建材秒知道
登录
建材号 > 瓷片 > 正文

大家还记得神五上天的时候吗

雪白的康乃馨
内向的毛豆
2023-01-01 02:53:59

大家还记得神五上天的时候吗?当时从电视里看到火箭启动初期从火箭外壁上脱落下许多片状物,请问那些是什

最佳答案
潇洒的老师
单身的豌豆
2025-05-19 13:30:06

类似石棉瓦的隔热瓦 。

2005年10月12号9时,“神舟”六号飞船剑指苍穹,成功发射。历经五天五夜,17日4时32分神舟六号返回舱安然穿越大气层,平稳地降落在内蒙古阿木古朗草原着陆场。 2003年10月16日6时23分,“神舟”五号飞船顺利返回、安全着陆,圆满完成了中华民族首次载人航天飞行的伟大壮举。 2003年元旦0时09分,从太空传来中国“神舟”四号宇宙飞船的新年祝福声,“祝全国人民新年快乐!”飞船在完成预定考察任务以后,“返回舱”安全返回了指定地面。 “下凡”经受火的洗礼 宇宙飞船和航天飞机从天外“下凡”返回地球,可是一个非常复杂的难题,它们的速度要由第一宇宙速度(7.9千米/秒)进人大气层,利用缓冲火箭和巨大的降落伞(面积有1000多平方米),使速度逐渐降低。宇宙飞船“返回舱”最后是以3.5~10米/秒的速度软着陆。 而航天飞机降落时的速度要大得多。它需要一条高质量的特殊跑道,在离地面150米时起落架放下,航天飞机最后是以90米/秒左右的速度冲上跑道。滑行约1500米后停下。 在浓密的大气层中,速度极快的宇宙飞船和航天飞机的外壁由于与空气激烈摩擦,要产生大量的热,这就是所谓的“气动加热”。在距离地面60千米左右,温度变得最高,在机头,温度可以达到1000~3000℃。整个机身变成一个炽热耀眼的火球,就像我们经常看到的火流星,与地面的无线电通讯都会暂时中断(称为“黑障现象”)。 这实在让人担心!宇宙飞船的“返回舱”中有宇航员和珍贵仪器资料。所以必须保证宇宙飞船和航天飞机安全“下凡”,经过烈火高温的洗礼,通过大气层顺利返回地面。这就必须研究制造一件宇航器的“避火衣”! 宇宙飞船的“避火衣” 由于宇宙飞船只使用一次,科学家为宇宙飞船“返回舱”精心设计了一件奇妙的“避火衣”。它是用“瞬时耐高温材料”制成的,这是一种特殊纤维材料或多孔颗粒加上有机物组成的,是一种低导热复合材料,这一层材料厚度是经过精心计算设计的。在宇宙飞船不同部位的厚度是不同的。在“返回舱”的前缘是承受温度最高的部位,因此需要重点保护。 当宇宙飞船返回舱由太空“下凡”返回地球通过大气层时,与空气剧烈摩擦将产生大量的热,这件“避火衣”遇到高温时就会主动“引火烧身”。自己先燃烧起来,其中大量的有机物会发生化学分解和气化,带走大量的热量。更奇妙的是:这件“避火衣”在燃烧自己的同时,还形成了一层厚厚的多孔炭化层,紧紧地附着在“返回舱”的外壁,这一层炭化层具有极好的隔热效能,在它严密的包裹下,能有效地防止外界热量传入舱内。 宇宙飞船返回舱的“避火衣”设计十分巧妙,重量比较轻,但是由于它的双重奇妙功能,使“返回舱”中的温度可以保持正常,一般在35℃以下,十分安全。 我国“神舟”号宇宙飞船返回舱为钟形,外部是用耐高温的复合材料制成。返回舱高2.5来,直径也为2.5米,重量约3吨。可以载3名宇航员。返回舱是宇航员的座舱和宇宙飞船的指挥中心,位于飞船的中部,为密闭结构,其上端有舱门,供宇航员进出轨道舱使用,返回舱是宇宙飞船中惟一再人大气层返回地面的着陆舱段。 这种自我牺牲的一次性“避火衣”,使得宇宙飞船返回舱顺利“下凡”返回地面,为宇航事业做出了卓越贡献! 航天飞机穿上“金缕玉衣避火衣” 宇宙飞船只使用一次,可航天飞机要在地球和太空往返75-100次,而且载重量大大超过宇宙飞船,因此,这种一次性自我牺牲式“避火衣”就不能适用了。科学家必须找到一种耐高温又不会被烧坏的超级“避火衣”! 经过艰苦的努力,航天飞机的超级“避火衣”研制成功了,是用什么材料制成的呢?原来竟然是陶瓷,当然与古老的陶瓷大不相同,它是新型复合高温陶瓷,主要由耐高温的碳化物、氮化物、氧化物(如碳化硅、氮化硼、氧化锆等)材料组成,经过现代特殊工艺加工制成。 这种“复合高温陶瓷瓦片”主要由两部分构成,外层包覆的是高辐射陶瓷材料,内部是导热系数非常低的耐高温陶瓷纤维。 航天飞机的外型很像一架三解翼飞机,形状比起宇宙飞船的“返回舱”,要复杂多了。要想为它穿上严严密密的陶瓷“外衣”十分困难。科学家精心设计了31000块陶瓷瓦片,每块长15~20厘米、厚0.5~9厘米。每片价格2000-3000美元。使用时再把它们拼接起来,仿佛中国古代的“金缕玉衣”一般,非常合身。 这样做还有两个好处:一是每个陶瓷片之间都留有微小空隙,可以防止它们受热变形互相挤压而损坏;二是如果个别陶瓷片毁坏,修理起来方便。 在航天飞机的机头和机翼的前缘。温度最高,必须重点保护,使用最厚的“陶瓷瓦片”。这些陶瓷片都按照设计预先标好号码,对照工艺图纸,一一对号入座。利用一种特殊的“高效阻燃胶”,用手工一片一片粘贴到飞机上。由于工艺要求非常高,美国第一架航天飞机共用了12000名技术工人,足足花了一年时间才完成“避火衣”的粘贴工作。后来为了提高效率.专门设计了粘贴陶瓷片的机器人。 这件超级“避火衣”近一万公斤重,价值达3.6亿美元。 1981年4月,美国“哥伦比亚”号航天飞机就是穿着这件昂贵的“金缕玉衣避火衣”,完成了太空考察。经过烈火考验返回地面以后,在31000多块降温瓷片中,需要更换的只有1300块,占总数的4.5%!又经过不断改进,在此后几次宇航飞行中,都获得了成功。 呼唤新型“避火衣” 然而,2003年2月1日却发生了轰动全球的悲剧:美国“哥伦比亚”号航天飞机在返回地球时爆炸失事,7名宇航员全部遇难,酿成了轰动全球的航天事故。 “哥伦比亚”号航天飞机的失事原因,经过科学家认真分析,据判断就是“避火衣”出了问题:有1-2块避火隔热的“陶瓷片”损坏或脱落,使烈火进入机身,高温使航天飞机爆炸坠毁! 目前,科学家准备把航天飞机避火隔热的“陶瓷片”,由高辐射陶瓷材料改为耐高温的“特殊合金层”,这样可以大大加强陶瓷瓦片“避火衣”的抗撞强度。 对于各种宇航飞行器的“避火衣”,各国科学家正在继续研究,它是保证宇航器安全返回地面的关键设施之一。而且,如果能减轻“避火衣”的一些重量,对发射火箭推力的要求就可以降低很多,从而可以大大降低宇航工程的成本。据计算,宇航飞行器的“避火衣”重量减轻1千克,可以使推动火箭减少500千克;“避火衣”减轻15%,那么可以使宇航器的飞行距离与上升速度各增加10%! 宇宙飞船和航天飞机的“避火衣

