天地往返航班

航天飞机，英文Space Shuttle。Shuttle在英语中有“定期往返客车”、“定期往返列车”、“定期往返轮渡”、“定期往返航班”等意思。航天飞机之所以有这样的名字，正是因为它有着能够多次往返于天地之间的本领。

航天飞机既能像运载火箭一样把人造卫星等航天器送入太空，也能像载人飞船那样在轨道上运行，而且还能像飞机一样在大气层中滑翔着陆。它在轨道上运行时，可在机械和宇航员的配合下完成多种任务，如在轨道上发射和布放卫星，维修和回收卫星，攻击和捕获敌方卫星，执行空间营救和支援以及运送大型空间建筑的构件等等。航天飞机为人类自由出入太空提供了很好的工具，它的研发大大降低了航天活动的费用，是航天史上的一个重要里程碑。

1981年以前，美国的载人航天是通过“水星”、“双子星座”、“阿波罗”和“天空实验室”计划进行的。而用火箭发射载人航天器一次，就要消耗一枚巨大的火箭，同时一些卫星发射后也无法回收。为了解决这个问题，美国在“阿波罗”登月计划后，就着手研制一种经济的、可以重复使用的航天器——航天飞机。这项计划自1972年开始投巨资进行研究，历时9年，花费约100亿美元。1981年4月12日，第一架航天飞机“哥伦比亚”号首次发射飞上太空，并于两天后安全返回。

1983年8月30日，“挑战者”号航天飞机首次实现黑夜发射，6天后又在黑夜降落，宇航员队伍中的布拉福德还成为了第一位“登天”的黑人。1984年2月3日，“挑战者”号再次发射，在7天的飞行任务中宇航员首次进行了不系带的太空行走，此后宇航员“太空漫步”成为航天飞机任务中经常出现的画面。1984年10月5日，“挑战者”号第三次发射，首次搭载了7名宇航员升空，其中女宇航员凯瑟琳·苏利文成为第一位太空行走的女性，从此航天飞机经常运送7名宇航员往返，又使航天技术取得了长足的进步。但是在1986年1月28日，“挑战者”号在升空73秒后爆炸，7名宇航员全部罹难，此后美宇航局暂停了航天飞机发射任务。

在中止了32个月后，1988年9月28日，“发现”号航天飞机升空，5名宇航员向太空中释放了一颗卫星，并完成了几项科学实验，这标志着航天飞机项目再次走上正轨。1990年4月24日，“发现”号航天飞机将“哈勃”太空望远镜送上轨道，人类有了观察遥远宇宙的“火眼金睛”。1992年9月12日，“奋进”号升空，这架航天飞机成为宇航员马克·李和简·戴维斯的“婚礼特快”，这两位宇航员是第一对在太空缔结良缘的夫妇。“亚特兰蒂斯”号在1995年6月27日发射，它实现了航天飞机和俄罗斯的“和平”号轨道空间站的首次对接。

航天飞机停留外太空最长时间的纪录是1996年11月19日发射的“哥伦比亚”号，它共飞行423小时53分钟。1998年10月29日，“发现”号搭载着77岁的参议员约翰·格伦起飞。格伦是曾搭乘“水星”飞船升空的美国首名宇航员，这次他又成为最高龄的“太空人”。1999年7月23日，“哥伦比亚”号发射，这次指挥它的是艾琳·柯林斯，标志着女性首次成为航天飞机的机长。不幸的是，“哥伦比亚”号在2003年2月1日返回地面过程中于空中解体，7名宇航员全部罹难。

2005年7月26日，“发现”号从肯尼迪航天中心正常发射升空。这是美国自2003年2月“哥伦比亚”号航天飞机失事以来的首次发射。2006年，“发现”号航天飞机在佛罗里达州肯尼迪航天中心再次成功着陆。此次“发现”号顺利完成国际空间站维修和建设任务，并为国际空间站送去一名宇航员。

美国已经在2010年让所有航天飞机退役。而美国宇航局设想的下一代“载人探索航天器”将安装在运载火箭顶端。航天飞机将逐渐告别世界载人航天的舞台。

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1990年的4月24日，“发现”号航天飞机将欧美合作制造的哈勃望远镜送入太空，从而宣告了天文学新时代的到来。哈勃望远镜，迄今为止最大的太空望远镜，也是人类历史上的第一座太空望远镜。总长12.8米，重11.5吨，于1990年4月24日随发现号航天飞机发射升空。哈勃为人类拍摄的星空照片已经近500 000张。它上面的广角行星照相机可拍摄上百个恒星的照片，其清晰度是地面天文望远镜的10倍以上，1.6万公里以外的一只萤火虫都难逃它的“法眼”。它创造了一个个太空观测奇迹，包括发现黑洞存在的证据，探测到恒星和星系的早期形成过程，观测到迄今为止人类已发现的最遥远、距离地球130亿光年的古老星系。到目前为止，哈勃太空望远镜已经对25 000个天体做了800 000次观察，穿越旅程约3.8亿公里，相当于到土星做一次来回飞行。

航天飞机“亚特兰蒂斯”号执行的STS-125任务，是前去维修哈勃太空望远镜，任务在2009年5月12日进行。这项任务预计持续11天，期间将进行5次太空行走，通过先进科学仪器给哈勃望远镜升级，并更换它上面出现故障的硬件，从而将哈勃太空望远镜的寿命延长到2013年，哈勃的继任者“詹姆斯·韦伯”太空望远镜，将在2014年发射升空，它的观测性能将远远超过哈勃太空望远镜。

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美国和欧洲的宇航局目前均在研发一种全新的“吸气式”(Air-Breathing)火箭发动机。与传统的火箭发动机相比，这种新型发动机能够从空气中吸取氧气来支持燃料的燃烧，因此在发射时无须携带笨重的氧化剂，进而大大降低航天器的重量和发射成本。美国宇航局认为，在未来40年内，“吸气式”火箭发动机有望会给人类的太空旅行带来一场全新的革命。

让发动机吸入空气以产生助推力并不是什么新想法。几十年来，喷气式发动机一直在采用这种方式工作。超音速喷气发动机通过从大气层吸取空气作为助燃剂，来为轻型宇宙飞船提供动力，可以从根本上降低把飞船送入轨道的成本。目前，每将约半公斤重的物体送入太空轨道，都需要花费约1万美元。以这个价格，把一位68公斤重的人送入太空要花费150万美元。美国宇航局的目标是在今后25年内将发射成本降低到每公斤几百美元。他们相信，卸掉目前燃烧所需的超过450吨的液体氧化剂是一条可行之路。美国宇航局的专家表示，吸气式火箭发动机技术有望使太空旅行走近普通民众。