发现号概况
发现号是美国国家航空暨太空总署(NASA)肯尼迪太空中心(KSC)旗下,第三架实际执行太空飞行任务的航天飞机。首次飞行是在1984年8月30日,迄今为止仍在服勤中,负责进行各种科学研究与作为国际太空站(International Space Station,ISS)计划的支持。
1994年9月9日美国东岸时间下午6时22分35秒,发现号从佛罗里达州肯尼迪太空中心的39B发射台上点火升空,进行代号STS-64的太空实验任务。
命名
如同其它大部分的美国航天飞机一般,发现号的命名,源自于一艘 18 世纪时的英国探险船,伴随著名的詹姆斯·库克( James Cook )船长远征南太平洋的发现号( HMS Discovery )。在库克船长的探险中,完成了包括发现夏威夷群岛、纽西兰乃至于确认澳洲大陆存在等的功绩,而同行中的另外一艘探险船奋进号( HMBarque Endeavour )也成为 NASA 另一架航天飞机奋进号的命名由来。除此之外,库克船长也曾搭乘发现号探索南阿拉斯加与西北加拿大之间的海岸线,虽然当时正值美国独立战争期间,英国与美国是交战国,但由于发现号在从事的是非常重要的科学任务,班杰明·富兰克林甚至特别下达美军不准对该船发动攻击的指令。
其它使用发现号之名的著名船只,还有亨利·哈德逊( Henry Hudson ,今加拿大哈德逊湾的命名由来)在 1610 年到 1611 年间,在寻找「西北水道」( Northwest Passage ,也就是理论中在北美洲北方一条能连接大西洋与太平洋之间的水道,但事后证实它根本不存在)时所搭乘的探险船。英国皇家地理学会( British Royal Geographical Society )曾拥有一艘同样叫做发现号的船只,是一艘以捕鲸船的基本结构为基础,改装后用在 1875 年北极极点探索时的探险船。该协会后来( 1901 年)又造了另外一艘发现号,在 1904 年时进行了南极大陆的探索活动。总之,「发现号」这名字在人类的地理探索史上拥有极重要的地位,这点也被继续在太空探索的活动中延续了下去。
建造
发现号的建造与在它之前的 MPTA-098 、 STA-099 (后来的挑战者号)、 OV-101 (后来放弃改装的企业号)与 OV-102 (哥伦比亚号)不一样,它属于 NASA 建造的航天飞机之中第二期的产品。因此,发现号在设计组装的过程中撷取了许多来自企业号、哥伦比亚号与挑战者号的实际测试与飞行数据加上经验,设计上较为成熟。出厂时其重量较哥伦比亚号轻盈了 6,870 磅 (约 3,120 公斤 ),空重 151,419 磅 ( 68,744 公斤 ),装上三具主引擎后总重 171,000 磅 ( 77,634 公斤 )。与挑战者号一样,发现号的酬载舱曾经过局部的修改,以便能载运与发射使用低温推进燃料的半人马上节火箭,但此计划因为风险过高而被中止,实际上发现号从未实际施放发射过该型火箭。
以下为发现号航天飞机的简单建造历程:
1979年1月29日 - 建造合约签署
1979年8月27日 - 开始建造客舱模块
1980年6月20日 - 开始建造机身下部
1980年11月10日 - 开始后段机身的结构组装
1980年12月8日 - 开始后段机身的初步系统装配
1981年3月2日 - 开始酬载舱舱门的制造与组装
1981年10月19日 - 开始机身副翼的细部制造与组装
1981年10月26日 - 开始在加州多尼(Downey, CA)进行客舱的初步系统装配
1982年1月4日 - 开始机身前段上半部的初步系统装配
1982年3月16日 - 中段机身在加州棕榈谷(Palmdale, CA)就位
1982年8月30日 - 升降副翼(Elevons)在棕榈谷就位
1982年4月30日 - 机翼自格鲁曼(Grumman)公司送抵棕榈谷
1982年4月30日 - 前段机身下半部在棕榈谷就位
1982年7月16日 - 前段机身上半部在棕榈谷就位
1982年8月5日 - 垂直尾翼在棕榈谷就位
1982年9月3日 - 开始最后组装
1982年10月15日 - 机身副翼在棕榈谷就位
1983年1月11日 - 后段机身在棕榈谷就位
1983年2月25日 - 完成最后组装