最新回答
害羞的冰棍
勤劳的唇彩
2025-05-19 13:30:06

嫦娥5号是我国探月工程的月球探测器,它于2020年11月24日凌晨发射升空,在经历了长达23天的月球取样后,携带1731克月球样品成功着陆地球,这是人类时隔44年再次从月面带回月球样本,也是人类月球探索的重大里程碑之一。

就当人们以热烈的庆祝方式,迎接嫦娥5号返回舱成功着陆的时候,很多细心的观众会发现,嫦娥5号返回舱的表面已经是面目全非了,发射升空时洁白的返回舱,此时已经是焦黑一片,外壳上还有一些明显融化脱落的痕迹。

嫦娥5号返回舱到底经历了什么?为什么会出现如此严重的烧毁痕迹呢?

嫦娥5号返回舱脱离月球引力回归地球的时候,为了脱离月球引力,它的速度需要加速到足够快,差不多需要达到了第二宇宙速度,也就是11.2公里每秒以上的速度,这是一种非常快的速度。

嫦娥5号返回舱就以这样的速度直接冲入了地球的大气层,并没有在地球外太空的轨道上绕圈飞行,在进入地球大气层之后,和大气发生了剧烈的摩擦,瞬间就产生了高温,这个时候的嫦娥5号返回舱被一团熊熊烈火包围着。

如果不采取减速手段的话,嫦娥5号返回舱外表即使敷设了特殊的耐高温材料,在到达地面之前,超高温极有可能将返回舱完全烧毁,会失去珍贵的月球样本。

这个时候,在地面控制中心的控制之下,嫦娥5号返回舱在大气层中进行了一次“打水漂”的抛物线运行,将垂直降落地面的速度完全抵消掉,这种十分高超的技术手段,让返回舱的高度上升了不少,重新回到了外太空,让它得以再次进入地球的大气层,那这时的速度相对就比较慢了,即使和大气还会发生摩擦产生高温,但这种高温返回舱外表的隔热材料就可以承受了。

