本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
這是回顧美國太空梭專案 30 年曆史的系列文章的第三部分,共三部分。
在 1986 年“挑戰者號”災難發生,安全至上和新的限制建立之前,太空梭可以攜帶加註燃料的上級火箭發射太空探測器,前往行星目的地。
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從低軌道到深空
將哈勃太空望遠鏡送入軌道被認為是美國宇航局最偉大的科學成就之一,這一點尤為突出。不太為人所知,但對太陽系天文學非常重要的是麥哲倫號、伽利略號和尤利西斯號探測器,它們分別從太空梭的貨艙送往金星、木星和太陽的軌道。除了哈勃之外,這些“卡車”還攜帶了另外兩架重要的軌道望遠鏡進入軌道:仍在執行的錢德拉 X 射線天文臺和已退役的康普頓伽馬射線天文臺。
看哪,木星:連線在慣性上級助推器上的前往木星的伽利略號航天器從亞特蘭蒂斯號太空梭的有效載荷艙中彈出。來源:美國宇航局
當然,除了安全問題外,還有其他缺點。太空探測器必須配置和調整尺寸以適合太空梭艙。例如,伽利略號設計了一個可摺疊的高增益天線,在發射後像雨傘一樣開啟。不幸的是,這增加了原本設計為剛性碟形天線的設計的複雜性,而且一旦伽利略號駛向木星,天線就沒有完全展開——這個問題幾乎結束了任務。幸運的是,富有創新精神的飛行工程師能夠對航天器進行程式設計,使用低增益天線傳送大量資料,儘管速度慢得多。耐心、新的軌道和壓縮程式挽救了任務。
捕獲、維修和釋放
雖然哈勃望遠鏡的翻新和維修是眾所周知的,但太空行走的太空梭宇航員還捕獲、維修和釋放了偏離軌道的通訊和軍用衛星,包括 1992 年戲劇性地營救了 Intelsat 6,三名宇航員在特製工具失效後用手將搖晃的五米高衛星拉入奮進號的貨艙,並安裝了助推火箭將其送入有用的軌道。太空梭已將數十顆通訊和軍用衛星送入軌道。
人手觸碰:在 6 人“捕獲”幾分鐘後,三名宇航員抓住 4.5 噸的 Intelsat 6。從左到右:任務專家理查德·J·希布、托馬斯·D·艾克斯和皮埃爾·J·圖奧。三名太空行走者身後是將衛星送入其適當軌道的火箭發動機。來源:美國宇航局
雖然定於本週晚些時候發射的最後一次任務主要是為國際空間站上的宇航員運送超過 3,500 公斤的食品、主食、備件和其他補給,以幫助他們度過沒有太空梭服務的第一年,但還將進行一項實驗,為美國宇航局在太空梭時代後的時代做好準備。最後一次任務將部署一個展示衛星加油系統的包裹,希望這將刺激美國私營部門對衛星復活業務的投資。
以每小時 28,000 公里的速度進行科學研究
太空梭已被用於將實驗室送入軌道。SPACEHAB 和 Spacelab 都允許任務專家從校車大小的貨艙中可居住的艙模組執行天文、微重力生命科學、大氣和其他實驗,或者從裝有暴露於太空環境的望遠鏡或實驗的機艙托盤內操作。
同樣值得注意的是,奮進號在 2000 年 2 月執行了一項非常有成果的科學任務。太空梭雷達地形測量任務返回了 300 多盤高密度磁帶,其中包含 9 TB 的原始資料,這些資料被製作成地球最高解析度的數字地形圖之一。不太成功的是兩次嘗試飛行由義大利航天局開發的系鏈衛星。在第一次飛行中,系鏈卡住了;在第二次飛行中,當它展開到 20 公里時,它斷裂了。儘管如此,還是收集到了關於電離層電荷(產生了 3,500 伏電壓)和電離衝擊波的寶貴資料。
解僱通知和最後的倒計時
所有美好的(以及其他的)事情都必須結束。但對於許多太空梭員工來說,進入下一個太空運輸系統不會一帆風順。為太空梭提供服務的聯合太空聯盟在 2010 年 10 月解僱了 1,000 名員工。不幸的是,這僅僅是縮減規模的開始。據估計,在亞特蘭蒂斯號著陸後,總共將有數千個工作崗位消失,其中對佛羅里達州工人的打擊最大。
因此,優點和缺點兼具,美國太空歷史的三十年隨著即將到來的亞特蘭蒂斯號飛行而達到高潮。回顧過去,舊的太空卡車估計花費了 1950 億美元———比 AIG 的救助多,但比伊拉克和阿富汗戰爭少——可能是一個政府預算員的噩夢,毫無疑問,會有更有效、更安全的方法將人員和貨物送入軌道。但無論好壞,太空梭計劃一直是太空時代不可或缺的一部分,那些參與其中的人應該感到自豪,因為舊的、破舊的太空卡車在人類成就的歷史上佔據了它來之不易的傑出地位。