美国的太空靶场系统(美国新一代登月火箭发射再次推迟,与哪些因素有关)

本文目录
- 美国新一代登月火箭发射再次推迟,与哪些因素有关
- 每日科普:太空发射系统(sls)
- 美国星火靶场,毛依岛靶场,白沙靶场光学系统的状况是什么
- 美国航天历史急!!!!!!!!
- 2周可抵达比邻星美国三大实验室,研发宇宙真空“零点能”
- 约1600亿人民币的美国航天局预算,在哪些领域使用呢
- 美国航天飞行控制中心【美国肯尼迪航天中心及其航天飞行】
美国新一代登月火箭发射再次推迟,与哪些因素有关
美国新一代登月火箭发射再次推迟,看到这样的情况,很多网友不敢相信美国是这么的强大,为什么火箭发射会出现再次推迟的情况。而这次重大决定到底和哪些因素有着直接关系?
1、遇到较多的问题。登月火箭本身就是一个高科技东西,其中任何环节都不能出错,否则后果是极其严重的。对于美国太空发射系统,火箭如果出现推迟的情况,也就意味着美国经过11年的研发,其中肯定是有某些问题,所以才会导致立刻停止。据相关人员表示,对于这次太空发射系统,火箭的准备过程中,确实遇到了较多的问题,如先是发射架遭到雷击,致使燃料加注的时间延长,并且在这一过程中,还出现液氢泄漏的问题而一度中止,虽然最终解决了这一问题,但是登月火箭的主发动机又出现故障。所以为了保障太空发射系统可以顺利完成一系列工作以及人员的安全,最终迫不得已才被叫停。
2、操之过急。其实登月火箭发射再次出现推迟,和美国人的心态也有着直接关系。虽然任何一个人对于这方面都会有自己的追求以及执着,但千万不要急功近利。否则就会出现较多的问题,最终结果还是无法发射。而面对美国航天局一直没有彻底解决登月火箭的技术方面问题,但在此期间又进行了多次彩排测试,在很多次测试过程中,因发生了故障,最终还是被中断。其实最严重的问题就是加注燃料出现泄漏的情况。
内容总结。
关于美国新一代登月火箭发射再次推迟的消息,其实不足为奇,因为对于高科技东西本身就要不断的尝试,不断的试验。再加上美国航天局的人又操之过急,最终在遇到较多问题没有得到处理,是为了保障安全性,所以才选择推迟。
每日科普:太空发射系统(sls)
太空发射系统(Space launch system ,sls),为美国宇航局阿尔忒尼斯计划的一部分,其能力是构建“月球门户”以及地球与月球门户的沟通(货物或宇航员的运输)。
SLS火箭大部分硬件都是在NASA位于路易斯安那州的米乔德组装中心(Michoud Assembly Facility)和位于密西西比州的斯坦尼斯航天中心(Stennis Space Center)进行组装和测试。
全长98米,比土星V火箭短,但是这枚火箭的力量更大,在升空和上升过程中产生的推力增加了15%。如果一切顺利,SLS可以将超过27吨的载荷运到月球,这远远超过了航天飞机拖入低地球轨道的24吨。
近地轨道运载能力各个阶段或任务需求不同,需求也会不同,第一阶段推力在70到110吨,之后会逐渐发展出到130吨,最终运载能力达到143吨,甚至165吨。整体而言,美国太空发射系统的运力级已与土星五号相近,堪称史上最强的运载火箭系统。
如果仔细观察航天飞机与土星五号,就会发现很多特征在sls火箭上有所提现,比如:氢氧储箱,大推力发动机,固体主推,设计相似的飞船,rs-25氢氧发动机,如果深入的看内在会发现更多共同之处。
首先,这些相同特征减少了制造难度以及寻找合适制造商的苦恼,因为这些零部件很多与航天飞机是共同的,制造设备就可以使用当年的那一套设备,制造商也可以寻找之前为航天飞机服务的制造商。
第二,虽然有很多共同特征,但这实际上并不是简单的把之前的技术直接拿来用,而实际上有很多技术上的升级与迭代,技术上更成熟也更可靠。比如使用的四台rs25发动机就是经过改造的,变动幅度小于20%,改造内容包括控制器,防液氢泄漏系统等。
升级后的固体火箭助推器所提供的动力,总共能产生近4000吨的推力。
美国星火靶场,毛依岛靶场,白沙靶场光学系统的状况是什么
美国新墨西哥州荒漠的"星火"基地,一直是美军实验陆基新型激光反卫星
武器的重要场所.近年来,"星火"基地的美军一直在观测太空轨道上运行的外
国卫星,这里的观测仪器甚至能分辨出1600多公里外太空中只有篮球大小的轨道飞行器.这个基地每个月有二十几次用弱激光照射卫星,为开发太空卫星武器积累技术.
