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航天飞机是否可以在到达预定轨道之前中止任务并返回地球?

归档日期:06-14       文本归类:返回轨道      文章编辑:爱尚语录

  注:NASA(美国国家航空和宇宙航行局)的航天飞机计划已于2011年结束,但以下描述的信息是一直适用于航天飞机的。

  是的,理论上航天飞机可以在上升前往轨道的过程中停止行进并返回地球,尽管迄今为止没有发生过重大的中止事件(只有一个例外,我们在后文中会提到)。航天飞机上有两种上升中止模式,这些《航天飞机参考手册》的“事件”章节有叙述。这两种中止模式包括四种完整中止模式和一种应急中止模式:在完整中止模式中,机组人员可以驾驶着飞行器前往非预定轨道的其它地方;而在应急中止模式中,机组人员需要从飞行器中疏散撤离(这种模式在“挑战者号”航空飞机爆炸事件以后被发明出来)。在实际操作中,选取何种操作模式取决于两点:何时需要中止、以及造成中止的原因。

  在这四种完整中止模式中,只有两种允许航天飞机在达到一定的轨道前降落。其中,第一种完整中止模式允许机组人员在起飞大约25分钟以后,将飞行器降落到肯尼迪航天中心。如果航天飞机的主要发动引擎在发射后4分钟20秒内停止运行,这第一种完整中止模式可以被使用。在第二种完整中止模式中,飞行器会沿弹道轨迹穿越大西洋并降落在一个事先选定的地址,此地址会在西班牙、冈比亚或者摩洛哥。

  如果飞行器需要快速降落,且其剩余燃料不足以保证飞行器飞回并降落在肯尼迪航天中心,这时机组人员可以选用第二种完整中止模式。第三种模式是轨道中止。在这种情况下,飞行器由于引擎原因无法到达预定高度,将进入一个低空圆形轨道。第四种模式是一次性中止,并降落在爱德华兹空军基地或者返回肯尼迪航天中心。这种模式适用于两种情况,一是飞行器不能进入合适的轨道,或者在进入太空以后需要快速降落。

  第三种中止模式,轨道中止(简称为ATO),于1985年在“挑战者号”的航行(编号STS-51-F)过程中被使用到,且是历史上唯一一次被使用过的发射后中止模式。在那次任务的过程中,航空飞机绕地飞行的轨道比预定轨道稍低些。然而,总体来讲,那次任务是成功的。严格意义上讲,这次任务采用了中止程序;但是,这个例子不符合人们对于“航空飞机中止任务”这个问题的认知。

  应急中止模式需要机组人员在飞行器内启用逃生系统,这样机组人员可以在一个安全的高度离开飞行器,并跳伞到达安全地方。想更详细地了解这些方案,可以点击上方的网址查询。

  即使这些方案最后都没被用上,NASA还是非常认真地对待它们,并确保它们是可行的。例如,如果跨大西洋区域内事先选定的备用降落地点天气糟糕,NASA不会选择将航天飞机降落到那些地方,因为在那样的情况下机组人员无法使用中止模式。

  STS-51-F(也被称为“空间实验室2”)指的是NASA航空飞机计划的第19次飞行,也是“挑战者号”航空飞机的第八次飞行。在这次任务中,“挑战者号”于1985年7月29日从佛罗里达的肯尼迪航天中心发射,并于发射后的第八天8月6日就降落了。

  STS-51-F最主要的任务是测试“空间实验室2”实验模块,然而最为大众所知的测试则是碳酸饮料分配器的评估,后者是一项测试性实验,起因是可口可乐和百事试图为宇航员提供碳酸饮料。此外,在这项任务中,一架由氦冷却的红外望远镜被航天飞机带入太空。尽管这台红外望远镜有一些问题,它还是观测到了60%的银道面。

  在发射的过程中,“挑战者号”主引擎(SSME)的数个传感器无法正常工作,因此机组人员被迫采取了“轨道中止(ATO)”紧急措施。这也是历史上唯一一次在发射后采取中止措施的飞行任务。在采取了轨道中止紧急措施以后,“挑战者号”在稍低高度的轨道上完成了此次任务。

  后排左起:马斯格雷夫、埃克顿、巴托前排左起:英格兰、海因兹、福勒顿、布里奇斯

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