美国航天飞机第二次试航的主要任务 [复制链接]

第6版()
专栏：

美国航天飞机第二次试航的主要任务
李瑞晨
美国花费九年时间、近百亿美元研制的航天飞机，从今年上半年开始，已进入了空间试航阶段。4月12日至14日，它由约翰·杨和罗伯特·克里平驾驶完成了第一次试航，现在又由空军上校恩格尔和海军上校特鲁利驾驶开始了第二次试航。预计明年还将进行第三、第四次试航，然后正式投入使用。
航天飞机试航的总的目的虽然都是鉴定其设计性能，但每次试航又各具不同的特点和试验内容。第一次试航的主要目的是试验它能不能经受实际飞行条件的考验——只要能从地面起飞、进入轨道、安全返回地球就算达到了目的。因此，为它安排的试验项目较少。第二次试航除了要完成第一次试航的任务外，在发射、飞行与空间操作方面都增加了很多新的试验内容，这对以后航天飞机的实用航行将有着重要的价值。
一、检验发射台的改进方案
航天飞机起飞时是以垂直姿态竖立在活动发射平台上，而活动平台坐落在固定的发射基座上。为了排除火箭发动机点火期间的燃气，在活动发射平台上设有排焰道，在固定基座下面有导流锥。但在第一次试航中，由于导流系统未能有效地排除航天飞机固体火箭助推器的燃气，使轨道器周围产生了比预定值大三倍的冲击波压力，导致其升降舵移位、姿控发动机燃料箱的支杆曲屈和座舱内的振动负荷过大。如果以后再出现这类问题，就可能危及轨道器的结构和有效载荷的安全。为此，美航天局花费200万美元研究出一套改进发射台的方案，即点火期间，从发射台上以每分钟约10万加仑的流量向火焰喷水，同时在活动发射平台的排焰道内设置一些水槽，用来吸收和消散固体助推器产生的排气压力。这个方案能否达到预期效果，要在第二次试航中检验。
二、鉴定轨道器本身的设计参数
以往的载人飞船在进行实际载人航天之前都要作一系列的无人飞行试验，以鉴定飞船的结构系统是否合理、可靠。然而对于航天飞机来说，鉴定结构参数的任务是通过试航来进行的。在首次试航中，轨道器的主要试验计划包括两项，一是测量气动参数，二是通过飞机对轨道器再入期间的表面温度进行红外照相，以掌握其实际气动加热的情况，便于改进防热系统。而在第二次试航中除继续上述两项试验外，还增加了以下四项新的试验：（1）监视货舱内的污染与试验遥控机械手；（2）测量防热砖的间隙对再入加热的影响；（3）测量防热砖表面的催化效果；（4）测量各种环境参数。
三、考核轨道器空间观测的能力
航天飞机是一种新型多用途的航天器，它不仅能发射与回收各类卫星，还能从事空间装配、科学实验与观测等任务。为了考查其空间观测能力，航天飞机在二次试航中首次携带了一套遥感装置，将对地球的陆地、海洋与大气的有关现象实施观测。其中主要观测项目有：（1）用旁视摄象雷达拍摄地质构造图象，然后同陆地卫星摄取的正视图象比较，由此得出是否存在石油与其它矿藏的线索；（2）用多光谱红外辐射仪探测岩石结构同其反光特性的关系，寻找最适于从空间进行遥感勘查的光谱区；（3）试验从空间鉴别地球上的水、植物、雪、光地与云层等地物特征的方法；（4）测量海水的颜色，了解海藻分布与海水污染状况；（5）探测地球周围大气遭受一氧化碳污染的情况；（6）宇航员亲自操纵一种特制的摄影机拍摄由一般飞机观测不到的高空雷电现象，提供准确的气象资料。四、试验返航期间机动飞行的能力同一般航天器相比，航天飞机最显著的特点之一是带有机翼。在从轨道上返回地面期间，它能借助于气动升力的作用，滑行上万公里的距离，然后在跑道上水平降落。与此同时，在滑行中，它还能向两侧方向作2，000公里的机动飞行，以选择合适的着陆场地。为试验这种机动飞行能力，宇航员将通过一系列的手动控制，让轨道器进行滚动、偏航与俯仰运动，以获得更多的关于操纵性与稳定性的资料。在轨道器最后的进场与着陆阶段，为取得在有侧向风情况下安全着陆的经验，宇航员还要在着陆场的两条跑道中临时选择一条降落。为此，爱德华兹空军基地的着陆场已装设了一种激光雷达，它将在航天飞机降落前的几分钟内向空中发射红外激光束，测量风向风速数据，提供宇航员使用。