夏威夷毛依岛喑里卡拉山顶的国防高级研究计划局,是经常实验中继低功率激光柬能力的.
新墨西哥白沙导弹试验场白沙在新墨西哥州和德克萨斯州交界的地方,那里最奇特的,是一片纯白胜雪的沙漠国家公园,
白沙试验场曾利用快速光束控制CO2激光雷达系统,进行成像和跟踪测量。该系统由0.5m孔径的光学系统、3~5μm摄像机和CO2激光雷达组成,可在大角度范围内以高跟踪修正速率跟踪单个目标,可在多个目标间重新确定目标,可进行测距和多普勒测量。该系统已在靶场实用。
1996年2月9日,美国陆军在白沙导弹靶场用高能激光成功地击落了两枚俄制近程火箭。
1997年10月,美国陆军在新墨西哥州白沙导弹靶场进行了陆基激光反卫星试验,当时的陆基激光器曾在试验中击毁俄罗斯制造的火箭弹。目前美国正在发展的机载激光器(ABL)就是一种具备硬杀伤能力的高能激光武器。
美国航天历史急!!!!!!!!
美国航天史(United States Space Activities)
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2003年10月06日
美国是世界上较早开展航天活动的国家,活动规模和技术水平居世界前列。
发展概况
20世纪初,R.H.戈达德开始研究和试验固体火箭,后发表著作论证向月球发射火箭的可能性。1921年,他转向研究液体火箭发动机,并于1926年发射了世界上第一枚以液氧、汽
油为推进剂的液体火箭。1936年,加利福尼亚理工学院的T. von卡门等人也开始研制液体火箭。第二次世界大战结束后,美国在缴获的德国V—2火箭的基础上开始研究大型火箭和导弹。陆军在W.von布劳恩等德国专家的帮助下,于1945年发射了V—2火箭,1949年开始研制“红石”弹道导弹,1954年制定用“丘辟特”C火箭(“红石”导弹作为第一级)发射卫星的“轨道器”计划。美国海军利用V—2火箭技术研制“海盗”号探空火箭,并从l949年开始飞行试验。美国空军于1954年开始研制“宇宙神”洲际弹道导弹,并提出以这种导弹为基础发射卫星的方案。为了不影响弹道导弹的研制,美国决定由海军以“海盗”号探空火箭为基础,研制发射卫星的“先锋”号运载火箭。1957年苏联成功发射人造卫星,促使美国在执行“先锋”号计划的同时抓“轨道器”计划。1958年1月31日用“丘辟特”C火箭(改名“丘诺”1号火箭)成功发射美国第一颗人造卫星“探险者”1号。为了加速发展航天事业,美国在1958年2月成立了国防部高级研究计划局,并在同年10月成立主管民用航天活动的国家航空航天局。从1961年开始实施“阿波罗”登月计划,1969年7月首次把两名宇航员送上月球,并安全返回地球。从1972年起,美国航天活动的重点转向开发和利用近地空间,并开始研制航天飞机。1982年11月航天飞机进行首次商业飞行。
美国的航天活动包括军用和民用两个部分,分别由国防部和国家航空航天局负责。国防部和国家航空航天局均有独立的科研和试验机构、发射基地和测控系统,并与政府其他部门、高等院校和私营企业广泛协作。美国主要的航天器发射场是空军东靶场、西靶场和国家航空航天局的肯尼迪航天中心。从1958年到1984年底,美国使用了8种运载火箭:“先锋”号、“丘诺”号、“红石”号、“雷神”号、“宇宙神”号、“侦察兵”号、“大力神”号、“土星”号和航天飞机,共发射了1019个航天器,居世界第二位,耗资约1700亿美元。
人造卫星应用
从1958年至1984年底,美国共发射人造地球卫星923颗,包括科学卫星、技术试验卫星和应用卫星,其中应用卫星约占加呢。60年代初和以后,相继发射了侦察卫星、气象卫星、导航卫星和测地卫星。1964年8月19日发射了世界第一颗地球静止轨道试验通信卫星,使卫星通信进入实用阶段。从70年代起,预警卫星、地球资源卫星相继投入使用。到80年代,在继续改进原有几种应用卫星的同时,又发射了广播卫星、跟踪和数据中继卫星等。
载人航天
