http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2006-07-02
NASA对发现号航天飞机都做了哪些改进
据美国宇航局网站6月26日报道，美宇航局将于7月1日发射“发现”号航天飞机，这将是“哥伦比亚”号失事以来美宇航局第二次发射航天飞机。此次任务代号为STS-121，将测试对航天飞机所进行的最新改进。这些改进包括，对航天飞机外挂燃料箱绝缘泡沫材料的重新设计，航天飞机隔热屏的飞行检查，发射过程中经过改善的摄像效果以及执行救援任务的航天飞机的发射能力。
改进措施：
摄像效果改进：
STS-121将会是航天飞机历史上拍摄照片最多的一次任务。“发现”号航天飞机装备有逾百台高清晰摄像机、数码摄像机和胶片摄像机，其中固体火箭助推器上就新增加了4台摄像机。这有助于检测航天飞机发射过程中是否会有碎片从外挂燃料箱上脱落。
航天飞机方面的改进：
1、缝隙填充料：美宇航局提出了确保隔热瓦之间缝隙填充料不出问题的新措施，以便航天飞机在重返地球大气层时不会受到任何威胁。在航天飞机发射前，技术人员取下并更换了“发现”号上的约5000块缝隙填充料。航天飞机共有1.6万块缝隙填充料。
2、新隔热瓦：技术人员在“发现”号前部起落架舱门安装了坚固的隔热瓦片，因为这个区域如果受到挤压，很容易受到破坏。
3、改进轮胎：如今“发现”号航天飞机的主起落架具有4个更大、更平稳的轮胎，它们能比之前的轮胎在着陆时承受更大负荷。
外挂燃料箱上的改进：
1、“凸起气动负荷”(PAL)斜面：“发现”号航天飞机ET-119外贮箱将会是首次在没有“凸起气动负荷”(PAL)斜面的情况下飞行。去年“发现”号发射期间，一块泡沫就从此处脱落。经过细致的检查、分析和测试，航天飞机项目小组认为凸起气动负荷斜面并非必不可少，将其拆除会对航天飞机更安全。这是美宇航局有史以来在空气动力方面对航天飞机所进行的最大改进。
2、“冰霜斜面”：许多小块泡沫斜面增加到冰霜斜面的位置上，凸起气动负荷斜面过去就位于此处。泡沫斜面构成了这些冰霜斜面的几何形状，同燃料箱上剩余的斜面保持一致。外挂燃料箱共有35块冰霜斜面。(杨孝文 任秋凌）
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美国发现号应急计划曝光：出现意外空机返航
据美联社7月1日报道，如果“发现”号在7月1日发射期间受到严重损坏，机上宇航员可留在国际空间站上暂时避难。与此同时，美宇航局将动用一套新的遥控电缆系统，尝试让没有宇航员的航天飞机空机返回地球。当然，美宇航局肯定不希望这一幕出现。
美宇航局使用这套方案有两个前提，一是在“发现”号遭受严重破坏，同国际空间站对接之后，宇航员仍无法修复受损处；二是宇航员乘坐“发现”号返回地球不安全。一旦出现上述情况，宇航员将会在国际空间站停留长达81天，等候担负救援任务的“亚特兰蒂斯”号航天飞机的到来。美宇航局航天飞机项目副经理约翰·沙农29日表示：“如果我们采取那一方案，我们必须迅速行动起来。我们不得不努力工作，直到我们对救援任务不会引起更多新的麻烦高度自信。”
在这种情况下，美宇航局将会发射“亚特兰蒂斯”号航天飞机，将暂避于国际空间站的“发现”号机组接回地球。“发现”号则不得不驶离这个轨道太空实验室，为“亚特兰蒂斯”号腾地方。就在此之前，一旦出现重大事故。“发现”号似乎都逃脱不了最终坠入太平洋的命运。但现如今，美宇航局制定了新的方案，计划使用遥控轨道飞行器电缆让航天飞机安全着陆。电缆系统能通过宇航员安装在航天飞机控制系统上。
