航天飞机于2011年6月1日凌晨2点35分在佛罗里达州肯尼迪航天中心卡纳维尔角安全降落。 这是美国航空航天局第25次决定让航天飞机在夜间着陆。[22]

2011年6月1日,奋进号航天飞机结束了它的最后一次任务STS-134返回地球。在这次飞行中,指挥官马克·凯利和机组人员将阿尔法磁谱仪送到了国际空间站。[22]

奋进号航天飞机在佛罗里达州肯尼迪航天中心安全降落
奋进号航天飞机在佛罗里达州肯尼迪航天中心安全降落

背离潮流的“沃尔夫条款”

美国“奋进”号航天飞机2011年5月16日从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空,开始其第25次也是最后一次飞行任务,全球媒体广为关注。这无疑是中国科技界和媒体高度关注的事件,因为除了“奋进”号本身,阿尔法磁谱仪这个由诺贝尔奖得主丁肇中主导的项目也备受瞩目。这个项目旨在寻找由反物质组成的宇宙,并由许多中国科学家参与。然而,令人遗憾的是,中国记者在采访“奋进”号发射时被拒之门外,原因是依据一项新出炉的“沃尔夫条款”。根据此条款,美国航天局取消了已允诺给予中国记者的采访通行证。因此,当“奋进”号载着中国科学家付出心血的阿尔法磁谱仪奔向太空时,中国记者无法像其他国家的记者一样,亲临现场观看航天飞机升空,也无法参加航天局举行的新闻发布会。这无疑令人感到莫大的遗憾。[23]

在这样一个大背景下,“沃尔夫条款”的出台,揭示了美国鹰派政客对于中国近年来和平发展的内心焦虑与无奈,同时也暴露了他们的短视。事实上,即使在美国,“沃尔夫条款”也并未得到广泛支持,甚至遭到了一些美国科学家的批评。麻省理工学院的教授理查德·米尔纳认为,这是一个具有“歧视性”的决定,最终也将对美国自身造成伤害。[23]

随着这一引发广泛争议的条款生效,中国记者不幸成为首批直接受害者,被拒之肯尼迪航天中心门外。然而美国主流媒体在此次事件中几乎全都保持沉默,无人站出来批评沃尔夫的行为。由此可见,美国所谓的“新闻自由”并非毫无界限。[23]

参考资料 23

  1. 图说党史上的今天(5月16日) — 澎湃新闻
  2. “奋进”号航天飞机命名由来 — 中国载人航天
  3. 参考 3
  4. 参考 4
  5. “奋进”号完成“回家”之旅 — 新浪网
  6. “奋进”号开始最后一次太空之旅 — 光明网
  7. 微型卫星搭上“奋进”号航天飞机绝唱之旅 — 国家航天局
  8. 加拿大移动服务系统地面遥操作模式综述 — 深空探测学报
  9. 参考 9
  10. 洛杉矶市民街头围观“奋进”号回家 — 观察者网
  11. “奋进”号航天飞机成功进行第25次发射开启谢幕之旅 — 央广网
  12. 美国航天飞机的30年 — 中国日报网中文资讯
  13. 美国奋进号航天飞机发射执行最后一次太空任务 — 新浪网
  14. “奋进”号航天飞机向新家进发 — 中国科学院
  15. 美奋进号航天飞机完成最后之旅返回诞生地洛杉矶 — 中国日报网
  16. 参考 16
  17. “奋进”号开始最后一次太空之旅 — 光明网
  18. 参考 18
  19. 参考 19
  20. 美国“奋进”号航天飞机因技术故障推迟发射 — 中国新闻网
  21. 美国航天飞机的30年 — 中国日报网
  22. 美国奋进号航天飞机执行STS-134最后任务为太空事业立功 — davidcaprice
  23. 美奋进号发射禁止中国记者现场报道引争议 — 新浪网
广告位:底部(ad-bottom)—— 请到中台「公共区块」编辑此内容