从1961年至1984年底,美国先后实现了5项载人航天计划,完成46次载人航天,耗费约500亿美元。1961年5月A.B.谢泼德乘“水星”号飞船首次完成轨道飞行。1961年9月组建约翰逊航天中心,它的任务是设计和制造载人飞船,选拔和训练宇航员。印年代实现了“水星”计划、“双子星座”计划和“阿波罗”工程。通过前两项计划,解决了载人上天和返回的问题,试验了飞船的轨道机动、交会、对接和宇航员出舱活动等技术,为实施“阿波罗”工程奠定了基础。1969年7月至1972年12月,先后有6艘“阿波罗”号飞船完成了月球航行,12名航天员在月面上进行了科学考察。70年代美国重点实行两项计划:‘‘天空实验室”计划和航天飞机工程。1973。1974年间以“天空实验室”为空间活动基地,先后有3批宇航员乘“阿波罗”号飞船上去工作,开展了生物学、天文学、地球资源勘测和生产工艺方面的实验。航天飞机于1972年开始研制,1981年4月首次试验,1982年11月投入使用。
深空探测
美国深空探测的目标是考察太阳系内的天体和行星际空间环境,重点是月球和火星,其次是金星、水星、木星和土星。1958。1968年间先后用“先驱者”号探测器、徘徊者”号探测器、“勘测者”号探测器和“月球轨道环行器”等考察了月球,包括拍摄月面照片和分析月球土壤,为实现载人登月提供了科学资料。火星探测器主要有“水手”4号、“水手”6号、‘‘水手”7号和“水手’,9号以及“海盗”1号和“海盗”2号。1962年发射的“水手”2号和1967年发射的“水手”5号先后在离金星35000公里和7600公里处掠过,测量了金星的大气密度和表面温度。1972年3月2日和1973年4月5日发射的“先驱者”10号和“先驱者”11号分别于1973年12月和1974年12月掠过木星,探测了木星的辐射带和大气层,拍摄了木星极区的照片。“先驱者”10号于1986年穿过冥王星的平均轨道,成为飞离太阳系的第一个航天器。1977年发射的“旅行者”l号和“旅行者”2号于1979年飞临木星,首次临近观测了木星环、大红斑和3颗木星卫星。然后又于1980年和1981年先后飞近土星,拍摄了土星的照片,提供了关于土星环结构的新资料并发现了土星的新卫星。
2周可抵达比邻星美国三大实验室,研发宇宙真空“零点能”
近日有外媒报道美国NASA正在太空测试一种驱动引擎,这种推进器迥异于现有的驱动装置,不需向后喷射任何物质,就可以驱动飞船前进,被认为违反了动量守恒定律,乘坐这种飞船,几分钟就可以飞出太阳系。
但没有人知道背后的科学原理,国际上的主流猜测是和真空中的量子涨落有关,可能是科学家使用了神秘的真空零点能。这跟不久前发现的 一种神秘金属有着密切的关联。它在强磁场中有显著的量子特性,呈现出一些超导体特质。
著名物理学家约翰·惠勒曾说,我们,我们的身体,我们周围的一切,整个宇宙的可见物质,再加上不可见的暗物质、暗能量,所有的一切加起来,都不及你指甲盖大小空间里真空零点能的零头!
我们知道,人类目前 探索 太空使用的是传统的化学火箭,它的推动力很弱,我们最快的一个载具旅行者号花了20年才飞离太阳系,要从太阳系到最近的一个恒星比邻星有4.3光年,要好几万年才能到达。
所以以我们现在的推进技术和能源技术,基本上是不能够用来做外太空探测的,而美国最神秘的三大实验室之一--塞迪亚实验室,
从1947年开始研究零点能,直到近日终于成功突破传统发动机的系统,它就是我今天要讲的零点能。
《自然》杂志网络版报道过:大多数人认为,真空是空荡荡的,实际上,真空中到处充满着被称作"零点能"的电磁能,"零点能"中的"零"指的是,如果把宇宙温度降至绝对零度(宇宙可能的最低能态),部分能量就可能保留下来。
所谓零点能,是指量子在绝对温度的零点下仍会保持震动的能量,这个振动幅度会随着温度增加而加大。而在我们所认为的真空中,其实仍有许多振动中的粒子,不断产生能量 。不过多数物理学家对究竟有多少能量仍存在分歧,但物理学家麦克莱已经计算出,大小相当于一个质子的真空区所含的能量 可能与整个宇宙中所有物质所含的能量一样多。
