美发现号踏告别之旅 将入住国家航空航天博物馆

与国际空间站对接的发现号。资料图片

太空机器人2号可以使用普通工具。图/CFP

太空机器人2号恰与星战系列中的R2同名。资料图片

X-37是航天飞机替代者中最受瞩目的一个。资料图片

　　从哥伦比亚号首飞到现在，航天飞机已经度过了将近30年的历史，如今曾经是时代偶像的它们即将退出历史舞台。作为现存最年长的发现号航天飞机，首先开始了落幕之旅。　启程 护送“人形机器人”

　　“发现号”的告别之旅编号为STS-133。美国东部时间2月24日16时50分，位于佛罗里达州东海岸的梅里特岛的肯尼迪航天中心天气晴朗，鹈鹕和其他水鸟悠闲地飞行。忽然传来一阵轰鸣，伴随着大量的白色烟雾迅速向天空散开——发现号捆绑的两台火箭发动机发出250万千克的力量，将发现号推向高空。

　　发现号将于美国3月8日11时35分返回地面。任务总共有12天。虽然是“告别之旅”，但是作为NASA“干活儿的大牲口”，发现号这次执行的任务真没有什么花哨的内容。在上世纪八九十年代，航天飞机大多数的飞行都是为了进行美国宇航局(NASA)和欧洲宇航局(ESA)的空间实验任务，或者发射卫星，之后大多数任务转换成了为国际空间站服务，发射卫星的任务越来越少。此次发射也是一样，发现号继续为国际空间站服务。它于格林尼治时间2月26日19:14与国际空间站成功对接，给空间站送去了几样东西。它为太空站送去一个莱昂纳多多用途模块和一个“快车”后勤载具。发现号还要执行测试SapaceX公司的“龙眼”闪光探测器的任务，它将被用在未来的“龙”号太空运载工具上，用来和国际空间站精确对接。但是，任务的亮点还在于舱内一个似人非人的家伙——太空机器人2号。这将是国际空间站上出现的第一个人形机器人，它将成为国际空间站的“永久居民”。

　　突破 “机器人”的一大步

　　太空机器人(Robonaut)是NASA的约翰逊太空中心制造的灵巧机器人。制造的目的是要和人类并肩合作，一起探索太空。此前，他们已经制造了试验型的“太空机器人1号”，缩写为R1。而现在这台太空机器人2号(Robonaut 2)，则在R1基础上进行了改进。它的名字缩写是R2，和《星球大战》系列片里那个圆头圆脑的机器人R2D2“同名”。和《星球大战》中的R2不同，太空机器人2号长得很像人，有仿真程度相当高的手臂和手指，所以被称为“人形机器人”。R2是第一个被送到太空中的人形机器人。将来，它会参与维修太空站和执行其他任务。现在，它已经由发现号带到国际空间站上。在R2的官网上，写有这么一句话：“这是一个机器人的一小步，却是整个机器人类的一大步。”

　　R2使用的高新技术包括优化的双臂工作范围、弹性联轴节技术、扩大的拇指和其他指头的活动范围；微型化的六轴测压单元、冗余力传感器、超快速关节调速器、超大范围的颈部活动、高分辨率的摄像机和询问-应答系统。它有着完全仿真的手，制造者希望它能够在执行修理任务时胜过穿着厚重太空服的宇航员。借助灵活的手指，它可以使用原本控制在宇航员手里的工具。这样就淘汰掉了专为机器设计的工具。比如以前使用机器人拧一个螺丝，就需要把专门设计的电动螺丝刀安装在它的手臂上，现在R2却直接使用普通的手枪式电动螺丝刀。这么一来，国际空间站所需要的工具就大大减化，也省去了专用连接器的繁琐。

　　机器人特别适合从事简单重复的工作。这些工作如果由人完成，不但让人感到乏味，而且每次出舱工作都意味着很大的危险，所以这些工作更适合“不要命”的机器人去做。事实上，在国际空间站上有很多适合R2进行的工作，其中包括更换空气滤清器。

　　现在，NASA并没有让R2返回地球的计划。它的软硬件可以在国际空间站里进行更新。被发现号带到空间站上的R2，目前被安置在一个固定底座上。未来，它将会被安上两条腿。这样它可以在国际空间站的太空舱中爬行，通过升机还可以走到舱外的真空环境中。最让人感觉“邪恶”的是，R2的下半身是可以替换的。它可以用轮子代替腿。这个设计使之能在月球或者火星表面上行走。现在，一个四轮驱动版的R2正在美国亚利桑那州的沙漠中进行测试。这台机器人上半身像人，下身却有四个轮子。猜猜看，它的名字叫什么？没错，就是“半人马”。

　　告别 想说“再见”不容易

　　出于安全考虑，2010年，NASA决定让航天飞机集体退役。发现号曾经两次临危授命，在挑战者号和哥伦比亚号航天飞机失事之后承担重新发射的任务，在“航天飞机谢幕”这个任务中，它又要作出示范。