当嫦娥5号返回舱下降到100公里的高度穿过“卡门线”时,空气密度越来越大,返回舱与大气剧烈摩擦,让返回舱周围气体的温度再次急剧上升,返回舱这时候又会变成一个大火球,随着高度的降低,速度的减慢,外表的温度也会逐渐下降。

嫦娥5号返回舱与大气层产生的高温被隔热材料阻挡住了,高温并不会传递到返回舱之内,也不会让返回舱内的设备和材料受到损坏,但是当返回舱到达地面的时候,外表敷设的特殊材料也已经被高温几乎烧毁掉了,只留下了燃烧过后的痕迹。

嫦娥5号返回舱返回地面时,被烧得面目全非,这是返回舱和大气层摩擦产生高温燃烧后的现象,很多航天器在返回地面经过大气层时,都会因为摩擦产生高温,发生外表燃烧的现象,像神舟十二号载人飞船的返回舱,在返回地面时,外表也是被烧得一团漆黑。

粗犷的钢笔
坚强的小懒猪
2025-05-19 13:30:06

北京时间4月16日09时56分,神舟十三号载人飞返回舱成功降落在东风着陆场,经现场医护人员确认后, 翟志刚、王亚平、叶光富三名宇航员身体状态良好 ,本次神舟十三号载人飞行取得了圆满成功。

在离开地球的六个月里,神舟十三号机组成员创造了多项中国航天记录:

神舟飞船首次太空径向交会对接

中国连续在轨运行时长纪录

首次使用快速返回技术

以上这些既是中国航天的里程碑,也意味着中国在星辰大海路上又前进了一大步。

而从太空中到重回祖国怀抱的过程中也有许多艰难险阻, 但好在神舟十三号经受住了考验 ,安全地带回了三名宇航员。

从现场传回来的图像我们可以看到,神州十三号的外壳有明显的灼烧痕迹, 黄色的外壳下有些地方已经发黑,隔热瓦有些也已经脱落 ,这说明在返回地球的过程中它经历了剧烈的高温燃烧,也说明了我国材料技术的过硬。

为什么降落时飞船会燃烧发黑,发射时却不会呢?

毕竟从速度上来看,洁白无瑕的火箭外表在经历每秒数公里的高速飞行时,同样会与地球大气产生摩擦,效果和飞船返回舱高速返回时的情形并无本质区别,为什么发射不会烧黑,返回却会烧黑呢?

原来飞船的燃烧并不同于我们常见的燃烧现象,它其实是飞船在以极高的速度穿过大气层时发生的气动加热现象可,也就是当飞船在空气中高速穿行时, 飞船前端的空气来不及向周围扩散 ,于是就被剧烈的压缩并因此产生大量的热能。

此时的飞船表面温度迅速上升至上千摄氏度,远远看起来就像飞船燃烧起来变成了火球。

在长征二号F遥十三火箭发射神舟十三号的时候,它起飞重量达到了497吨,但因为地表附近的空气密度很高,具有很强的阻力, 所以火箭在大气层内飞行时速度并不快,气动加热现象并不明显 ,再加上火箭表面通常还有整流罩,所以气动加热效应对处于上升期的火箭影响并不是很大。

而飞船准备返回地球时,首先会与空间站进行分离,分离后飞船进行第一次姿态调整,再分离轨道舱,然后带着 返回-推进舱 继续前进。

由于本次神舟十三号采用了快速返回技术, 所以只用绕地球五圈就可以找到返回时机了 ,进行二次调姿后发动机就会点火制动,降低飞船速度并脱离原有轨道。

这时飞船开始从 400公里 高的轨道高度下降至 145公里 左右,然后再次进行姿态调整并分离推进舱,返回舱带着宇航员们继续下降。

由于此时的速度可高达每秒8公里, 所以飞船前端的空气来不及向周围扩散 ,就会被剧烈的压缩从而产生巨大的气动加热效应,这就导致返回舱的表面会迅速升温至上千度。

不过在返回舱表面是特制蜂窝状防热材料的帮助下,三名航天员所在的舱内温度其实只有30度,航天员们不会有不适的感觉,有趣的是: 杨利伟当年从太空回来时,由于是第一次从太空返回地球,所以在听到隔热瓦脱落碎裂的声音后以为是返回舱要碎了,惊出了一身冷汗。

回到此次的神舟十三号上来,当隔热瓦充分吸热后,返回舱的高速也就到达了10公里左右, 此时返回舱的速度已经下降至200米每秒 ,降落伞这时也会因为空气密度增高而逐渐打开,辅助返回舱进一步减速到3.5米每秒。

