您所在的位置:天文航天

美国航天飞机退出太空舞台值得反思

美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机于北京时间7月8日23时30分发射升空,此后,历时30年的美国航天飞机时代将正式终结。在这次“谢幕之旅”来临之际,我国航天专家庞之浩表示,航天飞机为人类载人航天事业作出过巨大贡献,如今提前退出太空舞台,庞之浩介绍说,与宇宙飞船相比,航天飞机的功能更强大,用途更广泛。
据介绍,目前的载人飞船每次最多只能运送3人和几百公斤货物,即使是最先进的无人货运飞船,运载能力也不超过10吨。而航天飞机可运载4至7人以及20至30吨货物,几乎是“万能运输器”。正因其超强运载能力,航天飞机能将一些无法用运载火箭发射的航天器送上太空,大大放宽了对有效载荷体积、质量的限制,降低了有效载荷的研制费用。同时也可以携带更多有效载荷的分系统,以延长航天器的寿命,或增加其功能。
航天飞机还设有起重能力很强的机械臂等装置,可以在轨道上精确部署各种类型的有效载荷,从而扩展了人类的空间活动规模和范围,“国际空间站”就是最典型的例子。
此外庞之浩表示,航天飞机最有价值的空间活动,是能在轨回收、检修卫星,更换或升级卫星的组件。这不仅能节省费用,还能缩短研制周期、提高使用效果。他说:“比如美国用航天飞机5次在轨维修‘哈勃’空间望远镜,使这一价值连城的太空巨眼不断‘焕发青春’,功能多次增强,取得了无与伦比的科学成果。”
如今,航天飞机作为运载工具,已把“麦哲伦”金星探测器、“伽利略”木星探测器、“哈勃”空间望远镜、“康普顿”伽马射线空间望远镜和“国防支援计划”导弹预警卫星等大型航天器送入太空;作为实验平台,人们曾用其携带望远镜、雷达和材料加工设备,在乘员密封舱内进行了大量医学、生命科学、对地观测、天文观测、材料加工、制药等试验,并多次用其所载的欧洲“空间实验室”开展实验与观测活动。
“航天飞机的许多技术,至今也是很先进的。”庞之浩说,“然而一些致命缺陷,导致它最终退出太空舞台。”
在航天飞机问世之前,人们充满期待,为其预想了五大优越性。除功能强大外,其余四项包括——
发射成本低:按照预想,航天飞机的轨道器可重复使用100次、轨道器上的主发动机可用50次、固体助推火箭可用20次,由此推算,每次发射费用只需3000万美元。为此,美国甚至关停了运载火箭生产线,认为用航天飞机替代火箭发射卫星更经济。
更安全:相比宇宙飞船径直着陆或海面溅落的返回方式,航天飞机可以水平着陆,这使人们认为其安全可靠性大体接近航空标准。
更舒适:航天飞机从起飞到返回的过程中,加速和减速都很缓慢,因此航天员所承受的超重约为载人飞船的一半。
发射间隔短——当时人们以为,航天飞机可以像民航客机一样,返回后简单维修就能再次发射。他们乐观地估计,每1至2周就能进行一次发射。
然而事实证明,五大优越性其实只有两项名副其实——航天飞机确实功能更强、更舒适,而它的成本和安全性非但没有优势,反倒成为致命缺陷。
庞之浩说,实践证明,航天飞机每次发射费用高达4至5亿美元,主要因为它返回地面后要进行大量维修工作。由此也产生了另一个副作用,它的发射间隔也不像想象的那么短,实际上每年最多只能进行5至6架次的发射。
而其的安全性更是不容乐观。庞之浩说,为了提高运输能力,航天飞机被设计得很复杂,包含3500个重要的分系统和250万个零部件,只要其中一个重要的分系统或关键零部件失灵,就可能导致重大事故。另外,航天飞机发射时,轨道器只能与外贮箱并联在一起,很容易被从外贮箱掉下来的保温材料撞击,这是极大的安全隐患。“2003年‘哥伦比亚号’失事,就是由于发射过程中,外储箱脱落的保温泡沫材料击中了航天飞机左翼防热瓦,形成了损伤,最终酿成悲剧。”他说。
“哥伦比亚号”惨案发生后,美国航天飞机一度停飞,直至2005年5月,才由“发现号”重返太空。庞之浩认为,虽然复飞后航天飞机再无事故,但每次发射仍是很大的冒险。
至今,美国5架航天飞机损失了2架,共有14名航天员牺牲。航天飞机发展30年,在世界载人航天史上留下了不可磨灭的丰功伟绩。如今,一个时代终结,令人感叹。
为什么会出现这种情况?庞之浩认为,应从技术、管理、文化等方面总结。“观察发达国家的航天发展史可以发现,前苏联,包括现在的俄罗斯,一直是采用循序渐进的发展战略;而美国则是采用争先跳跃的发展战略,一味追求技术先进性,结果绕了很大的弯路。现在,美国又回归飞船了,正在研制更安全、低成本、运载量大、有多种用途、可重复使用的新一代飞船。”他说。结合中国航天事业,他表示中国航天事业近年来飞速发展,取得了一系列辉煌成就,但此事值得我们引以为戒。应把握科学规律,将跨越式发展与循序渐进相结合。

  设为首页 | 关于我们  |   版权信息  |  隐私保护  |  免责声明  |  合作伙伴  |  联系我们
 中华自然科学网(SCICN.NET), All Rights Reserved
  冀ICP备17034147号   客服及报障邮箱:sci@scicn.net