航天飛機和宇宙飛船有什麼不同?
宇宙飛船指的是位於火箭頂端的載人航天器,一般不可重複使用;航天飛機是可重複使用的大型載人航天器,與飛船最大的不同在於其飛機形狀的機體。
一般而言,“宇宙飛船”是指位於火箭頂端,利用火箭推力進入軌道,返回時利用降落傘等降落在空曠地帶或海上的載人航天器。它的特點是:價格相對低廉,一般不可重複使用。實際發射時,飛船和火箭構成一個整體,在飛船的頂端還裝有逃逸塔(實際上是一支小火箭),在火箭出現問題時自動點火,牽引飛船迅速飛離到安全區域。任務完畢後,飛船隻有返回艙能夠承受住再入大氣層的高溫,利用降落傘和緩衝火箭降落回地面;其餘的部分留在軌道上成爲太空垃圾,等待有朝一日墜落焚燬。
由於飛船是一次性使用的,又因爲飛船擁有逃逸塔等多種逃生手段,因此現階段飛船的可靠性還是相當高的。歷史上著名的飛船有蘇聯的“東方”號(單人,太空交會)、“上升”號(雙人或三人,太空行走)、“聯盟”號(三人,與空間站或“阿波羅”號對接);美國的“水星”號(單人)、“雙子座”號(雙人,太空行走和交會對接)、“阿波羅”號(三人,登月或與空間站對接)等。中國的“神舟”號飛船於2003年完成載人首飛,2006年完成雙人多天飛行,2008年載三人太空行走,2011年與空間實驗室無人對接,目前已經定型,從頭到尾主要分爲軌道艙(對接和氣閘艙)、返回艙和推進艙,與現階段俄羅斯的“聯盟TMA”飛船相似,但功能更強。美國的“阿波羅”飛船則是分爲登月艙、指令艙和服務艙,指令艙相當於返回艙。目前美國正在研製“獵戶座”飛船,預計將用它實現載人登陸小行星和火星。
航天飛機(也稱太空梭,space shuttle)則是可重複使用的大型載人航天器,與飛船最大的不同在於其飛機形狀的機體。航天飛機在發射時利用火箭推力從發射臺垂直升空,着陸時則像普通飛機一樣水平降落在機場跑道上。與飛船相比,航天飛機的優點和缺點同樣顯著:航天飛機一次升空可載七名宇航員和大量物資,還可攜帶大型整件物品(如空間站艙段和哈勃望遠鏡),在建設國際空間站時成爲主力;航天飛機可捕捉在軌衛星進行現場維修,甚至能將衛星帶回地球修理;航天飛機的起飛和着陸過程較爲舒適,使得專業科研人員只經過少量航天訓練就可進入太空。然而,由於重複使用,航天飛機的機體漸漸老化,增大了故障發生的機率;航天飛機沒有可靠的逃生手段,一旦出問題就會造成重大災難;美國航天飛機發射時必須載人,用它來發射衛星顯得代價高昂。終於,美國的所有航天飛機在2011年悉數退役,航天飛機時代結束了。
美國一共製造了六架航天飛機:“企業”號、“哥倫比亞”號、“挑戰者”號、“發現”號、“亞特蘭蒂斯”號和“奮進”號。“企業”號是驗證機,其餘幾架都經歷過太空飛行,其中“挑戰者”號和“哥倫比亞”號分別在1986年和2003年發生事故損毀。除美國以外,蘇聯也製造過多架航天飛機,其中唯一成型的“暴風雪”號在1988年進行過無人太空飛行。美國的航天飛機分爲軌道器、固體助推火箭和燃料箱三部分,軌道器也就是機體本身;助推火箭並聯在機體兩側,可重複利用數次,也是最危險最不可控的部分;同樣並聯的燃料箱則是一次性的。蘇聯的“暴風雪”號則是並聯在“能源”號火箭上,具備無人飛行能力,可惜僅發射過一次。
此外,空間站的發展催生了專門用於貨運的飛船。典型的貨運飛船隻能將貨物送上空間站,由宇航員卸下貨物並裝上空間站的垃圾,待飛船再入大氣層時燒燬。最早的貨運飛船是俄羅斯的“進步”號,之後歐空局和日本分別研發了ATV和HTV,最近更有SpaceX公司的“龍”式飛船發射升空,並與空間站對接。與大多數貨運飛船不同,“龍”飛船有運送貨物回地球的能力,今後有望進一步改進爲載人飛船。中國也將利用“天宮”系列空間實驗室發展貨運飛船,並將在“天宮三號”升空後進行首次試驗。
最後,還有將人或貨物從一個空間站運往另一個空間站的運載工具——軌道轉移飛行器(空間渡船)。蘇聯“聯盟T-15”號飛船是史上第一艘也是迄今爲止唯一一艘空間渡船。隨着多空間站時代的到來,專用的空間渡船可能很快就將問世。
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