最终在距离地面1.2米的时候, 返回舱会启动反推火箭彻底把速度降到0 ,这也意味着返回舱正式从400公里的太空安全回到大地上了。

至于降落伞为啥不在一开始就打开, 是因为地球的大气并不是均匀分布的 ,而是距离地球表面越近,空气密度就越高。

随着高度的增加,空气密度也会呈指数级下降,在地球表面厚度约为12公里的对流层中,就包含了地球75%的大气质量, 到了100公里左右高度的大气层 ,空气密度仅为海平面的220万分之一,所以降落伞在大气层边缘根本起不到减速的作用

在目前的技术水平限制下,降落伞和落地之前的反推火箭就是最实用的装置了,未来也许会有更先进的装置,比如反重力。

活力的航空
缥缈的大船
2025-05-19 13:30:06
航天飞机从太空返回地球时会与大气层摩擦产生热量,早期的科幻小说作家和先前极超音速空天飞机的设计者们都认为解决这一难题的最好方法就是设计一种针状物体,它可以迅速下降到达地面,但是事实却与之相反。

针状物可以直接吸收作用在它上面的冲击波,大气摩擦产生的动能会转化成热能,产生的热能极高,以至于大部分材料都不能幸免。

20世纪50年代,空气动力学家阿尔弗雷德・艾格斯发现了ー个解决方法。他指出熨斗状的物体是重返大气层的最佳选择。航天器底部首先进入大气层,钝端产生的冲击波会分散到底部周围,冲击波中包含大量热能并传递到航天器表面,航天器表面则只会受到冲击波的辐射热。

然而,航天器表面的温度仍然接近了1950℃,但是当时已经存在很多材料可以承受如此高的温度了。因此,早期的航天器会让底部先进入大气层,这样可以分散冲击波并隔离主要的热源。航天飞机之前的所有载人航天器都使用烧蚀热防护材料,这种材料可以通过燃烧带走大部分热量。

阿波罗指令舱从月球返回进入大气层的速度为25000英里/1小时,很明显产生的热量是非常巨大的。为了防止被烧毁,指令舱的热防护层是一个不锈钢蜂窝状结构,蜂窝细胞内填充了环氧树脂以防止其烧焦。由于先前的载人航天器只使用一次,因此烧蚀材料是可以考虑的,但是航天飞机则不同,它会经过短暂的检修再次使用。热防护层必须保持完整并且可以多次使用。

美国国家航空航天局没有选择煷蚀材料,而是选择了所谓的散热材料来保护航天飞机轨道航天器的铝制结构,而轨道航天器的铝制结构能承受的最大温度仅约为178℃。为了保护轨道航天器,航天飞机最好的选择是强化碳—碳材料。弹道导弹的前锥体就采用了这种材料,这种复合材料由碳纤维强化石墨矩阵组成,并得到广泛应用。

这种材料是布拉汉姆车队在20世纪70年代为赛车运动研制的,目前已经成为F1赛车盘式制动器的标准材料。

强化碳—碳是吸收热冲击波的理想材料,它的热膨胀系数比较低,换句话说就是工作时它很坚硬,但是如果需要弯曲它就会碎裂。而且它相对易碎,并且易受到振动的影响。尽管用强化碳—碳材料覆盖轨道航天器表面是非常合适的,但是密度为124磅/应方英尺,其重量就显得有些大。此外,因为它不灵活,轨道航天器的热膨胀和收缩会导致其破裂。

太空的真空环境没有传导性,航天飞机会经历约-118-416℃的巨大温差,因此随着膨胀和收缩,其结构会发生小幅度弯曲。工程师们意识到热量和温度是两个独立的条件,强化碳—碳材料在温度最高最热的地方是必不可少的,例如前机身的机鼻和机翼的前绿。轨道航天器的机鼻不会弯曲,因此此处可以全部使用强化碳—碳材料。但是机翼会弯曲,因此每个机翼的前绿上会单独使用22块独立的U形强化碳一碳防护片。

强化碳一碳材料可以在最低-250°F(约-157℃)和最高3000°F(约1950℃)的温差内保护轨道航天器。在2300°F(约1260℃)下保护轨道航天器,工程师采用了两种不同的隔热瓷片。最热的区域,温度会超过1200°F(约650℃),这里会安装耐高温、可反复使用的表面绝热材料(HRSI)。对于温度较低区域,其最高温度也不会超过1200°F(约650℃),这里会使用耐低温、可反复使用的表面绝热材料(LRSI)。黑色涂层HRSI包括单个瓷砖状瓷片,根据位置厚度为1~5英寸,但是通常机翼和机身下表面前部厚,后部薄。HRSI瓷片是6英寸×6英寸的正方形,材料是纯度为99.8%的硅,其密度为22磅/立方英尺。