1983年2月28日 - 开始初步次系统测试与启动动力
1983年5月13日 - 完成初步次系统测试
1983年7月26日 - 完成次系统测试
1983年8月12日 - 完成最后签收
1983年10月16日 - 自棕榈谷完工出厂
1983年11月5日 - 以陆上运输的方式由棕榈谷送抵爱德华(Edwards, CA)
1983年11月9日 - 空运至肯尼迪太空中心
1984年6月2日 - 飞行准备点火测试
1984年8月30日 - 首度飞行(STS-41-D任务)
重要的飞行任务:
1984年8月30日任务STS-41-D——首次飞行
1988年9月29日任务STS-26——挑战者号发生意外后首次恢复的航天飞机飞行任务
2005年7月26日任务STS-114——哥伦比亚号解体意外后首次航天飞机返回太空任务
1990年4月24日 STS-31 发射哈伯太空望远镜(HST)
任务列表
1984年8月30日 STS-41-D 发射两颗通讯卫星
1984年11月8日 STS-51-A 发射两颗与救援两颗通讯卫星
1985年1月24日 STS-51-C 发射一颗隶属美国国防部的电子情报(ELINT)卫星
1985年4月12日 STS-51-D 发射两颗通讯卫星
1985年6月17日 STS-51-G 发射两颗通讯卫星
1985年8月27日 STS-51-I 发射三颗通讯卫星
1988年9月29日 STS-26 挑战者号发生意外后首次恢复的航天飞机飞行任务,发射一颗TDRS(追踪与数据中继卫星)
1989年3月13日 STS-29 发射一颗TDRS
1989年11月22日 STS-33 发射一颗ELINT卫星
1990年4月24日 STS-31 发射哈伯太空望远镜(HST)
1990年10月6日 STS-41 发射尤里西斯太阳探测器(Ulysses Probe)
1991年4月28日 STS-39 发射美国国防部空军675号(Air Force Program-675,AFP675)卫星
1991年9月12日 STS-48 酬载上大气层研究卫星(UARS)
1992年1月22日 STS-42 酬载国际微重力实验室一号(IML-1)
1992年12月2日 STS-53 酬载美国国防部所委托的设施
1993年4月8日 STS-56 酬载大气实验室二号(ATLAS-2)
1993年 9月12日 STS-51 发设先进通讯技术卫星(ACTS)
1994年2月3日 STS-60 酬载真空尾迹屏罩设备(Wake Shield Facility,WSF)
1994年9月9日 STS-64 进行Lidar内太空技术实验(LITE)
1995年2月3日 STS-63 与和平号太空站会合
1995年7月13日 STS-70 发射第七颗TDRS卫星
1997年2月11日 STS-82 维修哈伯太空望远镜
1997年8月7日 STS-85 载运与装设低温红外线频谱仪与望远镜(Cryogenic Infrared Spectrometers and Telescopes)
1998年6月2日 STS-91 最后一次进行航天飞机与和平号太空站间的泊靠任务
1998年10月29日 STS-95 约翰?葛伦(John Glenn)的第二次太空飞行,使他成为世界上年纪最大的航天员
1999年5月27日 STS-96 国际太空站补给任务
1999年12月19日 STS-103 维修哈伯太空望远镜
2000年10月11日 STS-92 国际太空站组装任务
2001年3月8日 STS-102 国际太空站的人员轮调任务
2001年8月10日 STS-105 国际太空站人员与补给运送任务
2005年7月26日 STS-114 哥伦比亚号解体意外后首次航天飞机返回太空任务,国际太空站人员与补给运送任务,新安全装置测试
发现号将于2010年退役。
1994年9月9日美国东岸时间下午6时22分35秒,发现号从佛罗里达州肯尼迪太空中心的39B发射台上点火升空,进行代号STS-64的太空实验任务
本次任务代号: STS-114
美国航天飞机发现号任务代号STS-114是于2005年7月26日0:39 EDT(1439 UTC)发射,是哥伦比亚号在2003年初升空时外部燃料仓碎片击中航天飞机机翼在返回地球坠毁之后,NASA
