航天飞机全新登场
航天飞机全新登场
航天飞机是以火箭发动机为动力发射到太空，能在轨道上运行，且可以往返于地球表面和近地轨道之间，可以部分重复使用的航天器。它由轨道器、固体燃料助推火箭和外贮箱三大部分组成。从功能上讲，航天飞机能够用于人造卫星等有效载荷的发射，能够像飞船一样搭载航天员进行航天飞行，能够像小型空间站那样开展各类空间科学研究与实验，因此它同时具备运载火箭、宇宙飞船、空间站的功能，因而被称为航天多面手。
在综合了上述各类发射工具和航天器能力之外，它还具有一些独特的能力，比如一次发射载荷的数量更多，一次承载航天员人数比飞船更多;能够处于长备状态，可以迅速发射以应对轨道上的突发事件;对航天员的要求降低，使普通人也可参加航天飞行;能够为长期性空间站提供更好的服务，等等。
20世纪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，至今只有美国成功建造，并实际执行了太空任务，其中“企业号”为样机，另外有5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”。
“企业号”航天飞机
1976年9月17日，人类历史上第一架航天飞机被拖出了罗克威尔的帕玛戴尔总装大楼。这架编号为OV—101、取名“企业号”的航天飞机是美国航天飞机计划中第一架原型机。
“企业号”航天飞机长37.2米，宽23.8米，高17.4米，空重72.6吨，载荷舱长18.2米，宽4.6米，能将29.5吨重载荷送上370至1110千米高的空间轨道，并可从空中带回1.45吨重载荷。在具有辅助电源的前提下，“企业号”可在太空停留30天，并可执行各种太空使命。
但实际上它是一个纯粹的测试平台，没有发动机，没有设备，没有任何功能。本来“企业号”是准备作为“哥伦比亚号”之后的第二架航天飞机的，但是后来美国国家航空航天局发觉改装测试平台STA—099(后来的“挑战者号”)更划算，而后来“奋进号”又被建造出来，“企业号”就再也没有上天的机会了。
在加利福尼亚肯尼迪空军基地的研究中心里，“企业号”被用于各种ALT(返回及着陆)测试，包括被一台波音747飞机背负运输的飞行测试，以及后来自由飞行的着陆测试。在ALT测试以后，“企业号”还被竖起来，装配好燃料箱和助推火箭，在发射状态下进行测试。
尽管“企业号”航天飞机从未飞上太空，但在它身上所得到的宝贵试验数据，为其后的第一架实用航天飞机“哥伦比亚号”的顺利升空奠定了基础。
“企业号”在完成了测试使命后，被收藏在史密桑尼亚协会的博物馆里，直到2003年“哥伦比亚号”航天飞机失事，“企业号”上的玻璃瓦才又被拆下进行测试，以调查“哥伦比亚号”的失事原因。
“哥伦比亚号”航天飞机
美国“哥伦比亚号”航天飞机1981年4月12日首次发射，是美国最老的航天飞机。截止到2003年1月16日，“哥伦比亚号”共飞行了28次。
它的名称来自于一位美国船长罗伯特·格雷的单桅帆船。1792年5月11日，格雷和他的船员穿过了河口宽达1000英里的危险沙洲，到达了今天的东南哥伦比亚、加拿大和华盛顿—俄勒冈的边界，这条河流从此便由此船命名。格雷是第一个完成环球航行的美国人，他和他的船员驾驶着“哥伦比亚号”满载着水獭皮到达了法国、中国，又回到了波士顿。
后来又有其他的船使用这个名字，所以“哥伦比亚号”传播开来，以至于“阿波罗11号”飞船登月计划中的指令舱也起名为“哥伦比亚”。