1994年开始,美国科学家就在一直研究用这个东西来发展一套系统,到目前为止已经取得重大突破。新能源发动机使用的2种神秘材料叫铋Bi和镱Yb。铋是逆磁性最强的金属,在磁场作用下电阻增大而导热率下降。铋也是导热率最低的金属,它第一个特性,类似水结冰的时候体积就会膨胀,有热缩冷胀的特性。铋还有另一个特性,它在磁场很强的地方会跟流体一样,不会进到磁场或被磁场吸收,它会躲过这个磁场,跟气流一样绕过去,所以它在超导里面,也是一个很重要的元素。
镱是稳定性最强的金属,镱有一个神奇的特性,即使在高频下工作,也能记忆存储和保护脆弱的量子信息,这种元素在我国内蒙戈壁九眼石“镱玺”中被发现,科学家检测出“镱玺”的磁场比水晶强3倍,是目前发现的宇宙磁场最强的稀有元素,之前人们仅把镱玺作为非常珍贵的珠宝奇石收藏。
但近几年随着我国航天技术的崛起,越来越多的中国科学家把目光投向了 被 科学界称为“圣杯”“临界点”的镱元素。
美国塞迪亚实验室目前就根据这些稀有元素研究零点能量,发展太空的推进系统技术,从一个空间直接可以进到另外一个空间去,例如我们现在到比邻星需要4.3光年。
而使用新的推进系统只要两个礼拜就到了,而离开太阳系也只需几分钟,远远超过光速,不像旅行者号快20年才到了太阳系的边缘。
这是NASA制造的enterprise IXS,样子像仿造star trek里面的新企业号,注意到它有两个环,作用类似于海上冲浪的滑板,利用海水产生波浪来推动前行,新企业号就是利用这个原理在宇宙里透过零点能来产生一种波浪,再利用两个环来调整控制方向。
这个叫做WRAP的太空船,就是把整个太空船用环包裹在里面,利用零点能产生它所要的速度,这个速度能量非常大,甚至超过光速,
所以说,如果真的有UFO可以在宇宙中跑来跑去,不是说它的速度有多快,而是说它可以在宇宙中创造一种能量场,就像波浪一样,让它能顺浪而行。
塞迪亚实验室利用零点能推动宇宙飞船引擎的实验一旦成功,人类就可以在太空中自由来回,而且不需要任何燃料,飞行数百年也没有问题。
截至目前,零点能已经得到初步的验证,虽然这和作为太空船的动力还有距离,但却能证明利用零点能的构想是可行的。
科学家乐观地相信,若假设正确,则5年内就可以制造出新型火箭与人造卫星,未来更有无尽发展的可能性。
若要通俗解释〝零点能〞,就是利用宇宙中粒子运动所产生的能量,如能将这些能量转换为可供人类使用的动力,那就等于为人类开启了一座永不枯竭的能源宝藏。
约1600亿人民币的美国航天局预算,在哪些领域使用呢
引言:近期,我国载人航天又有三位宇航员登陆太空,将在太空展开为期三个月的 探索 活动,如此巨大的项目,需要多少投资呢?我国并未公布航天局的预算,参考美国航天局预算,看看需要在哪些方面展开研究。
美国航天局的资金主要来源于政府拨款,白宫发布其2022财政年度预算提案的首份报告,包括增加对美国国家航空航天局(NASA)的资助,特别是地球科学和空间技术项目。对于NASA,白宫提议在2022财政年度的总预算约为247亿美元,比该机构在2021财年最后一财政年度收到的232.71亿美元增加约6.3%。
这份报告中并未详细说明每一笔资金的用途,但着重强调了重点投资领域,这些内容是我们深入了解航天各个领域投资使用情况的参考。
地球科学项目
美国航天局的地球科学项目将会获得23亿美元的预算,比2021年的20亿美元增加了15%,主要用于启动下一代地球观测卫星,以研究紧迫的气候科学问题。该项目映射到我国,开展的研究可以认为是下一代遥感卫星,主要用于对地球洋流、气候甚至其它国家监测。
太空技术项目
美国航天局的太空技术项目将会获得14亿美元预算,比2021年11亿美元增加27%,主要用于研究太空新技术研究,主要用于降低太空所有任务成本及研究新型能源。可以看出该项目主要用于降低太空发射、运维等成本, 探索 太空新型能源,解决太空能源问题。看这个项目,投资马斯克的Space X可能更有利于降低运营与技术成本。
人类 探索 计划