首度恢复进行的航天飞机飞行任务。任务预定于2005年7月13日执行,在原定发射时间2小时前工程人员在进行飞行前的例行检测时,突然发现一位于液态氢燃料槽底部的液态氢发动机熄火感应器(liquid hydrogen engine cutoff sensor)送出错误讯号以致延到2005年7月26日迟发射。
机组人员
Eileen M. Collins (4), 队长
James M. Kelly (2), 机师
Soichi Noguchi (1) (JAXA), 机员
Stephen K. Robinson (3), 机员
Andy Thomas (4), 机员
Wendy Lawrence (4), 机员
Charles Camarda (1), 机员
( )内为每位机员完成的太空飞行任务次数。
这次升空主要任务:
恢复久被拖延的国际空间站维修工作。“发现”号上的宇航员将更换国际空间站上一个失灵的陀螺仪,在空间站上安装一处外部堆放平台,用于储存空间站上的物品。“发现”号还将携带“拉斐尔舱”到国际空间站。
送粮: “发现”号升空后,将在空中飞行两天,然后在第三天的中午与空间站对接。对接成功后,“发现”号的舱门将缓缓打开,随机携带的仪器和供给将被搬到国际空间站,以适当缓解国际空间站既缺物品又缺部件的窘况。而在这些物品中,有一件东西在众人眼中看来是最珍贵的,那就是“哥伦比亚”号遇难宇航员曾经使用过的个人用品。这些是由他们的亲人捐赠的,目的是要让“发现”号带着去太空,作为对已逝航天人的纪念。除此之外,国际空间站也堆积了重约11吨的垃圾和旧仪器,“发现”号与国际空间站对接后,还将把这些东西带出国际空间站。
拍照: 在“发现”号与国际空间站未对接之前,空间站的两位“居民”将拿出高清晰的长焦数码相机,透过空间站“星辰”号服务舱面向地球的弦舱,对航天飞机的机身特别是腹部的防热瓦部位进行拍照,以检查它的“健康状态”。历时93秒的拍照结束以后,照片将被马上传回地球,用于地面专家对航天飞机任何可能的损坏进行仔细分析。
与此同时,“发现”号本身也做好了充分的准备工作。它将在对接之前对自身的外燃料箱进行拍照,然后将图片传回地面控制中心。控制中心接到照片后将对航天飞机的外部燃料箱在飞行过程中受到的风化影响进行分析。如果这个时候发现航天飞机部件出现损坏,宇航员将在对接后对航天飞机进行维修;如果情况更加严重的话,宇航员就将放弃“发现”号,留在国际空间站等待“亚特兰蒂斯”号航天飞机升天接他们回家。
试验: 7月17日,“发现”号升空后的第五天,“发现”号宇航员将走出舱门,进行太空行走。届时,美国宇航员斯蒂芬·罗宾逊和日本宇航员野口宗千将踩着太空步来到“发现”号的储物箱前,拿出工具和早已准备好的破损防热瓦和碳板样品,进行修理技术试验。鉴于2003年的“哥伦比亚”号悲剧是由于极度高温把机翼防热瓦烧出了一个裂口导致一连串恶性反应引起的,所以此次太空行走,两位宇航员将把精力放在对防热瓦和机翼的试验上。野口宗千将戴着一副太空手套,小心翼翼地用一种灰色的糊状物,像“糊墙缝”一样把破损的防热瓦样品糊好,而罗宾逊则将用像枪一样的工具把一种黑色物质喷到破损碳板上,然后用“抹刀”把黑色物质抹平,使碳板回复“完好”。
“发现”号的宇航员还需要验证在太空修理航天飞机的技术。按照美国宇航局的设想,如果航天飞机机身出现小裂痕,宇航员可以在航天飞机与国际空间站对接后,利用空间站上的机械臂进行修理。如果航天飞机在轨道上运行,宇航员可以进行太空行走,利用专门设备对裂痕进行修理。这些设想都将在“发现”号此次飞行中进行验证。
值得一提的是,这两样试验品都是航天飞机最容易出现故障的部件,正常情况下都被安置在飞机机翼上,2003年的“哥伦比亚”号就栽在了它们身上。试验结束后,这两件样品将被带回地球,送到美国国家航空和宇宙航行局,进行高温测试,以研究如果修复后的它们重新进入地球大气会出现什么样的情况。此后,罗宾逊和野口宗千还将在第7天和第12天进行两次太空行走,进行技术试验,并换掉国际空间站的破旧零件。
测试航天飞机新的安全措施。“哥伦比亚”号航天飞机2003年2月在空中解体后,美国宇航局大幅修改了航天飞机外挂燃料箱设计,全面加强了监测照相设备,以确保航天飞机安全。这些措施是否全面有效还有待验证。