“哥伦比亚号”机舱长18米，能装运36吨重的货物。它的外形像一架大型三角翼飞机，机尾装有三个主发动机和一个巨大的推进剂外贮箱，里面装着几百吨重的液氧、液氢燃料。它附在机身腹部，供给航天飞机燃料进入太空轨道。外贮箱两边各有一枚固体燃料助推火箭。整个组合装置重约2000吨。
在返航时，它能借助气动升力的作用，滑行上万千米的距离，然后在跑道上水平降落。在滑行中，它还能向两侧方向作2000千米的机动飞行，以选择合适的着陆场地。
2003年2月1日，“哥伦比亚号”航天飞机在代号STS—107的第28次任务重返大气层的阶段中与控制中心失去联系，并且在不久后被发现在德克萨斯州上空爆炸解体，机上7名太空人全数罹难。这是继1986年“挑战者号”爆炸后，美国发生的第二次航天飞机失事事件。
事故发生后，“哥伦比亚号”航天飞机事故独立调查小组公布了关于航天飞机失事原因的最终报告。报告指出，是美国国家航空航天局长期以来在安全问题上的放松和疏忽导致了这起悲剧的发生。
为了避免事故的再次发生，美国国家航空航天局对航天飞机进行了改进，其内容包括:重新设计附着在航天飞机外部燃料贮箱上的泡沫防热瓦;调整航天飞机防热系统;改进航天飞机在发射时的地面拍摄和雷达探测范围;在航天飞机上安装多台摄像机，以便补充拍摄发射图片;研究改变航天飞机返回时的轨道，尽可能使机翼前缘和隔热瓦的加热温度最低。
2006年7月，美国航天飞机再次恢复飞行。
“挑战者号”航天飞机
“挑战者号”航天飞机是肯尼迪航天中心发射的第二架航天飞机，其名字来源于英国海军的一艘研究船，在19世纪70年代，该船曾在大西洋和太平洋中航行过。“阿波罗17号”的登月舱也曾被命名为“挑战者”。
“挑战者号”航天飞机开发初期原本是被作为高拟真结构测试体，但在“挑战者号”完成初期测试任务后，被改装成正式的轨道载具，并于1983年4月4日正式进行任务首航。
然而不幸的是，“挑战者号”在1986年1月28日进行第10次太空任务时，载着7名成员在发射后73秒爆炸，这一惨剧震惊了世界。
事故原因最终查明:起因是助推器两个部件之间的接头破损，喷出的燃气烧穿了助推器的外壳，继而引燃外挂燃料箱。燃料箱裂开后，液氢在空气中剧烈燃烧爆炸。当然，导致这场事故的间接原因也很多，包括技术问题、飞行程序问题、管理问题，等等。
“发现号”航天飞机
“发现号”航天飞机是美国建造的第三架航天飞机，1983年11月建造完成，1984年8月30日首航。
“发现号”名字来源于历史上著名的探险船只，一艘是18世纪70年代英国探险家詹姆斯·库克在南太平洋航海探险时所用船只之一。他驾驶着这艘小船在南太平洋航行，成为第一个踏上夏威夷群岛的非土著居民;另一艘是1610年至1611年探险家亨利·哈得逊在加拿大哈得逊湾搜寻大西洋和太平洋之间的西北水道时所用船只。“发现号”的名字在人类地理探索史上拥有极重要的地位，并在人类太空探索史中得到延续。
“发现号”的专业名称为“OV—103”，即“轨道飞行器103”。它的机身长37.2米，翼展达23.8米，载货舱长18.3米，横断面直径4.6米。
在历次发射中，“发现号”战绩辉煌，曾将包括“哈勃”太空望远镜在内的20多颗各类卫星及探测器送入太空。1995年，“发现号”又一次成为了头条新闻。它在第一位女航天飞机驾驶员柯林斯的操纵下飞过了“和平号”空间站。“发现号”还部署了几颗军事和研究卫星(包括其他国家的卫星)。具体有如下重要成绩:
1984年8月30日——首次飞行。
1988年9月29日——“挑战者号”失事后美国航天飞机的首航。
1990年4月24日——将“哈勃”太空望远镜送上轨道，人类有了观察遥远宇宙的“火眼金睛”。