　　不过，让NASA感到尴尬的是，航天飞机的作用一时难以替代。航天飞机退役后，国际空间站的运载任务将由俄罗斯的“联盟”号和“进步”号飞船、欧洲的自动货运飞船以及日本的HTV系列飞船承担。然而，这些飞船都无法运载大型设备。与之相比较，航天飞机的运载舱像卡车翻斗一样宽敞，最多可以将24吨货物带入地球轨道。所以，在专家的建议下，美国宇航局推迟了航天飞机的退役时间。同时，就像不愿意和大家告别似的，去年的时候，发现号的身体出现了一个又一个小故障。其“告别之旅”也一直推迟到了今年的2月24日。

　　航天飞机的退役，正好赶上了美国航天事业的迷惘期。去年，奥巴马政府宣布放弃了布什政府“在2020年让美国宇航员重返月球”的计划，并决定着力发展火星、小行星登陆以及商业太空飞行。第一代航天飞机不能飞到火星，执行一般航天任务的代价又过于昂贵，退役也就成了无奈的选择。2011年4月19日，奋进号将要最后一次飞行。2011年6月28日，亚特兰蒂斯号可能将要最后一次飞行。此后，第一代航天飞机将会退出历史舞台。

　　航天飞机的潜在替代者中，最引人注目的是美国空军的X-37计划。而美国其他的轨道运载工具都还在襁褓中。专家预测，在2015年之前，美国将失去为国际空间站运载物质和人员的合适工具。

　　晚景 博物馆里供瞻仰

　　发现号退休后，在哪里度过它的余生呢？虽然最后一班岗还没有站完，但它的晚年生活已经有了着落。返回地球以后，它将定居于史密森学会的美国国家航空航天博物馆——也就是《变形金刚2》里山姆找到化身“黑鸟”侦察机的天火爷爷那个地方！

　　在此之前，该博物馆已经收藏了企业号航天飞机。不过，企业号虽然是人类建造的第一架航天飞机，却只是试验机，从来没有进行过真正的太空飞行。所以，该馆要用发现号代替企业号，而企业号将会转投其他博物馆。这么一来，在未来一段时间内，企业号、奋进号和亚特兰蒂斯号三架航天飞机要寻找欢度晚年的地方了。不过，现在已经有20个博物馆表示想要收藏它们。同时，NASA还会以23.4美元一块的价格向教育机构出售航天飞机身上的泡沫塑料防护材料。

　　发现号，一架航天器的“个人史”

　　美国东部时间2月24日，“发现号”开始了她的最后一次飞行，也拉开了美国航天飞机“告别演出”的序幕。航天飞机本是激动人心的不凡之物，而发现号又是航天飞机中的佼佼者。让我们就一起回顾一下发现号不平凡的飞行生涯吧。　家室 航天飞机中排老四

　　发现号是美国建造的第4架航天飞机，也是仅存的3架现役的航天飞机之一。

　　“航天飞机”是一类由火箭发射到地球轨道上，重入大气层之后转入自然滑翔状态，像滑翔机一样着陆的飞行器。“滑翔着陆，重复使用”是它的宣传词。“航天飞机”的概念开始提出于1954年，开始实施的时间远早于“阿波罗计划”。当时，美国利用X-15试验机进行了测试。之后的上世纪60年代，经过X-20试验机、X-24实验机的一系列测试，航天飞机的基本构型已经成熟。上世纪70年代，美国正式开始航天飞机的研制。1982年11月11日，哥伦比亚号航天飞机首次飞行，正式拉开了美国的“航天飞机时代”。

　　1984年8月30日，“发现号”首次飞行。在发现号之前，美国制造了“企业号”、“哥伦比亚号”和“挑战者号”航天飞机，发现号航天飞机是第4架，其中企业号仅用于地球大气滑翔试验，所以，发现号是第3架进入地球轨道的航天飞机。

　　发现号的名字来自于英国远洋探险船“为圣上效劳的发现号”。这艘船是库克船长1776年到1779年的第三次探险船队中的一艘。库克船长是“大航海时代”英国最伟大的探险家之一，在他的第三次航海中发现夏维夷群岛。这是西方人第一次登上这片离大陆最远的岛屿。和哥伦布之类的早期航海家不同，库克船长并不是大老粗，他是一位杰出的科学家，在地图绘制等方面有着突出贡献。

　　纪录 任务多、亮点足

　　发现号之后，美国又制造了“亚特兰蒂斯号”和“奋进号”两艘航天飞机。因为挑战者号和哥伦比亚号相继失事，所以发现号是现存最年长的航天飞机。它也是执行任务最多，飞行时间最长的航天飞机。迄今为止，它总共执行了39次地球轨道任务，其中仅在1985年就执行了4次任务，创造了航天飞机使用频率的纪录。

　　发现号不但有苦劳更有功劳，曾经创造过不少辉煌的纪录。1990年4月25日，发现号航天飞机把“哈勃太空望远镜”送入轨道。哈勃太空望远镜全长13.3米，直径4.3米，总重11.6吨。它的升空是美国航天飞机强大的运载能力的象征。之后，发现号航天飞机又执行了对“哈勃”的第二次和第三次维修工作。