另一种隔热材料是美国国家航空航天局加利福尼亚州的艾姆斯研究中心研制的耐火纤维复合材料隔热瓦(FRCI)。

它的重量要比标准的HRSI小很多,其密度仅为12磅/应方英尺。这种名为 Nextel的材料是通过将标准HRSI瓷片中添加铝硼硅纤维而制成的。它不仅重量更轻,而且拉伸强度更高,并且其耐热温度还比标准的瓷片高100度这些HRSl瓷片的卓越性能可以使它们在2300°F(约1260℃)时,让一只没戴手套的手在几秒钟的时间内完好无损。与粉末硅化物和硼硅玻璃混合物一起覆盖着航天器顶部和侧面,涂层厚度为0.16-0.18毫米。这种光亮的黑色表面就是瓷片散发热量的物质,它可以阻挡95%的热量。

LRSI瓷片也同样非常重要,但是它们更薄,尺す为8英寸×8英寸,为0.1毫米厚的白色正方形,它们由硅和光滑的氧化铝混合而成。它们附着在两个机翼的上表面以及机身和尾翼的平坦区域。这层白色涂层负责轨道航天器在太空中时的热量管理。

在OV-102哥伦比亚号组装和首次展出后,人们研制了先进的柔性可复用表面隔热材料( AFRSI)来取代大部分白的LRSl瓷片。新型 AFRSI由低密度的纤维氧化硅毡组成,纤维氧化硅毡是高纯度氧化硅和99.8%的无定形氧化硅用硅线缝制而成的,外面可以看到缝制外观。

它保护的地方其温度从不会超过700°F(约382℃),这种可重复使用的表面隔热毡FRS)直接粘贴到轨道航天器上。每艘轨道航天器上的热防护系统的总重量差别甚微,但是其平均重量为8574磅,而覆盖表面2%的强化碳一碳瓷片就占这一部分的20% 。黑色的HRSI占了总重量的50%多,白色的LRSl占据了12%,而两者就覆盖了轨道航天器66%的表面。其他的则属于FRS和各种其他温度控制材料。

每艘轨道航夭器上的瓷片数量超过27000块,每一块都有自己特定的位置。每一块都有黄色数字编号,技术人员可以按照计算机的指示进行正确安装。标志和数字采用的是染色硅基材料,现在 汽车 发动机上的标记也采用这种材料,它可以承受1000°F(约538℃)的高温。

从容的棒球
缓慢的玫瑰
2025-05-19 13:30:06

当飞船返回舱在返回地球时,进入大气层,在浓厚的大气层中高速下降时,会与大气层产生摩擦,导致返回舱外表温度大幅升高,温度至少可达1000度。

这么高的温度是会产生燃烧的,这么高的温度,就算是铁、铜、甚至是金,都有可能被融化。所以飞船的外表会使用一些特殊隔热材料。

2012年10月9日,奥地利高空跳伞运动员 鲍姆加特纳 从约3.9万米的太空一跃而下,完成定点跳伞,其下降的速度最高哒1173公里每小时,突破超音速。

3.9万米直接跳回地球,超音速,自由落体,却没燃烧?

原因很简单,3.9万米只是在大气层中的 平流层 ,并没离开大气层。如果出了大气层,就会失去地球引力,靠自己能回来的几率很小。

大气层分层

1. 对流层在大气层的最低层,紧靠地球表面,其厚度大约为10至20千米。

2. 平流层,对流层上面,直到高于海平面50公里这一层,又称“同温层”。

3. 中间层又称中层。自平流层顶到85千米之间的大气层。

4. 电离层/暖(热)层电离层是地球大气的一个电离区域。60千米以上的整个地球大气层都处于部分电离或完全电离的状态。

5. 外层又名散逸层,热层顶以上是外大气层,延伸至距地球表面1000公里处。

飞船返回舱进入大气层的速度约7.8公里每秒,与大气层摩擦产生高温会燃烧,而太空跳伞自由落体的最高速度1173公里每小时,远远没达到摩擦产生燃烧的程度。

搞怪的玉米
高兴的跳跳糖
2025-05-19 13:30:06
航天飞机

航天飞机集火箭,卫星和飞机的技术特点于一身,能像火箭那样垂直发射进入空间轨道,又能像卫星那样在太空轨道飞行,还能像飞机那样再入大气层滑翔着陆,是一种新型的多功能航天飞行器。它的结构主要由三大部分组成。①轨道飞行器,包括三副引擎火箭、驾驶员舱、乘务员舱和载货舱。②用作提供推进的外贮箱。③火箭助推器,共有两枚,使用固体燃料。航天飞机的主要用处是空间运输、卫星服务,它可以靠近其他航天器,为其输送物品及修理等服务项目。还可以进行星际观测,军事、地理观察及拍照。由于其本身体积较大(高20多米,长50多米),也可以做为大型空间建筑。航天飞机起飞时可以像火箭那样垂直发射,在运行过程中,为了减轻负担,可以把工作完毕后的固体燃料火箭助推器和推进外贮箱抛掉。航天飞机的主要机械在返回地面后经过整修还可以继续使用。