1998年10月29日——搭载着77岁的参议员约翰·格伦起飞。格伦是曾搭乘“水星”飞船升空的美国首名航天员。这次他又成为最高龄的“太空人”。
2005年7月26日——“哥伦比亚号”失事后美国航天飞机的首航。
2008年5月31日——为国际空间站运送新舱，还为空间站送去“新人”格雷戈里·查米托夫，成为空间站第17长期考察组的飞行工程师。
“阿特兰蒂斯号”航天飞机
“阿特兰蒂斯号”是美国制造并投入使用的第四架航天飞机，它的航天专业名称为OV—104，即“轨道飞行器104”。
“阿特兰蒂斯”的名字来源于美国马萨诸塞州伍兹·霍尔海洋学研究所1930年至1966年间使用过的一艘重要的双桅帆船。这艘科学考察船是当时第一艘用于海洋科学研究的船只。
“阿特兰蒂斯号”从前任航天飞机中吸取了许多经验。在首飞时，它比“哥伦比亚号”轻3240千克;在轨道器组装中获得的经验，使组装“阿特兰蒂斯号”所需人时比“哥伦比亚号”减少了49.5%，这大部分来源于在机身前部采用防热敷层取代陶瓷片。
“阿特兰蒂斯号”继承了海洋考察船的探索精神。在之后的飞行中，它完成了多次举世瞩目的飞行任务，其中包括1989年把“伽利略号”木星探测器和“麦哲伦号”金星探测器送入太空，1991年将“康普顿”伽马射线望远镜送入太空。
从1995年开始，“阿特兰蒂斯”号相继执行了7次飞往“和平号”空间站的飞行任务，为此后俄美合作建设国际空间站拉开了序幕。其中1995年6月“阿特兰蒂斯号”首次飞往“和平号”空间站的飞行恰好是美国历史上的第100次载人航天飞行。
“阿特兰蒂斯号”是美国国家航空航天局现役3架航天飞机之一。美宇航局航天飞机项目经理韦恩·黑尔曾表示，3架航天飞机到2010年将全部退役，而“阿特兰蒂斯号”将首当其冲。
“奋进号”航天飞机
“奋进号”航天飞机是美国国家航空航天局肯尼迪太空中心旗下的第五架实际执行太空飞行任务的航天飞机，也是最新的一架航天飞机。首次飞行是在1992年5月7日，负责的任务中有不小比例是作为国际太空站计划的支援。“奋进号”空重68647千克，装发动机后重78088千克。
“奋进号”的名字来源于18世纪英国著名探险家、航海家和天文学家詹姆斯·库克的一艘船。1768年8月，库克为了观察和记录金星经过地球和太阳之间这一稀有现象，驾驶“奋进号”航行到了南太平洋，完成了它的处女航行。据载，“奋进号”和它的船员是历史上第一次完成长距离远洋航行后，仍无一人因患坏血病而死的航行。库克船长也因善于利用食谱治疗而赢得了人们的信任。
从某个角度来说，“奋进号”是一艘“拼装”的航天飞机，它是以“发现号”和“阿特兰蒂斯号”的建造合约中一批同时生产的备用结构零件为基础，额外组装出来以便填补“挑战者号”意外坠毁后留下来的任务空缺。事实上因为是最后才开始建造，“奋进号”在建造过程中吸取了许多先前的教训，拥有更多新开发的硬件装备。例如，直径40英尺的减速伞，可缩短着陆滑跑距离1000到2000英尺;扩展续航时间的线路和管道使其具有执行长达28天任务的能力;改进的航空电子仪器包括通用计算机，增强的惯性仪器和战术导航系统，恒星追随系统，改进的前轮操纵系统;还加装了新型辅助动力系统，可用于驱动航天飞机的液压系统。
在航天飞机投入使用后，原来设想的能够大幅度降低发射成本的愿望由于种种原因化为了泡影。但无论如何，航天飞机代表了载人航天事业的新阶段。随着相关技术的不断进步，未来的航天飞机应能解决目前航天飞机存在的问题，使载人航天更加例行化、普及化。