乘“太空巴士”去太空

2013-10-22 05:37
少年科学 2013年9期
关键词:空天飞机航天飞机大气层

2033年的一天,在购买了数万元一张的机票后,我们进入了一架外形与普通飞机有些差异的大飞机。经过一段快速爬升后,飞机很快飞到云朵之上,似乎和普通的飞行经历没有两样。然而,很快飞机加速了,我们感到身体被紧紧压在椅背上,有一种要被压碎了的难受感。突然,压迫感消失了,我们从座椅上飘移起来,失重了。这是怎么回事?原来我们乘坐这艘空天飞机来到了太空。

“混血儿”飞机

什么是空天飞机?“空”是航空,“天”是航天。也就是说,空天飞机可以担任起航空、航天两大任务。不过,空天飞机主要任务还是飞往太空,被誉为“太空巴士”。

既然有了火箭和航天飞机这两种航天飞行器,为什么还要发展空天飞机呢?这是因为火箭和航天飞机都有不足之处。火箭是“一次性航天用品”,造价几百万到几千万美元的火箭用一次就报废了,十分浪费。

为了避免火箭的浪费,美国人从1969年开始研制航天飞机,前后制造了6架航天飞机,执行了135次航天飞行。航天飞机依靠火箭发动机提供动力,升空时得靠外挂的火箭助推器发射升空,升空后助推器会脱落。

航天飞机比火箭具有可回收性,但是航天飞机单次载荷小,成本却大幅上升,每架造价高达30亿美元,每次十来天的太空飞行需要花费几亿美元。此外,由于航天飞机是垂直发射升空,安全问题很突出。“挑战者号”和“哥伦比亚号”航天飞机都是因发射故障而坠毁或爆炸解体。

为了弥补火箭与航天飞机的不足,美国科学家从1986年开始提出了制造空天飞机的设想。空天飞机是航空航天飞机的简称,打个比方,它就好像是飞机和航天飞机的“混血儿”。

空天飞机不仅安装了较低功率的航空发动机,也安装了较高功率的火箭发动机。这样一来,空天飞机的起飞就不会那么惊心动魄了,它可以像普通飞机那样“温和”地在机场的跑道上通过助跑升空。在大气层内,它可充分利用大气层中的氧,减少了氧化剂的携带量,从而减轻起飞重量,每次太空旅行的成本也随之降低。飞到大气层边缘后,航空发动机关闭,火箭发动机启动,空天飞机利用自身携带的氧化剂继续飞行。

由于空天飞机不需要“猛烈”升空,省却了发射设施,减轻了发射重量,成本随之降低,安全性也大大提升。

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