美国于1972年开始研制与实施航天飞机的计划。第一架航天飞机“企业号”1977年开始在各种复杂的地面上和大气层中试验。1981年首次用“哥伦比亚号”航天飞机在太空试验飞行,飞行三天后成功地返回地面。从此以后,载人的航天飞机开始进入太空。

航天飞机把人载入太空,在上面可以进行科学实验,比如太空育种,药物合成,晶体提纯,金属冶炼,宇宙观测等等,因为航天飞机上的物体处于失重状态,这是在地球上得不到的。所以可以做很多地球上因为重力影响没法做的实验。航天飞机的好处就是可以重复使用,节约经费。并且在返回地球的时候不用燃料,像鹰一样是靠滑翔降落到地面的。航天飞机的外形就像普通飞机一样。但它的表面必须有隔热层,否则飞回地球的时候会被和空气剧烈摩擦产生的热量烧毁!一个国家的航天技术标志着它的综合国力,你看看美国,俄罗斯都有航天飞机,咱们就没有。但是我们的神州系列飞船发展的也很快,要有信心!

天地往返穿梭器—航天飞机

1969年4月,美国宇航局提出建造一种可重复使用的航天运载工具的计划。1972年1月,美国正式把研制航天飞机空间运输系统列入计划,确定了航天飞机的设计方案,即由可回收重复使用的固体火箭助推器,不回收的两个外挂燃料贮箱和可多次使用的轨道器三个部分组成。经过5年时间,1977年2月研制出一架创业号航天飞机轨道器,由波音747飞机驮着进行了机载试验。1977年6月18日,首次载人用飞机背上天空试飞,参加试飞的是宇航员海斯(C•F•Haise)和富勒顿(G•Fullerton)两人。8月12日,载人在飞机上飞行试验圆满完成。又经过4年,第一架载人航天飞机终于出现在太空舞台,这是航天技术发展史上的又一个里程碑。

1981年4月12日,在卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心聚集着上百万人,参观第一架航天飞机哥伦比亚号发射。宇航员翰•杨(John W•Young)和克里平(Robert L•Crippen)揭开了航天史上新的一页。这架航天飞机总长约56米,翼展约24米,起飞重量约2040吨,起飞总推力达2800吨,最大有效载荷29.5吨。它的核心部分轨道器长37.2米,大体上与一架DC—9客机的大小相仿。每次飞行最多可载8名宇航员,飞行时间7至30天,轨道器可重复使用100次。航天飞机集火箭,卫星和飞机的技术特点于一身,能像火箭那样垂直发射进入空间轨道,又能像卫星那样在太空轨道飞行,还能像飞机那样再入大气层滑翔着陆,是一种新型的多功能航天飞行器。

从1981年至1993年底,美国一共有5架航天飞机进行了59次飞行,其中哥伦比亚号15次,挑战者号10次,发现号17次,亚特兰蒂斯号12次,奋进号5次。每次载宇航员2至8名,飞行时间从2天到14天。在12年中,已有301人次参加航天飞机飞行,其中包括18名女宇航员。航天飞机的59次飞行中,在太空施放卫星50多颗,载2座空间站到太空轨道,发射了3个宇宙探测器,1个空间望远镜和1个γ射线探测器,进行了卫星空间回收和空间修理,开展了一系列科学实验活动,取得了丰硕的探测实验成果。

美国航天飞机创造了许多航天新纪录。航天飞机首航指令长约翰•杨6次飞上太空,是世界上参加航天次数最多的宇航员。1983年6月18日女宇航员莎丽•赖德(Sally K•Ride)乘挑战者号上天飞行,名列美国妇女航天的榜首。1983年8月30日,挑战者号把美国第一个黑人宇航员布鲁福德(Guion S•Bluford)送上太空飞行。1984年2月3日乘挑战者号上天的麦坎德利斯(B•McCandless),成为世界上第一位不系安全带到太空行走的宇航员。1984年4月6日挑战者号上天后,宇航员首次抓获和修理轨道上的卫星成功。1984年10月5日参加挑战者号飞行的莎丽文(Kathryn D•Sullivan)成为美国第一位到太空行走的女宇航员。1985年1月24日发现号升空,首次执行秘密的军事任务。1985年4月29日,第一位华裔宇航员王赣骏(Tayler Wang)乘挑战者号上天参加科学实验活动。1985年11月26日,亚特兰蒂斯载宇航员上天第一次进行搭载空间站试验。1992年5月7日奋进号首次飞行,宇航员在太空第一次用手工操作抢救回收卫星成功。7月31日亚特兰蒂斯号上天,首次进行绳系卫得发电试验。9月12日奋进号将第一位黑人女宇航员,第一位日本记者和第一对宇航员夫妇载入太空飞行。

