庞之浩

　　1981年4月12日，恰逢世界第一名航天员加加林上天20周年纪念日，世界第一架航天飞机——美国哥伦比亚号作了处女航行。20年来，航天飞机已把624人次、136万千克的重量送入太空，被誉为出入太空的“雄鹰”。本刊今天特别安排《航天飞机20年》，让我们共同重温这一人类科技史上的奇迹。——编者

　　如何上青天

　　在载人航天的早期，人类进入太空的唯一工具是宇宙飞船。这种航天器曾被用于为空间站接送航天员和物资，是载人航天器的鼻祖。然而，它也有许多不尽如人意之处，例如，无法重复使用，不能把较大的卫星、空间站等大型航天器送入太空，等等。为此，人们一直盼望着能有一种像普通飞机一样的可多次重复使用的天地往返运输飞行器，这种飞行器就是航天飞机。

　　早在20世纪30年代，奥地利人森格尔就试图研制使用火箭发动机的飞机，但由于当时技术条件的限制，无法实现。进入70年代以后，随着航天技术的长足发展，卫星、飞船和空间站的发射量越来越大，但它们上天时均只能使用一次性运载火箭，很不经济。于是，在耗资巨大的“阿波罗”登月工程行将结束之际，美国于1972年把人力、物力和财力都集中到可部分重复使用的航天飞机项目上，其主要目的是降低航天费用。

　　航天飞机是集航空技术、火箭技术和空间技术于一身的综合产物，它既能作为运载工具，发射各类航天器，又能像普通飞机一样绕地球轨道运行数圈后返回地面，并经过维修再次发射。

　　美国在设计垂直起飞、水平降落的航天飞机时，除了考虑通过航天飞机的可重复使用性使上天的运输费用降低外，还希望将航天员升空时所承受的超重减少，这可以使任何一个没有晕车病的健康人经过简单的训练后飞上天。其他国家的方案也类似。

　　美国、前苏联、法国、日本和英国等国家都曾对航天飞机作过探索性研究，但最终只有美国研制出实用型航天飞机。经过约10年的努力，1981年4月12日，恰逢世界第一名航天员加加林上天20周年之日，世界第一架航天飞机——美国哥伦比亚号作了处女航行。这次具有历史性的54.5小时的太空遨游，意味着载人航天进入了一个新阶段。　　

　　第二里程碑

　　航天飞机是第一次把航天与航空技术高度有机结合的创举——在由起飞到入轨的上升中运用了火箭垂直起飞技术；在太空轨道飞行段飞行时运用了航天器技术等等。因此，航天飞机具有人造地球卫星、货运飞船、载人飞船甚至小型空间站的许多功能。它还有一些一般航天器没有的功能，如释放、维修和回收卫星等。

　　不少专家把“阿波罗”载人登月行动看作是空间时代的第一个里程碑，而把航天飞机的正式飞行列为第二个里程碑。航天飞机的大容积货舱可大大放宽对有效载荷尺寸和质量的限制，从而大幅度降低了一些有效载荷的研制费用、增加了功能、延长了寿命(可含备份)。美国有些大型军用卫星因为体积大、质量大，而无法用运载火箭发射升空，最后只能靠航天飞机送上太空。

　　其经济性还表现在能在轨回收和维修卫星及更换卫星的组件，最突出的一个例子就是3次用航天飞机在太空维修“哈勃”空间望远镜，使这一价值连城的太空“巨眼”焕然一新。

　　航天飞机大大扩展了空间活动的规模和范围。例如，从1998年开始建造的国际空间站的许多部件都将由航天飞机送上太空，并由机上的航天员在轨组装，这是其他手段所力不从心的；用航天飞机释放卫星时，可根据所要释放的各种卫星的不同要求，改变航天飞机轨道，从而把卫星准确地放到预定轨道。

　　利用航天飞机能使航天技术逐步接近航空飞机的活动能力和水平。在设计它时注意了加速度的控制，使起降时的变速很缓，因此对航天员的身体要求大为降低，能把未经长期航天训练的科学家、医生、教师和旅游者等也送上太空。它还提高了空间活动的安全性和可靠性，使空间活动的安全可靠性大体接近航空标准，使空间事业从探险阶段进入实用阶段。

　　航天飞机在军事上也具有极大的潜力和重要的作用。用它可在轨捕捉和回收军用卫星或加以破坏，因而具有反卫星的能力。有人还拟用航天飞机携带战略武器进入太空，成为太空轰炸机。　　

　　悲壮的预言

　　航天飞机以其特有的重复使用性、多用途性、经济性和良好的环境条件，为人类的航天活动开辟了全新的途径。到2000年10月，航天飞机共进行了100次飞行，只失败了1次，成功率达到99%，这是世界上安全可靠性最高的航天运输器。但由于其轨道器寿命为可重复使用100次，轨道器上的主发动机可重复使用50次，固体火箭助推器可重复使用20次，所以越到使用后期越容易出事故。2000年10月11日升空的发现号航天飞机原定是10月5日发射的，后因技术和天气等原因4次被推迟，上天后也多次发生故障。

　　正是由于航天飞机本身固有的技术复杂性(使用的技术是70年代的水平)、需要驾驶员维护和操作等，因而它在投入使用后发射费用远没有像预料的那样便宜；而且每次发射后都要进行检修，不可能按照原目标每年进行24次飞行。1986年美国曾安排了准备创纪录的15次航天飞机飞行，但当年1月28日挑战者号航天飞机失事，彻底打乱了这一部署。

　　另外，美国原打算用航天飞机取代运载火箭进行卫星发射，但实践证明这样做既不经济也不安全，因为用航天飞机发射卫星时需有2—3名航天员陪着上天。此举还使美国火箭工业一厥不振，落后于欧洲。一直到挑战者号失事后才幡然猛醒，停止用航天飞机发射商业卫星。因此，20年以来，航天飞机虽然是美国执行载人航天任务唯一可用的自制工具，而且在未来15年内可能仍然离不开它。

　　尽管美国多年来费了九牛二虎之力设法降低成本，但收效甚微。不少专家认为，只要再发生一次类似挑战者号航天飞机的事故，航天飞机就将“玩儿完”。有关权威称，我们现仍在使用70年代末研制的航天飞机，未来出问题是“不可避免的”。

　　由于航天飞机存在着种种先天不足，航天专家们早就想研制新一代航天飞机。美国、英国和德国曾竞相热衷于研制一种可以像普通客机一样水平起降的航空航天飞机(简称空天飞机)，它同时载有火箭发动机和航空发动机，即在大气层内飞行时使用后者，在太空飞行时使用前者。但最终都因技术太复杂纷纷下马了。有关新一代航天飞机的方案后来又出现了多种，但目前只有一种被列入正式研制项目，它就是从1997年开始由美国洛马公司研制的X—33／“冒险星”。

　　然而，X—33／“冒险星”的技术也十分复杂，研制风险很大，所以当时起名叫“冒险星”。到2000年10月为止，X—33的试飞计划已多次推迟，何时升空未定。由此看来，屡立战功的第一代航天飞机还得默默地继续服役。

　　唯其如此，专家十分肯定地断言，航天飞机不愧是20世纪最伟大的航天科技杰作之一。

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