接着，地面飞行控制人员就可以指挥航天飞机安全返回地面：落下航天飞机起落架，切断电源，打开阻力伞，引导航天飞机着陆。加州范登堡空军基地有可能是“发现”号着陆的目的地，因为这个基地的跑道起点靠近太平洋，在那里着陆不会威胁到居民区的安全。沙农说：“我们最不愿做的事情就是，切断航天飞机电源，任其从太空坠落到大海。”(杨孝文 任秋凌）
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发现号发射大揭秘 进入太空速度是子弹的十倍
2005年7月26日发现号发射升空瞬间
据法新社6月28日报道，美宇航局“发现”号航天飞机进入太空的速度将是出膛子弹速度的十倍：在从佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心发射后，仅仅8分40秒就能进入浩瀚太空。
7月1日，7名宇航员将乘坐“发现”号航天飞机，进入国际空间站。在发射前6秒，航天飞机的三台主发动机会同时点火，随后是两个火箭推进器，它们产生的推进力，将使航天飞机的飞行速度在数分钟内从零骤升至每小时28,968公里(1.8万英里)。
航天飞机、两个火箭推进器以及外挂燃料箱，总重达2053吨。航天飞机在8秒钟后，速度升至每小时160公里(99英里)，而在不到一分钟内，飞行速度便骤升至每小时1600公里(994英里)。
在发射后两分钟，火箭推进器会在海平面上空45公里(28英里)处同航天飞机分离，而此时航天飞机的速度已经达到每小时4800公里(2980英里)。在降落伞的帮助下，两枚火箭缓缓落入距离海岸200公里(125英里)的大西洋，接着，美宇航局船只会将它们从海中打捞出来，以供再次使用。
在航天飞机未进入轨道前的8分40秒，三台主发动机始终同航天飞机形影不离，它们将消耗190万升的燃料，这些燃料全部来自于航天飞机的桔黄色外挂燃料箱。航天飞机每25秒消耗的燃料数量相当于一个中等游泳池。
航天飞机使用的燃料包括温度保持在零下252摄氏度的液态氢和液态氧。这种氢氧混合后的温度能达到3.3摄氏度，并会产生蒸气。在航天飞机发射期间，远远望去，观众能看到航天飞机有数道白色烟柱，那其实就是氢氧混合后产生的蒸气。
一旦进入轨道，航天飞机的三台主发动机全部关闭，航天飞机将以每秒8公里(5英里)的速度缓慢飞行。此时，外挂燃料箱将同航天飞机分离，落入地球大气层，并在太平洋上空分解。
在消耗掉重达1600吨的燃料，以及没了外挂燃料箱和火箭推进器的拖累后，航天飞机的重量此刻骤降至121.5吨。约35分钟后，航天飞机尾部的两台小型发动机将打开，小心谨慎把航天飞机向国际空间站方向推进。(杨孝文 任秋凌）
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美航天飞机7月1日发射 泡沫脱落仍是头号难题
发现号航天飞机整装待发
发现号航天飞机本次飞行任务的全体宇航员
新浪科技讯 据美联社6月26日报道，几乎就在一年前，美宇航局对航天飞机外挂燃料箱设计所进行的改进未获成功，外挂燃料箱出现故障的传感器致使本该于5月发射的航天飞机推迟到7月，随后，在“发现”号航天飞机再次出现泡沫脱落问题后，美宇航局暂停了所有发射计划。现如今，随着“发现”号航天飞机计划于下月发射，美宇航局忽然发现，其面临的状况同一年前何其的相似！
投入巨资改进 效果仍不理想