暴风雪号航天飞机首航成功

1988年11月15日莫斯科时间清晨6时,前苏联的暴风雪号航天飞机从拜科努尔航天中心首次发射升空,47分钟后进入距地面250千米的圆形轨道。它绕地球飞行两圈,在太空遨游3小时后,按预定计划于9时25分安全返航,准确降落在离发射地点12千米外的混凝土跑道上,完成了一次无人驾驶的试验飞行。

暴风雪号航天飞机大小与普通大型客机相差无几,外形同美国航天飞机极其相仿,机翼呈三角形。机长36米,高16米,翼展24米,机身直径5.6米,起飞重量105吨,返回后着陆重量为82吨。它有一个长18.3米,直径4.7米的大型货舱,能将30吨货物送上近地轨道,将20吨货物运回地面。头部有一容积70立方米的乘员座舱,可乘10人。科学家们认为,这次完全靠地面控制中心遥控机上的电脑系统,在无人驾驶的条件下自动返航并准确降落在狭长跑道上,其难度林比1981年美国航天飞机有人驾驶试飞大得多。首先,暴风雪号的主发动机不是装在航天飞机尾部,而是安装在能源号火箭上,这样就大大减轻了航天飞机的入轨重量,同时腾出位置安装小型机动飞行发动机和减速制动伞。其次,暴风雪号着陆时,可用尾部的小型发动机做有动力的机动飞行,安全准确地降落在狭长跑道上,万一着陆失败,还可以将航天飞机升起来进行第二次着陆,从而提高了可靠性。而美国航天飞机靠无动力滑翔着陆只能一次成功。第三,暴风雪号能象普通飞机那样借助副翼,操纵舵和空气制动器来控制在大气层内滑行,还准备有减速制动伞,在降落滑跑过程中当速度减慢到50千米/小时自动弹出,使航天飞机在较短距离内停下来。暴风雪号首航成功,标志着前苏联航天活动跨入一个新的阶段,为建立更加完善的天地往返运输系统辅平了道路。原计划一年后进行载人飞行,但由于机上系统的安全可靠尚未得到充分保证,加之其后政治和经济等方面的原因,载入飞行的时间便推迟了。

附:“挑战者”号航天飞机爆炸

1986年1月28日,美国“挑战者”号航天飞机在第10次发射升空后,因助推火箭发生事故凌空爆炸,舱内7名宇航员(包括一名女教师)全部遇难。造成直接经济损失12亿美元,航天飞机停飞近3年,成为人类航天史上最严重的一次载人航天事故,使全世界对征服太空的艰巨性有了一个明确的认识。

遇难宇航员为斯科比、史密斯、麦克奈尔、杰维斯、鬼冢(夏威夷出生,日裔)、朱迪恩•雷斯尼克(女)、麦考利芙(女教师)。

美国东部时间当日上午11时39分12秒,美国佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航空中心10英里上空,在“轰”的一声巨响之后,“挑战者”号航天飞机凌空爆炸。美国全部航天飞机飞行因而暂停了3年,“星球大战”计划也遭受严重挫折。

美国哥伦比亚号航天飞机失事 7宇航员罹难

美国当地时间2月1日,载有七名宇航员的美国哥伦比亚号航天飞机在结束了为期16天的太空任务之后,返回地球,但在着陆前发生意外,航天飞机解体坠毁。

美东时间上午九9点(北京时间22:00),也就是在哥伦比亚号着陆前16分钟,该机突然从雷达中消失。

电视图像显示,解体的哥伦比亚号在德州的上空划出了数条白色的轨迹。

美国航空航天局并没有立即宣布包括一名以色列宇航员在内的全体船员已经遇难,但是肯尼迪机场现在已经降下半旗。目前在德州地区寻找哥伦比亚号残骸的工作仍在继续,航空航天局已经向民众发出警告,不要接触任何碎片,因为在航天飞机引擎上覆有毒性极强的化学涂料。

哥伦比亚号进行紧急着陆的航空可能性是不存在的,航天局的发言人凯勒-赫尔林向CNN表示:“在当时的情况下,恐怕哥伦比亚号根本没有选择的机会。”

事发之后,布什总统立即结束了戴维营的短暂休假,返回了白宫,密切关注事态的进一步发展。

哥伦比亚号是美国现有的四架航天飞机中服役时间最长的,此次的意外事件使人们回想起了1986年1月28日挑战者号的失事,当时机上七名宇航员全部罹难。

联邦调查局发言人安吉拉-贝尔表示,目前没有直接证据显示此次事件与恐怖分子有关。

哥伦比亚号发生意外时的飞行高度为203,000英尺,时速为12,500英里。

航空航天局的发言人凯瑟琳-沃森向全国公共广播网表示:“目前所有的飞行控制器都在努力寻找能够说明到底发生了什么问题的数据。”但在被问及是否能够有宇航员幸存时沃森流下了眼泪。