美国航天局的人类 探索 计划,相当于我国的探月工程、载人工程及火星工程灯光项目,将会获取69亿美元预算,比2021年过了5%,主要用于太空发射系统及人类着落系统。我国的探月工程、火星工程及空间站等项目取得巨大的成功,将会进一步刺激美国增加这一领域的预算。
STEM项目
STEM是美国宇航局的教育项目,相当于我国航天科普与试验项目,投资约为1.47亿美元。关于航天 探索 的教育项目在美国占比重还是比较大,我国应当学习对下一代关于航天科普 探索 知识的投入。
气象卫星项目
该预算中还涉及其它部门预算,主要解决气象卫星研发,这个不是对航天局的投入,而是相关单位的投入,这个和宇航局的地球科学项目应该是一致的,只是使用预算单位不一样。
小结: 航天预算主要集中在几个领域,成熟技术的迭代更新,用于降低成本,外太空 探索 领域及地球监测领域等。我国可见的投资领域可以看到运载火箭的更新、探月工程、火星工程、载人工程及围绕地球的北斗导航工程、气候海洋监测等项目。
美国航天飞行控制中心【美国肯尼迪航天中心及其航天飞行】
从奥兰多驱车向东南,大约45分钟,就可以到达肯尼迪航天中心(KSC)了。它位于佛罗里达州卡纳维拉尔角,南北最大距离55公里,东西向最宽10公里,是美国重要的载人航天中心,拥有各种独特装备和设施。不过,亲临现场感觉到的不仅仅是现代科技和人类建筑物,还有原始状态的地理环境和众多的野生动植物。头上有老鹰在盘旋,附近有羽毛鲜艳的水鸟在觅食,路边的沼泽里时常漂浮着懒洋洋的鳄鱼,象一段段长年抛弃的朽木。原来,这里还是美国规模庞大的濒危野生动植物及生态环境保护地。当然,人们长途跋涉来到这里,并不是观赏这里的野生环境,而是被这里的航天事业所吸引。题图照片为肯尼迪航天中心飞行大楼,航天飞机在这里与火箭助推器及推进剂组合在一起,然后送往发射台。
美国的航天运输系统
1972年1月5日,美国总统尼克松批准美国国家航空航天局(NASA)研制可重复使用的航天飞行系统,称之为“航天飞机”。它不同于火箭和飞船体系,但也不只是飞行器,而是整个“航天运输概念”,其飞行任务代号即为航天运输系统(SpaceTransportationSystem,简称STS)加上系列号。比如,1999年7月23日第一次由一位名叫艾琳・柯林斯女士担任指令长的飞行任务命名为STS-93。美国航空航天局代表美国政府,全面负责国内外的航天飞行业务。
航天运输系统整个合同由德州休斯顿的美国航空航天局约翰逊航天中心(JSC)负责组织实施,它由四大单元组成:一套轨道飞行器即俗称航天飞机,两套火箭助推器(SRB),一套推进剂箱和三台主发动机。航天飞机由位于加州的洛克韦尔国际集团航天运输系统部制造,它也负责全机系统集成及整套航天运输系统。火箭助推器由犹他州的马顿集团设计制造,但在肯尼迪航天中心完成总装和系统集成。推进剂箱由新奥尔良的马丁・马瑞塔集团制造。发动机系统由美国航空航天局马歇尔航天飞行中心负责,由洛克韦尔集团的加州洛克代尼分部制造。
航天运输系统主要用于近地轨道往返运输,其指挥控制中心在约翰逊航天中心。肯尼迪航天中心负责发射升空、返航着陆和地面周转及保障。
第一架航天飞机代号为OV-101,正式命名为“企业”号,用于地面各类实验和飞行验证。正式用于升空的是OV-102即“哥伦比亚”号,于1979年3月25日由波音747驮载到肯尼迪航天中心。之后,改进过的OV-099命名为“挑战者”,于1982年7月5日交付,OV-103命名为“发现者”,1983年11月9日抵达肯尼迪航天中心。1985年4月3日交付的OV-104命名为“亚特兰蒂斯”。这些名字来源于美国历史上著名的航海舰艇:“哥伦比亚”号是1836年投入使用的挂帆快艇,为美国海军环球航行的主要舰船之一。“挑战者”也是海军舰艇的名字,它参加过1872年至1876年间的大西洋和太平洋远洋探险。“发现者”在1610年至1611年间探索大西洋和太平洋西北方向的捷径,并发现了夏威夷群岛等地。“亚特兰蒂斯”为美国海洋地理研究所1930年到1966年间使用的一艘双桅帆船。