美宇航局航天飞机项目主管韦恩·海尔承认泡沫脱落问题未得到彻底解决。但他认为，航天飞机的发射工作正取得进展。海尔说：“在泡沫脱落问题上，今年我们可比去年聪明的多。”话虽如此，“发现”号的发射工作仍面临诸多困难，而泡沫脱落仍是头号难题。在2003年脱落的泡沫使“哥伦比亚”号航天飞机坠毁，造成机上7名宇航局全部遇难后，美宇航局多年来虽竭尽全力，但仍无法彻底解决这个问题。
尽管重新设计了外挂燃料箱，但去年“发现”号发射时，泡沫碎片照样从航天飞机外挂燃料箱上脱落。美宇航局因此暂停了所有航天飞机的发射任务。“发现”号是哥伦比亚号失事以来宇航局时隔两年半再次发射航天飞机。自2003年以来，美宇航局投入至少12亿美元用于改进航天飞机设计。
随着“发现”号即将于7月1日发射，工程师对外挂燃料箱进行了进一步改进，把约35磅重的泡沫材料从去年发射时脱落一大块泡沫材料的地方取下。美宇航局将此称为是在空气动力学方面对航天飞机发射系统所做的最大规模的改进。美宇航局外挂燃料箱项目主管约翰·查普曼说：“泡沫还会脱落，我们无法彻底解决这个问题。届时，我们估计还会发生此类事件。我们的目标是，倘若泡沫真的再脱落，我们要确保是小块脱落，不会对航天飞机造成任何破坏。”
美宇航局一些人士认为，在航天飞机再次上天前，应对外挂燃料箱做进一步改进，甚至可以再多取下一些泡沫。在“发现”号发射前两周举行的一次会议上，尽管美宇航局首席工程师办公室和安全与任务保证办公室负责人一致反对在改进航天飞机外挂燃料箱设计前发射“发现”号，但局长迈克尔·格里芬却坚持己见，反对再进行更多改进。据悉，在取下数十磅泡沫材料后，针对外挂燃料箱所进行的风洞测试结果并不理想。
若出大事故 退出历史舞台
“发现”号航天飞机机长史蒂夫·林赛表示，他深受美宇航局有关外挂燃料箱设计大讨论的鼓舞。在“哥伦比亚”号失事后，美宇航局曾被指责打压异议者。林赛说：“工程师和各项目主管进行了公开讨论，双方各抒己见，这种氛围显然有利于发射工作。我想时间将告诉我们哪一方正确。”每次发射时，宇航局主管和工程师们都会获得大量的飞行数据，他们计划在今后的每次飞行任务前，对外挂燃料箱泡沫材料做更多改进，直至2010年航天飞机全部停飞。
替代航天飞机的新一代载人航天器乘员探索飞行器(CEV)预计将在2014年左右服役。美宇航局各部门主管承认，倘若航天飞机发射再出现一次重大失误，宇航局将中止剩余3次发射任务，即便届时国际空间站建设尚未完成。另外，这同样还将维修哈勃太空望远镜的可能性排除在外。海尔说：“若我们再次出现重大事故，这将意味着航天飞机项目彻底结束，从此退出历史舞台。因此，我宁愿推迟发射，继续对航天飞机设计进行改进，也不愿进行一次存在重大安全隐患的发射。”
在去年“发现”号返回地球后，宇航局技术人员还更换或取下航天飞机三分之一的填隙料。航天飞机共有1.6万块填隙料。在“发现”号飞行期间，航天飞机腹部的两块耐热填隙料出现松动，一名宇航局不得不在进行太空行走时将其取下，避免它们在返航时对航天飞机造成破坏。“发现”号机身易于受到破坏处都有绝缘性较强的隔热瓦，譬如飞机前端起落架舱门、轮胎及安装在固体火箭推进器上的新型摄像机，摄像机能拍摄到更多脱落泡沫的照片或其它危及航天飞机及机组人员的状况。(杨孝文）
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发现号航天飞机STS-121任务日程表
新浪科技讯 美国宇航局将于当地时间7月1日(北京时间凌晨7月2日)发射“发现”号航天飞机，这将是“哥伦比亚”号失事以来美宇航局第二次发射航天飞机。“发现”号航天飞机将在太空停留12天，按计划，机组成员将在此次任务期间进行两次太空行走。如果电力充足的话，还会在太空多呆一天，同时增加一次太空行走。美宇航局航天飞机项目主管们希望在任务第6天，对这一问题做出最后决定。