　　在发现号26年的服役生涯中，曾经将246位宇航员送上太空，并且创造过多个“第一”。1995年，柯林斯(Eileen Collins)驾驶着发现号巡游地球轨道，成为人类历史上第一个女性航天器驾驶员。1985年4月12日，发现号把前犹他州参议员加恩(Jake Garn)带上地球轨道。他也因此成为第一位飞上太空的连任参议员。此公在飞行过程中翻肠倒肚，极度痛苦，以至于后来美国宇航局(NASA)特地创造了一个专业术语——“一加恩”(One Garn)，用以表示最厉害的“晕太空飞行器”症状。1994年2月3日，发现号执行了编号为STS-60的任务，乘员中包括俄罗斯人克里卡莱夫(Sergei Krikalev)。这使他成为第一个搭乘美国太空飞行员的俄罗斯人。发现号执行的最光彩的人员输送任务开始于1998年10月29日。它将时年77岁的约翰·格伦(John Glenn)送入太空。他是迄今为止飞上地球轨道最年长的人士。

　　辉煌 两次临危受命

　　说起发现号执行的任务，最光荣的莫过于两次临危受命，拯救航天飞机的命运。

　　提起美国航天，人们的脑子里会映出航天飞机维修哈勃太空望远镜的“高科技”场景，同样也会映出挑战者号凌空爆炸的惨烈场面。1986年1月28日，挑战者号从肯尼迪航天中心发射72秒钟后在1.5万米高空突然爆炸，7名机组人员全部遇难。航天飞机在顷刻之间炸成一团红白色火雾，巨大的“人”字形烟雾定格了人类为探索宇宙而做出的巨大牺牲。在这7名乘员中，包括中学女教师克里斯塔·麦考利夫。麦考利夫来自美国新罕布什尔州康科德的女子中学。她当时被认为将成为进入外层空间的第一位普通公民。麦考利夫是从许多候选人中挑选出来完成这次航天使命的。没成想，她的学生们同数百万美国人一起在电视上目睹了这一不幸的场面。

　　1986年原本应当是美国宇航史上忙碌的一年，预计实施15项航天计划。然而“挑战者”号失事使美国宇航工程处于停顿状态——因为美国载人飞行工具只有航天飞机。据分析，事故可能是装有38.5万加仑(约1500立方米)液氢和14万加仑(约530立方米)液氧的外部燃料箱破裂或燃料管道破裂造成的。随后，NASA根据这个分析结果，对其他航天飞机进行了改进。975天后的1988年9月29日，发现号临危受命，进行灾难后的首次飞行。原本计划在上午10时进行发射，但发射场附近却很反常地吹来了一阵风。同时，两位乘员所穿的太空服的冷却系统保险丝出了问题，不得不更换。这时，肯尼迪航天中心每个人的心都悬在了嗓子眼，最终控制中心认定风力未超过允许范围，可以发射。发现号这次为期4天的“破冰之旅”圆满成功。

　　2003年2月1日，灾难再度降临，载有7名宇航员的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，着陆前16分钟，该机突然从雷达屏幕消失。电视图像显示，哥伦比亚号在着陆点上空解体，划出了数条白色的轨迹，7名宇航员全部遇难。调查结果显示，整起事故的原因是航天飞机外部燃料箱表面泡沫材料脱落，击中航天飞机左翼前缘，造成机翼烧毁。当年距离2001年的“9·11事件”还不到两年，美国人的心理再次受到重大打击。此时，有人怀疑航天飞机的安全性缺乏保障，不适合再次飞行，但NASA仍然拿不出其他的替代品，于是决定暂时停止航天飞机的任务，努力改进航天飞机的硬件设计。

　　两年后的2005年7月25日，发现号再次临危受命，进行了哥伦比亚号失事之后的首次航天飞机飞行。在飞行了将近14天之后，发现号进入大气层，因为肯尼迪航天中心所在地天气状况恶劣，发现号降落在了备用的爱德华空军基地，有惊无险地完成了任务。

　　这中间还有个插曲不得不说。1995年，NASA发现一只啄木鸟在发现号的燃料罐的泡沫塑料材料上打了好几个洞，从此NASA开始在肯尼迪航天中心使用塑料猫头鹰模型和飞天鹰头鹰气球，驱赶鸟类。NASA一度自信地认为泡沫塑料材料受损只是“鸟事”，如果他们及时认识到问题的严重性，或许哥伦比亚的悲剧就不会发生。

　　新知专题采写/本报记者 刘铮

　　【链接】

　　数说发现号

　　●2 发现号最辉煌的经历是在两次可怕的爆炸事故之后重启航天飞机任务。

　　●3 发现号是第3艘飞上太空的航天飞机。

　　●4 发现号1985年执行了4次任务，这也是航天飞机一年中执行任务次数的最高纪录。建造发现号也用了4年时间。

　　●39 发现号执行任务的次数。

　　●246 发现号总共将246人送上太空。

　　●363 发现号总共在太空停留的天数。

　　●5628 发现号绕地球飞行的次数。

　　●2.8万 发现号在地球轨道上的时速约2.8万千米，是一般子弹速度的5倍。

　　●2.25亿 发现号飞行的千米数，这相当于从地球到月球往返288次。