当前,美国有两个航天运输系统发射中心,肯尼迪航天中心负责赤道轨道、加州范登堡空军基地负责两极轨道发射任务。它们也是航天飞机的正常着陆点。加州爱德华兹空军基地作为主备降基地,白沙空军基地供紧急返航着陆使用。如在外地着陆,需用特制的波音747把它驮载回到肯尼迪航天中心,再次飞行准备时间增加一周,费用也增加100万美元左右。但爱德华兹拥有独特的先天条件:11400公顷坚硬广阔的干涸湖床作为基本跑道,长达12公里,还建有一条水泥跑道,用于夜间着陆,以免沙尘过多影响灯光引导系统,天气条件也比肯尼迪航天中心好,特别是航天飞机较重或肯尼迪航天中心天气变化时,只要在着陆之前提前一段时间,都可以临时备降到爱德华兹。目前,在这里着陆次数多达半数以上。
为了获得着陆飞行和地面保障经验,航天飞机头三次返回着陆,也在爱德华兹空军基地进行。1983年6月,由“挑战者”号航天飞机完成了代号为“航天运输系统-7”的航天飞行,原计划首次实现在肯尼迪航天中心着陆,因天气原因,依然在爱德华兹着陆。之后的两次也是如此。一直到了1984年2月11日,代号“41-B”的飞行任务才实现了在肯尼迪航天中心的第一次着陆。但在1985年的一次着陆中,由于刹车过度,一个机轮爆破,导致有关方面再次考虑肯尼迪航天中心着陆的安全性。在加装了前轮操纵系统和改进了刹车系统后,1986年元月,“挑战者”代号“61-C”的飞行计划才重新安排肯尼迪航天中心作为返航着陆点,但因天气恶劣再次改降爱德华兹。两周后,“挑战者”自身在发射中不幸损失,因此重新考虑肯尼迪航天中心的着陆设施是否足够安全。之后,改进了航天飞机的主起落架和碳刹车,增强了前轮操纵性,更换了轮胎型号。1991年交付的“奋进”号就是第一架改进后的航天飞机。同时,重新设计了肯尼迪航天中心的跑道表面摩擦性,减少了两端头1066米正常接地区域对轮胎产生的磨损,加长了安全道长度。1991年,肯尼迪航天中心得以重新作为返航着陆基地使用。
复杂繁多的准备
发射前的准备工作在肯尼迪航天中心飞行保障中心大楼内进行,在那里,航天飞机与火箭助推器组合在推进剂箱上,姿态垂直向上,然后,用履带式平板运载车把它们整体运往指定的发射台。肯尼迪航天中心第一个用于航天运输系统任务的发射台代号为39-A。在正常情况下,机组人员通过旋转悬臂式通道进入航天飞机,该通道高44.8米,回转幅度70度,时间30秒,航天飞机在点火前7分24秒与它脱离。机组的紧急撤离通道为封闭式消防撤离滑梯,一共有7套,每套里面有一个直径1.5米、高度1.05米的撤离笼,可搭载3人,经4组缆索吊落到发射台下,然后,机组通过台下的防爆斗,撤离可能爆炸的发射台。在正常情况下,它在发射前30秒脱开。
专门为航天运输系统设计了着陆设施,于1976年完成。跑道长度4571米,宽91米。中间高,两侧低,以形成良好的排水能力。此外,有300米延长道。跑道南停机坪为常规停机坪,东北停机坪为装卸停机坪,用于将航天飞机装在波音747机背上,或者从该机机背上卸下来。专用的装卸台长45米,宽28米,高32米。在跑道中段外侧,设有指挥塔台、救护队和消防队,还有一个供舆论界和宾客观赏着陆过程的看台。
航天飞机相当于DC-9飞机大小。从这个角度说,并不需要这么长的跑道。但它没有动力,又以超音速大速度下滑,以及没有复飞能力,必须尽量为其着陆操作创造便利条件。
跑道异物对这样大速度着陆的飞机十分危险。因此,在飞机接地前15分钟,地面人员要对跑道进行最后检查。然而,飞鸟很容易打伤航天飞机表面的隔热瓦。作为野生自然保护区,这里的鸟类有300多种。工作人员使用驱鸟广播,经常修剪跑道两侧草坪,以免鸟类接近跑道。
飞机接地后,由于它没有动力,需要用柴油牵引车把它拖回飞行保障中心。训练用的航天飞机飞行模拟器也坐落在这里。航天飞机的飞行技能也通过T-38教练机来训练。这些飞机也停放在这个区域。此外,用于保障工作的其它运输机和直升机也在这里作业。