以下为发现号本次飞行任务时间表：
(如果宇航员进行两次太空行走)
飞行任务第一天
发射
打开有效载荷舱门
展开 Ku波段天线
航天飞机机械臂接通电源
在外挂燃料箱微型摄像机和机翼前缘传感器之间传输数据
飞行任务第二天
检查航天飞机机械臂
把航天飞机机械臂钩在轨道器遥控臂传感器系统(OBSS)上
检查航天飞机热防护系统和机翼前缘增强碳碳(RCC)纤维复合材料
检查宇航服
轨道器对接系统外环伸出
准备空气阻隔舱(气闸)
检测与国际空间站对接所需要的工具
飞行任务第三天
对接作业
终端点火发动机点火
调查对接点，从国际空间站给“发现”号航天飞机拍照
与国际空间站对接
舱门打开，第13远征队队员欢迎新成员
传递并安装托马斯·赖尔特的“联盟”号飞船座椅，他将成为第13远征队成员
向氧孔输氧，检查是否漏气
国际空间站机械臂钩在轨道器遥控臂传感器系统(OBSS)上，接着同航天飞机机械臂连接
飞行任务第四天
国际空间站机械臂钩在多功能后勤舱(MPLM)上，在联合舱上进行安装。
国际空间站机械臂同“命运”号实验舱分离，连接到移动基座系统
用轨道器遥控臂传感器系统(OBSS)检查航天飞机增强碳碳纤维复合材料
进入多功能后勤舱，开始传运货物
飞行任务第五天
第一次太空行走(更换移动传送器上的顶点综合循环流水线；评估轨道器遥控臂传感器系统载荷)
继续转运货物
飞行任务第六天
继续转运货物
机组联合举行新闻发布会
飞行任务第七天
第二次太空行走(将泵舱传运到外部储物平台；更换移动传送器上的后缘循环系统)
国际空间站机械臂同移动基座系统分离，连接到“命运”号实验舱
继续转运货物
飞行任务第八天
继续转运货物
飞行任务第九天
机组人员休息
飞行任务第十天
最后一次传运货物
离开多功能后勤舱，关闭后勤舱
从联合舱的多功能后勤舱上取下国际空间站机械臂，安在“发现”号航天飞机有效载荷舱
国际空间站机械臂钩在轨道器遥控臂传感器系统(OBSS)上，进行最后安装
用航天飞机机械臂/轨道器遥控臂传感器系统对“发现”号左翼进行检查
飞行任务第十一天
相互道别，关闭舱门
“发现”号航天飞机驶离国际空间站
最后的分离操作
用航天飞机机械臂/轨道器遥控臂传感器系统对“发现”号右翼和前端进行检查
机组休息
飞行任务第十二天
检查飞行控制系统
反推控制系统预热——点火测试
检查储物舱和脱轨时间安排
装载Ku波段天线
飞行任务第十三天
脱轨准备
有效载荷舱门关闭
点火脱轨
在肯尼迪航天中心着陆
（如果宇航员进行第三次太空行走，第一天到第七天飞行任务同上，但随后几天的活动有所改变。)
飞行任务第八天
继续传运货物
机组休息
飞行任务第九天
第三次太空行走(试验RCC裂缝修理技术)
飞行任务第十天
继续传运货物
机组休息
飞行任务第十一天
最后一次传运货物
离开多功能后勤舱，关闭后勤舱
从联合舱的后勤舱取下国际空间站机械臂，安装在“发现”号航天飞机有效载荷舱
国际空间站机械臂钩在轨道器遥控臂传感器系统(OBSS)上，进行最后安装
通过航天飞机机械臂/轨道器遥控臂传感器系统对“发现”号左翼进行检查
飞行任务第十二天
相互道别，关闭舱门
“发现”号航天飞机驶离国际空间站
最后的分离操作
通过航天飞机机械臂/轨道器遥控臂传感器系统对“发现”号右翼和前端进行检查
飞行任务第十三天
检查飞行控制系统
反推控制系统预热——点火测试
检查储物舱和脱轨时间安排
装载Ku波段天线
飞行任务第十四天
脱轨准备
有效载荷舱门关闭
点火脱轨
在肯尼迪航天中心着陆
(杨孝文 任秋凌）
