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“奋进”号的奋进

2009年08月03日17:58 [我来说两句] [字号: ]

来源:外滩画报

 

在11天的对接期间,宇航员执行了5 次太空行走任务
在11天的对接期间,宇航员执行了5 次太空行走任务

    “奋进”号的奋进

    当地时间7 月28 日,航天飞机“奋进”号完成任务,踏上返程之旅。虽然在发射阶段状况频出,不得不5 次推迟发射,但是对新一轮探空运动来说,有着高科技护航的航天飞机,比起太空船来,似乎更能适应未来的航天需要。

  文/ 朱江明

  当地时间7 月28 日,在经过11天的对接之后,“奋进”号航天飞机当天开始与国际空间站分离,踏上返程之旅。

  “奋进”号在本次升空任务中共计执行了5 次太空行走任务,有趣的是,“奋进”号航天飞机恰好是经过连续5 次推迟发射之后,才在7 月16 日发射成功。本次“奋进”号的主要任务是完成空间站“希望”号实验舱的最后一个组件——外部实验平台的安装工作,并为空间站更换了电池。此外,“奋进”号还为“希望”号实验舱安装了两部摄像机,并为未来的太空行走做了准备工作。

  事故迭出的“奋进”号

  虽然最终完成了空间站上的任务,但是“奋进”号五次推迟发射的状况,在航天飞机的发射史上仍算是不多见的。“奋进”号本来计划在6 月份发射升空,除了3 次天气缘故导致发射“流产”之外,还有2 次推迟,是因为“奋进”号外部燃料箱附近的排气系统发生氢气泄露。

  “奋进”号状况频出的遭遇再一次在航天界引发一些否定航天飞机存在价值的声音。自从2003 年哥伦比亚号航天飞机意外爆炸之后,航天飞机这种人类最先进的探空载具一直笼罩在灾难的阴影中。一种观点认为,以航天飞机为代表的,可重复使用的空天载具技术上并不成熟,经过多次重复发射之后必然出现意外,而且使用成本高昂;与之相比,一次性使用的太空船成本更低而且技术可靠成熟。

  持有这些论调当然并非毫无道理,然而却忽略了一个问题。仅从“奋进”号本次任务来看,除了送递了新的实验舱之外,还随船运送了7 名宇航员升空。即使在任务途中出现意外情况,“奋进”号也能凭借自身的实力处理掉。

  航天飞机一次发射可将总计29.5 吨重的有效载荷送入地球轨道;在返回时可把14.5 吨的有效载荷从轨道上运回。这样的载重量可以保证航天飞机能够直接将中国的“神舟”号或者俄罗斯的“联盟”号太空船直接运上太空。也就是说,要想完成同样的运载任务,一次性太空船需要发射更多的次数。更多的发射次数也会意味着出现意外的可能性会增加。要是以任务完成量作为可靠性的依据的话,太空船的安全性优势并不会太大。

  航天飞机这种技术其实代表了美国一贯的航空航天设计思路——设计一种重型的载具平台,能够完成各种未来可能需要完成的任务。事实上无论是美国军方的战斗机、水面舰艇还是主战坦克,都是秉承了这种重型化、多功能的设计思路。

  科技护航新一代探空运动

  近年来随着人类技术的进步,新一轮的探空运动正在升温。与冷战中的探空高潮相比,新的探空热潮并非完全基于对政治或者战略的需求,也有现实的技术发展推力。在这次热潮中,新型探空载具的研发是技术推动的基本物质基础。实际上2006 年俄罗斯提出的新型可回收飞船“克利波尔”设计方案便是一种典型的新版航天飞机。但事实上,截止到今天,俄罗斯的新航天飞机方案载重能力仍未达到美国现有航天飞机的水平。

  美国航天飞机两次灾难性意外(分别是1986 年“挑战者”号航天飞机和2003年“ 哥伦比亚”号航天飞机的失事——编注)的发生,主要是因为存在于发射段的隔热瓦脱落造成的。脱落中的隔热瓦撞击到机身重要部分,造成不可修复的损害而导致机身解体。“奋进”号本次发射中也曾经出现隔热瓦脱落撞击机身的问题,然而由于去年美国科学家给“奋进”号换装了新型钛合金支架,可以有效地降低隔热瓦撞击造成的损伤,所以本次“奋进”号发射并未受到影响。由此可见,美国现有的航天飞机技术只要经过现代化改进足以应付未来的航天需求。

  今年美国提出的新登月计划,航天飞机的技术革新也已经到达一种更先进、更安全的阶段。在上一次登月运动中,登月飞船采用了子母船的设计,登月舱在全船进入月球轨道后发射载有宇航员的登月舱登月。限于当时的技术限制,登月舱本身是个非常狭窄的小型载体,宇航员甚至在舱中没有座位。因此上次的登月行动在月球活动时间并不长,也无法建立一个相对稳固的月球前进基地。现有的航天飞机载重量经过改装足以变成登月船的母船,并且能够携带更多的物资和更大的登月舱执行任务,而且由于最多可以载有7 名航天员,在月球出现意外的情况下仍然有足够的人力资源解决问题。这种能力对于未来的探空行动而言至关重要。

  即便是2003 年哥伦比亚号灾难发生之后,美国方面仍然宣布决不放弃航天飞机的使用以及后续的研发。人类在地球上的资源总有耗尽枯竭的一天,开发太空并不仅仅是基于对政治和技术的炫耀。实际上过去近50 年的探空行动中衍生的技术以及相关的科学发现,都对地球上人类的生活产生了至关重要的影响。如果没有卫星传输通信技术,人类的生活将不会如此方便,如果没有太空营养液和无渣食品的研发,则现今已经广泛用于挽救食道重症病人的营养支持技术根本不可能诞生。

  无论是国际空间站还是预想中的人类月球前进基地,都需要航天飞机这样大载重量的太空货仓来支持。否则根本无法将用于基建的大型太空施工机械或者有关物资送上去。本次“奋进”号的任务成功,再次为人类指明了未来空天载具的发展,那就是重型化和多用途化。基于这样一个正确的目标,无论经过多少次的失败各国仍然不会停止对此的追求。

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