此外,还有一套由电子控制的精密着陆灯光辅助系统。从高度2285米起,如果航天飞机高于预定的下滑道,机组人员看见的灯光是红色的,反之,是白色的。只有飞机处于预定的下滑道之内,他们才可以同时看见红白两色的灯光信号。整个着陆机动阶段均有灯光引导信号,机组人员只要调整飞机姿态,同时看见红白相间的灯光信号,就说明飞机处于正确的下滑道上。在离地面高度676米左右时,可以看见4组,每组各24个灯源的接地指示信号。如果机组人员看见它们为红白两色,就可以放下起落架,使飞机进入接地状态。夜间着陆时,跑道灯光呈背光照明状态,以免机组人员感觉眩目。
在气象条件要求方面,在航天飞机处于轨道上,要决策是否开始着陆时,从时间上说,大约距离着陆点90分钟时,要求肯尼迪航天中心当地低于3047米的云不多于20%,能见度不小于8公里,侧风不大于22公里/小时。如果本次着陆重量较大,则还需要把侧风条件提高到不大于19公里/小时。同时,在着陆地带55公里范围内,不得有雷暴条件,在19公里内,不得有降水的可能。
气象预报由约翰逊航天中心航天飞行气象中心发布,也需要肯尼迪航天中心现场观测小组的实际数据,并与相邻的美国空军卡纳维拉尔角空军基地的气象预报中心协调。同时,美国航空航天局的气象探测飞机在空中进行实际数据探测。对所有这些数据进行综合分析比较后,才能做出是否可以开始着陆的气象预报。
着陆后工作
在着陆前两小时,着陆保障部门就投入了工作。这涉及到150多人,30辆专用车辆。他们对机组的引导和护航不仅仅在飞机落地后,而是从航天飞机脱离轨道就开始了。无论航天飞机在哪里着陆,都由这些保障人员负责。
在飞机着陆后,飞机停在跑道上,首先由身着全封闭保护服的探测人员对飞机外围进行探测,检验分析是否有高度可燃或有毒气体及浓度如何。如果探测到有关气体浓度很高,而且当时无自然风,就需要使用专用车辆对航天飞机吹风。之后,由净化冷却车辆接上补给管,通过这根管道,以检测氢的浓度。如果浓度高于3%,应立刻对航天飞机停车关机,并对机组实施紧急撤离。反之,着陆后的行动继续按正常程序进行,即通过补给管道,向飞机内注入净化空气和冷却剂,进一步除去飞机各舱位或腔体内可能存在的有害或可燃气体。这些都在着陆后45分钟内进行,当然,地面空调系统接通后,就可以关闭机上冷却系统了。
当确认一切无误后,机组舷梯车靠上航天飞机舱门,打开“安全检查间”,机组人员进入这里,由医生进行短暂的体检,通常,这种检查工作需在飞机着陆后60分钟内完成。
接下来便是机组人员撤离飞机。他们从“安全检查间”直接走向机组接送车。这个接送车是用普通机场旅客摆渡车改装过来的。所以,在外面观看着陆的人看不见机组人员下机。
在机组人员离开飞机后,整个引导和护航行动结束,约翰逊航天中心则把后继工作交给肯尼迪航天中心。地面保障人员登上航天飞机,准备把它牵引回飞行保障中心。轮胎系统冷却需要45分钟,这个期间的工作是把各种开关关闭并打开保险,从实验装置上取下实验数据记录和存贮器。还需要把起落架彻底锁定在“放下”位置上,卸下前轮减速装置,连接好牵引杆。通常,在着陆后4小时开始牵引,整个牵引工作在6小时之内结束。
虽然航天飞行任务由约翰逊航天中心指挥,但肯尼迪航天中心的工程测试小组位于发射控制中心内,一直在监测航天飞机上的数据。在约翰逊航天中心把航天飞机控制权移交给肯尼迪航天中心后,该小组开始指挥后续工作,直至把航天飞机拖回到指定的飞行保障中心。那里,也是它下一次飞行的准备地点。肯尼迪航天中心目前有三个飞行保障中心,将根据任务不同决定在哪里准备下一次升空。
中断起飞和紧急返航
象普通飞机要考虑紧急迫降一样,航天运输系统必须考虑发射后,遇到紧急情况航天飞机如何中断起飞或者紧急返航。
在上升阶段,如果飞行性能受到影响,如主发动机故障,或姿态控制发动机故障,就要考虑中断起飞。入轨飞行后,如果发生舱体泄漏、环境系统故障、人员或者实验本身发生意外影响到飞行安全等,需要缩短日程,紧急返航。无论哪种非正常返航,都可归结为“返场着陆”和“就近着陆”两类,前者是返回预定着陆点,后者则为了尽最大努力拯救机组人员的生命安全,在来不及返回预定地点情况下实施。由于“就近着陆”保障条件差,风险相对比较大,因此,这个方案往往是在最后抉择。只要条件允许,应首先采用“返场着陆”方案。
