航天飞机是怎么诞生的?

用运载火箭发射载人飞船是一次性使用,非常不划算。如何重用它们是必然的逻辑发展。

在阿波罗载人登月计划成功实施的鼓舞下,美国也热情投入研制可重复使用的航天运输系统,作为天空实验室空间站的往返运输系统,并将其命名为“SpaceShuttle”,即“航天飞机”。我国著名科学家钱学森根据“太空飞行”的定义,将其翻译为“航天飞机”。

航天飞机的想法是美好的,但实施起来非常困难。美国人设想了很多方案,但很难达到预期的完美。从地面起飞,最好像飞机一样充分利用空气动力,这样就必须有机翼,水平起飞。所以最早的想法之一,像重型飞机,比B-52巨型轰炸机大。因为它必须有足够的推进剂来加速到宇宙的速度,巨大的燃料会撑起它的身体。让这样一个庞然大物飞起来,进入太空轨道,太难了。

后来推出了一个方案,把一架巨大的飞机一分为二,让大的可以搭载小的。一架大飞机在地球的大气层中飞行。它只能携带燃料,和空气中的氧气一起燃烧,所以可以大大瘦身。达到一定速度后,小飞机启动火箭发动机进入轨道,因此被称为“轨道飞行器”。然而,这种轨道器的运载能力是有限的。

1971年,美国罗克韦尔公司推出了新的两级方案,将轨道器加长加大。这个方案在技术上很难实施,而且成本很高。1972年,美国格鲁曼公司提出了一个新方案,放弃了全部重复使用的想法,将起飞时使用的质量最大的推进剂放在外部燃料箱中,用完后扔掉。同时多设置两枚固体火箭,完成任务后帮助起飞和分离。当然,在这种情况下,必须垂直发射。这种方案成本低,改进后就是现在的航天飞机。

虽然部分复用,但技术上还是很难开发。直到7月“天空实验室”1979坠毁,航天飞机才出现。1981 4月12日,航天飞机成功进行了首次轨道试验飞行。