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航天飞机的卓越才能
来源:世界百科全书 作者:

从航天飞机上发射卫星 把卫星送上太空,一般都从地面用火箭发射.在太空运行的航天飞机上,怎么也能发射卫星呢?

大家知道,航天飞机是天地间很好的交通工具,也是用途广泛的航天器,此外,它还有奇特的用处,它还是一种理想的太空发射基地.利用航天飞机.宇航员可以把卫星发射到地球同步轨道,或把宇宙探测器送到遥远的星际空间.从航天飞机上发射卫星,那好比把地面的卫星发射场搬到离地面几百公里高的太空,当然,这个太空"发射场"也需要配备必要的发射设备。

航天飞机的主要发射设施是旋转式垂直发射架,发射架设有支承卫星及末级火箭的托架,摇篮似的托架固定在航天飞机的货舱内。

航天飞机进入太空后,地面测控人员开始测定航天飞机状态,使它保持有利于发射卫星的状态.在弹射前20 分钟,根据预定的程序,打开蛤壳式的白色遮阳罩,这时从电視上可以看到一个待发卫星,像婴儿一样静静地"躺"在"摇篮"里.地面控制人员根据卫星状态确定是否可以进行弹射。

弹射前3 分钟,航天飞机的通用计算机开始对卫星的末级火箭的程序装置发指令,通知它开始执行预定的程序,启动未级火箭的定时器等。

在弹射前5 秒,末级火箭的电子设备使卫星处于待发状态.当倒计时达到"零"时,航天飞机上的计算机发出指令,自动松开夹紧装置,这时呆在"摇篮"里的卫星及其末级火箭在弹簧机构的弹力作用下,以約1 万米秒的速度从货舱弹射出去,并借助弹射时获得的动能开始在太空滑行.然后点燃末级火箭的发动机,使卫星从几百公里的圆轨道进入一条近地点約为300 公里、远地点为35860 公里的大椭圆转移轨道,卫星与末级火箭离开.卫星靠本身携带的远地点发动机,进入35860 公里的圆形地球同步轨道.至此,航天飞机发射卫星的任务就顺利完成了。

航天飞机抓"俘虏" 1983 年6月18日,航天飞机"挑战者"号第二次飞行.在太空施放和收回前西德卫星是航天飞机"挑战者"号的重要任务之一."挑战者"号圆滿地完成了这一使命,从而为将来修理在轨道中的卫星或为某些卫星补充燃料打下基础。

在太空飞行中,"挑战者"号上加拿大研制的15 米长的机械臂,从货舱里抓住前西德卫星,把它从舱里举出业.这颗一吨半的卫星,形状像个箱子,释放到空中自由运行."挑战者"号向下漂动,飞到卫星前面300 米距离,然后逼近卫星,把卫星抓住.1 小时后,这颗卫星再次被放到太空,让它转动,而"挑战者"号后撤几十米,然后再把卫星抓住,送回货舱.这两次景象壮观的编队飞行,使人们惊叹不已。

"挑战者"号在浩瀚的太空是怎样抓捕卫星的呢?航天飞机在太空运行处于失重状态,释放卫星是很容易的,只要把卫星举起来,然后松开机械臂,卫星就"自由"了.如卫星没有动力,而航天飞机也不作机动飞行,在短时间内卫星与航天飞机在太空运行的相对位置不变.这种飞行状态,就形成航天飞机与卫星的编队飞行.这时航天飞机是随时可以轻而易举抓住卫星的。

如果卫星带动力,即自身带的发动机,就可以随时点火,推动卫星向前或向后或向左或向右运动(这种运动就叫机动飞行).在失重状态下,只要发动机产生很小的力(如几牛),就可以做小小的机动飞行.当卫星作机动飞行(可以改变轨道高度或改变轨道平面)时,它与航天飞机的相对位置就拉开了,也許一个在"上"面,一个在"下"面,或两者不在一个轨道平面(卫星运行轨道所构成的平面,称卫星轨道平面)内.对付这种"耍花招"的目标--卫星,航天飞机就要付出一点代价.它用轨道交会雷达先搜索、跟踪目标,根据目标位置,航天飞机开动发动机,似警车追捕罪犯汽车那样,加速向目标追去,追捕中根据目标位置,或改变轨道平面,或提高或降低轨道高度,逼近目标,最后把目标抓住。

航天飞机首次在太空释放和收回卫星成功说明,为了营救、修理或使损坏的卫星恢复工作,航天飞机可以把它们从浩瀚的太空中抓来,带回地面,使它们"死而复活"。

在未来空间战中,航天飞机除带武器参战外,它灵巧的机械臂,还可以把敌方的"间谍"--侦察卫星抓来,带回地面"审讯",因此,不能忽視航天飞机的军事用途。

太空修理卫星 自1957 年前苏联发射世界上第一颗人造卫星以来,各国已向太空发射了数千颗人造卫星,然而"病"者甚多.1984 年世界上第一个为卫星"治病"的"医生"出现了,它就是"挑战者"号航天飞机。

1984 年4月6日,"挑战者"号航天飞机载着5 名机组人员从美国卡纳维拉尔角腾空而起,奉命修复"太阳活动峰年观测卫星".这颗卫星是1980年发射的,用于在太阳活动峰年测定太阳耀斑数据,仅使用9 个月,就"卧"床休息,不能正常工作了。

起飞45 分钟后,"挑战者"号航天飞机就飞达与"太阳活动峰年观测卫星"相接近的高度.4月8日,航天飞机驶至距卫星60 米处,并逐渐接近至12 米处,宇航员纳尔逊带一具捕捉装置离开航天飞机作太空行走捕捉卫星,由于捕捉装置难以咬紧卫星突起部分,未能成功.接着宇航员哈特操纵长达15 米的机械臂去抓卫星,尝试4 次均未奏效.4月10日,当卫星处于良好状态时,宇航员操纵着长长的机械臂,慢慢插入卫星两块太阳帆板之间,终于逮住了卫星,并将其固定在航天飞机舱内的修理台上.4月11日,宇航员纳尔逊和霍夫坦手持价值100 万美元的电扳手、动力改锥、剪刀等修理工具,更换了2 个损坏了的组件,卫星修理好了.整个修理持续了3 小时20 分钟,比原计划提前2 个多小时.4月13日,"挑战者"号航天飞机完成了它的历史使命,顺利地返回地面。

"挑战者"号航天飞机在太空捕捉和修理卫星成功,不仅具有较高的经济价值,而且还具有重要的军事意义,它开创了航天器的新时代。

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