此次在哥伦比亚号上遇难的七名宇航员分别是:里克-赫兹本德、威廉-麦克库尔、麦克尔-安德森、大卫-布朗、凯尔帕娜-乔拉、劳里尔-克拉克以及以色列人伊兰-拉蒙。

以色列总理沙龙表示:“此次事件对于两国政府、两国人民以及遇难宇航员的家庭来说都是一个巨大的悲剧。”

航天飞机是一种可重复使用的由运载火箭发射的飞行器,用于进入地球轨道,在地球与轨道航天器之间运送人员和物资,并滑翔降落回地面。第一架航天飞机于1981年4月12日发射升空。航天飞机主要由3部分组成:带机翼的轨道器,用于运载航天员和物资;外部推进剂箱,用于携带供3台主发动机使用的液氢和液氧;一对大型固体推进剂捆绑式助推火箭。整个系统的起飞重量达2000吨,高56米。发射时,助推器和轨道器主发动机同时点火,推力达3100万牛顿。起飞后约两分钟,助推火箭被抛弃并用降落伞降落,回收后再次使用。轨道器将外部推进剂箱中的推进剂消耗完时,已获得99%的轨道高度,于是抛弃。此推进剂箱在坠入大气层时解体。虽然航天飞机像常规载人航天器一样垂直发射,但不同的是,它能像普通喷气式飞机一样滑翔降落在跑道上。轨道器在设计上可重复使用00次,降低了航天飞行的成本。航天飞机可将卫星和探测器装入它的货仓带到太空去施放,也可由航天员在太空中回收或修理轨道上出了问题的卫星。航天心机还可用作太空实验室,携带专门的研究设备进行各种科学实验。航天飞机完成任务返回地面远比升空时的难度与危险性要大。当轨道飞行器返回地球重入大气层时,它必须十分精确地调整好自己的状态和角度。由于机身与空气的剧烈摩擦,其外部可产生1500摄氏度的高温,如果没有防护装置,飞机将会熔化。所以,在航天飞机的外表覆盖了一层大小形状不同的黑色光亮的硅酸盐纤维瓷片,这些瓷片的隔热性能非常好,可以保证热量不被传导到飞行器上。航天飞机是迄今为止人类所制造的最复杂、最尖端的运载工具。它庞大而精密的系统由数百万个零部件组成,其中任何一个出现问题,都可能导致整个航天飞机毁灭。两架失事的航天飞机,一个是因为小小的密封圈发生泄漏,在起飞后不久发生了爆炸;一个是因为瓷片脱落击坏身,在重返大气层时发生机身解体。两次事故使十几名宇航员壮烈牺牲。人们在感激这些勇士,震惊这种灾难的同时,仍然会对科学事业充满不懈的激情。

目前只有美国拥有航天飞机,但由这些航天飞机所进行伟大事业,使人类对科学的认识产生了突飞猛进的作用。

航天飞机是世界上唯一的可重复使用的航天运载器。70-80年代,美国、苏联、法国和日本等国相继开始研制航天飞机,但由于技术和资金等原因,到目前只有美国研制的航天飞机投入使用。航天飞机用途广泛,可进行空间交会、对接、停靠、空间科学实验、发射回收或检修卫星。它曾在空间捕获一颗未能进入同步贵道的国际通信卫星6号,进行修理后,又把它送入同步轨道。它还发射过并三次整修哈勃空间望远镜。航天飞机通常可乘7人,飞行时间一般在2周以下,最长可达28天。

目前航天飞机的主要任务是向国际空间站运送宇航员和各种建设用部件和补养。美国原设想使用可多次重复使用的航天飞机可以节约花费。但结果全然不同,每架航天飞机的研制费非常高,最新的奋进号研制费达20亿美元,而且每次发射费用1亿多美元。因此至今只做了6架航天飞机,其中一架企业号为样机,另外有五架工作机,分别是哥伦比亚号、挑战者号、发现号、阿特兰蒂斯号和奋进号。航天飞机的可靠性还是非常高,自1986年1月挑战者号发射失败后一直到2002年4月为止已成功飞行过110次。

如意的鸭子
要减肥的柠檬
2025-05-19 13:30:06
返回舱进入大气层的时候,由于下降速度快,和空气发生剧烈的摩擦,使返回舱的表面温度升高,而返回舱的表面涂抹一层用于燃烧的涂层,防止金属融化对人和设备造成危害,所以返回舱在进入大气层的时候剧烈燃烧,外表会被烧至焦黑色,但是并不影响返回舱本身。

返回舱:

返回舱又称座舱,它是航天员的“驾驶室”。是航天员往返太空时乘坐的舱段,为密闭结构,前端有舱门。返回舱和推进舱脱离后,返回舱返回,推进舱焚毁,而轨道舱相当于一颗对地观察卫星或太空实验室,它将继续留在轨道上工作一段时间。