在“返场着陆”方案中,又可分为四种情形:如果在上升过程中发现问题,应立刻降低预定飞行轨道高度,立刻减少所需功率,提前进入平飞,抓紧时间评估故障情况,决定是否继续上升,还是立刻返航。因此,需要研制继续上升或者立刻返航下降这两套临时机动推力程序。这套程序称之为“中断入轨程序”(ATO――AborttoOrbit)。这时,如果可以返回发射地,则执行“返回发射地着陆程序”(RTLS――ReturnToLaunchSite)。与正常着陆程序不同的是,与紧急着陆时飞机需要空中放油以减轻着陆重量类似,首先降低轨道,继续飞行,以便尽快消耗燃料,然后再返航。第三种情况是,入轨后需要返航,即需要立刻缩短后续日程,则按正常返航程序脱轨,再入大气层。这套紧急返航程序称之为“中断任务程序”(AOO――AbortOnceOrbit)。第四,如已错过执行“返回发射地着陆程序”(RTLS――ReturnToLaunchSite)点,则按弹道轨迹飞越大西洋下降着陆,称之为“飞越大西洋着陆程序”(TAL――TransatlanticLanding)。预定的备降点设在沿着飞行轨迹预定的有关机场,以尽量减少航天飞机的机动飞行。
如果两台主发动机发生故障,或其它系统也相继发生故障,无法完成任务,就必须考虑“就近着陆”方案了。这时,首先考虑如何保障机组人身安全,并不在乎航天飞机在哪里着陆。尤其在发动机相继故障或者引起其它系统的连锁反应后,无法很好地控制住飞行姿态,这时,可能需要实施“俯冲返航方案”,即机组人员使用救生逃逸装置脱离航天飞机。
肯尼迪航天中心未来的发展
自从第一次发射火箭以来,肯尼迪航天中心已经运转了半个世纪。如今,这里已是世界上规模最大、发射品种最多的航天发射场。当前,它由美国空军第45航天联队和肯尼迪航天中心工作队共同支持发射任务。在这里,还从事相关科研工作,包括研究今后的太空港技术,这里也是美国在阿拉斯加州卡迪亚克岛新建的火箭发射基地的主要技术支持者。当前的商业飞行主要是把价值几百亿美元的卫星送上预定轨道,将来有哪些运输需要呢?
计划之一是,在今后10年内,可以为科研、制造和国际运输、商务旅行,甚至普通旅游业提供航天飞行。在旅游业方面,目前最具实用情景的是在近地轨道上小住。也许在不远的将来,就会有普通旅游者来到肯尼迪航天中心,搭乘航天飞机去近地轨道上的太空旅馆。
因此,首先要考虑在肯尼迪航天中心如何部署相应的太空港。开发航天运输系统大致与航空运输系统类似,首先,需要一个机场。这个机场应该是什么样子,在没有先例可供参考的情况下,主要靠科学和艺术的想象力。可以预计,如果航天技术继续保持现有的发展增长,在不久的将来,太空旅行也会成为一种大众运输方式。航空运输之所以从探险演变为大众运输工具,主要归功于技术进步。肯尼迪航天中心的科研目标正是如此:努力开发航天运输技术,使之更安全、更便捷,更便宜。
新型航天飞行器由美国航空航天局的其他科研中心研制,肯尼迪航天中心则负责先进的太空港技术,以全面降低飞行器的运行成本。当前,送一位体重仅30公斤的孩子上近地轨道的成本是60万美元,大多数家庭无力负担。美国航空航天局的目标是,未来20年内,大幅度降低航天运输成本,当前是20000美元/公斤,今后10年内降低到2000美元/公斤,接下来的10年,降低到200美元/公斤。
太空港技术,包括用于准备空间货物、航天飞行器、发射和回收航天飞行器的方法、机械和运转机构。今天的航天运输不仅仅是火箭技术,它也是一种改进人类生活的科学技术。比如说,已经从肯尼迪航天中心发射上天的卫星降低了长途电话的成本,提供了更多更好的电视频道和节目,提供了更便捷的个人信用卡交易,还有非常便宜的个人卫星定位导航系统、全球范围的互连网络,以及全球范围的气象监测能力。当然,未来的太空港应该便于洲际旅行,首先是在邮递和货物运输方面。也许在将来,他们还应该是人类前往近地轨道旅馆的起点。说得更远一点,也是人类飞往火星的起飞机场。
责任:京勉■

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