证明: 自从损失了“哥伦比亚”号航天飞机以后,NASA斥资110亿美元改进了剩余三架航天飞机的安全状态,以避免同样的悲剧上演。对于NASA局长克尔·格里芬来说,发射的成功还远不能证明什么,因为人们都知道降落比发射危险系数更大。美国总统布什曾经“义正辞严”地说,美国反对人类将目标瞄准月亮,却拼命施压宇航机构,要求无论如何在2010年完成国际空间站的建设。这样做,一方面是因为国际空间站将成为一个太空哨岗,上面记录着美国的功绩,另一个方面就是因为一旦完成了这个长期超负荷、超预算的工程,美国的财力部门就可以松口气了,其中折射了美国的力不从心。
尽管NASA费尽苦心地改善“发现”号的安全和健康状态,但许多人还是对“发现”号抱有怀疑,毕竟“发现”号的年纪不小了,而且在“发现”号准备发射之前,NASA曾经三度后推发射时间,称对外燃料箱仍然存在担心,所以仍需要加强安全措施,这其中也说明了NASA欲通过一次大的成功来证明自己的决心。
任务计划日程安排
Day 1升空
“发现”号及7名机组成员将从佛罗里达肯尼迪航天中心被发射升空。一旦进入太空,机组成员将打开笔记本电脑,把发射期间从航天飞机上拍摄到的照片以及来自监视航天飞机损坏情况传感器的数据发送到任务控制中心。他们当天还将对航天飞机机械臂进行检查。
Day 2调查
机组人员会把50英尺长的机械臂安装到新的50英尺长的有传感器的尾桁上,并仔细对由增强碳-碳复合材料制成的机翼两端和飞机前端进行调查。在“哥伦比亚”号飞行期间,因为由增强碳-碳复合材料制成的隔热瓦遭到损坏,结果导致航天飞机坠毁。尾桁一端的传感器包每秒移动的最快速度是2.5英寸,这会使该项工作耗时7小时左右。接下来,宇航员会装上尾桁,单独用机械臂检查“发现”号机舱上面以及机组人员所在机舱。
Day 3对接
“发现”号靠近国际空间站准备对接。在距离空间站600英尺处,机长柯林斯将令航天飞机旋转360度,这可以使空间站宇航员谢尔盖·克里卡列夫和约翰·菲利普斯用装有远距照相镜头的数码照相机拍摄“发现”号隔热瓦的高清晰照片。照片会发送给任务工程师和控制人员进行分析。在航天飞机与国际空间站对接后,机组人员打开舱门,开始搬运货物。
Day 4卸货
宇航员使用国际空间站机械臂从航天飞机货舱上把装有数吨供给和设备的多用途后勤舱缓慢搬下来,放到“联合舱”中。接着机组人员开始卸下货物。
Day 5行走
野口宗千和史蒂芬·罗宾逊两位宇航员将开始从“发现”号航天飞机中走出去,进行首次太空行走。他们计划共进行三次太空行走,持续6个半小时。野口宗千和罗宾逊将对受损隔热瓦和增强碳-碳复合材料样品进行修理技术试验。接着,他们将取下紧固装置,把附加装置安装到“美国询问舱”。紧固装置将被用于安装一个巨大的工具平台。在第一次太空行走结束之前,他们会更换国际空间站上出现故障的全球定位系统天线。
Day 6准备
机组人员会继续把货物运到国际空间站,并准备第二天的太空行走。
Day 7检修
在第二次太空行走中,野口宗千和罗宾逊将会取走和更换有问题的控制力距陀螺仪。国际空间站上共有4个负责控制空间站位置和方向的陀螺仪。空间站机械臂将吊起和搬运新老设备,每件设备重达620磅,同时,他们还将安装附加装置和连接电线。一台新的陀螺仪将在太空行走结束时启动。
Day 8运货
机组人员将继续转运多用途后勤舱中的货物,他们还会把国际空间站上的设备放入后勤舱,等待返回地球后进行实验。
Day 9摄像
在第三次太空行走中,野口宗千和罗宾逊将会把外置摄像机和光学系统安装在空间站的支撑桁架上。机械臂会将1550磅的外部工具安置平台从“发现”号货舱搬到“美国询问舱”,野口宗千和罗宾逊会在太空行走时将它夹在空间站上。
Day10收拾
多用途后勤舱关闭后将被机械臂重新放回“发现”号货舱。航天飞机和空间站为“发现”号返航做准备。
Day11分离
宇航员关闭空间站和航天飞机之间的舱门,准备返回。“发现”号与空间站分离。
Day12返航
“发现”号机组检查飞行控制系统,为着陆做准备,同时密切注意航天飞机的脱轨过程。
Day13着陆
“发现”号有效载荷舱舱门关闭,同时发射着陆火箭,令航天飞机重返地球大气层的速度减缓,“发现”号机组驾驶航天飞机返回肯尼迪航天中心。 |