如果卫星带动力,即自身带的发动机,就可以随时点火,推动卫星向前或向后或向左或向右运动(这种运动就叫机动飞行)。在失重状态下,只要发动机产生很小的力(如几牛、,就可以做小小的机动飞行。当卫星作机动飞行(可以改变轨道高度或改变轨道平面)时,它与航天飞机的相对位置就拉开了,也许一个在“上”面,一个在“下”面,或两者不在一个轨道平面(卫星运行轨道所构成的平面,称卫星轨道平面)内。对付这种‘“耍花招”的目标——卫星,航天飞机就要付出一点代价。它用轨道交会雷达先搜索、跟踪目标,根据目标位置,航天飞机开动发动机,似警车追捕罪犯汽车那样,加速向目标追去,追捕中根据目标位置,或改变轨道平面,或提高或降低轨道高度,逼近目标,最后把目标抓住。
航天飞机首次在太空释放和收回卫星成功说明,为了营救、修理或使损坏的卫星恢复工作,航天飞机可以把它们从浩瀚的太空中抓来,带回地面,使它们“死而复活”。
在未来空间战中,航天飞机除带武器参战外,它灵巧的机械臂,还可以把敌方的“间谍”——侦察卫星抓来,带回地面“审讯”,因此,不能忽视航天飞机的军事用途。
太空修理卫星自1957年前苏联发射世界上第一颗人造卫星以来,各国已向太空发射了数千颗人造卫星,然而“病”者甚多。1984年世界上第一个为卫星“治病”的“医生”出现了,它就是“挑战者”号航天飞机。
1984年4月6日,“挑战者”号航天飞机载着5名机组人员从美国卡纳维拉尔角腾空而起,奉命修复“太阳活动峰年观测卫星”。这颗卫星是1980年发射的,用于在太阳活动峰年测定太阳耀斑数据,仅使用9个月,就“卧”床休息,不能正常工作了。
起飞45分钟后,“挑战者”号航天飞机就飞达与“太阳活动峰年观测卫星”相接近的高度。4月8日,航天飞机驶至距卫星60米处,并逐渐接近至12米处,宇航员纳尔逊带一具捕捉装置离开航天飞机作太空行走捕捉卫星,由于捕捉装置难以咬紧卫星突起部分,未能成功。接着宇航员哈特操纵长达15米的机械臂去抓卫星,尝试4次均未奏效。4月10日,当卫星处于良好状态时,宇航员操纵着长长的机械臂,慢慢插入卫星两块太阳帆板之间,终于逮住了卫星,并将其固定在航天飞机舱内的修理台上。4月11日,宇航员纳尔逊和霍夫坦手持价值100万美元的电扳手、动力改锥、剪刀等修理工具,更换了2个损坏了的组件,卫星修理好了。整个修理持续了3小时20分钟,比原计划提前2个多小时。4月13日,“挑战者”号航天飞机完成了它的历史使命,顺利地返回地面。
“挑战者”号航天飞机在太空捕捉和修理卫星F戊功,不仅具有较高的经济价值,而且还具有重要的军事意义,它开创了航天器的新时代。
航天飞机上的故事
第一个女宇航员1983年6月18日,美国“挑战者”号航天飞机第二次从佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射上天,绕地球飞行98圈后,于6月24日在加利福尼亚州的沙漠里顺利降落。莎莉·赖德就是世界上第一位乘坐航天飞机的女宇航员。
莎莉·赖德身高1.67米,出生于加利福尼亚州洛杉矶郊外的恩雷诺。她自幼爱好体育,曾获国家级运动员称号。1973年在斯坦福大学获物理和英语两项硕士学位,她后来又获天体物理学博士学位。1977年她在斯坦福大学学报上,看到国家航空和航天局招收宇航员的广告后,她就报了名,想试一试。结果非常幸运,她被美国航空和航天局选中了。
1978年,莎莉·赖德在训练中与另一名宇航员史蒂夫·霍利结识,于1981年喜结良缘。
莎莉·赖德在为期6天的航天生活中,出色地完成了任务。“挑战者”号航天飞机在这次航行中创造了航天史上七项第一,其中与莎莉·赖德有关的就有4项。她自豪地说,我参加宇宙航行的目的不是为了名利,而是为了航天事业。
华人宇航员王赣骏1985年4月29日,“挑战者”航天飞机进入太空,开始了7天的太空飞行。这次飞行中,第一位美籍华人宇航员王赣骏做了一项太空科学实验。他是第一位遨游太空的华人。
王赣骏祖籍江苏盐城,1940年6月16日生于江西南昌,童年在上海度过。10岁随家迁往台湾、香港,1963年获物理博士学位,1972年在美国国家航空和航天局下属的喷气推进实验室工作。
1976年,王赣骏提出“失重条件下液滴状态研究”的太空实验课题,不久,这个课题被选为航天飞机上的科学实验项目。1984年,王赣骏被选定为参加太空科学实验的科学家,并负责自己提出的“失重条件下液滴状态研究”课题的实验工作,这样,王赣骏成为世界上第一个登上航天飞机操作自己设计的试验的科学家。
失重条件下液滴状态研究实验是怎么进行的呢?王赣骏花了多年时间,为太空实验进行了紧张的地面准备工作。在航天飞机上,他放了一个空箱子,从箱子的一边伸进一根细管,液滴从这个管子的口中“吐”出,吐出时液滴的大小可以调节。从箱子的四壁发出声波来驱动漂浮在空箱中的液滴,由摄像机和电子计算机记录下液滴形状变化和运动情况。宇航员也可透过箱子的玻璃口观察液滴的变形与运动。
试验由王赣骏亲自操作。在失重情况下操作试验是不容易的事,因为拿在手中的工具无论大小都没有重量,手的动作幅度掌握不住,手边的工具不小心一碰,就会飘得无影无踪。飞行一开始,液滴试验设备就发生故障。王赣骏连夜抢修,加班加点,1天工作15小时,花了2天时间才修好,终于成功地进行了失重条件下液滴形状和运动的试验研究,取得了大量宝贵的资料。
王赣骏在太空所做的失重条件下的液滴动力实验,即在失重状态下的流动力学研究,不仅对研究**在失重条件下的变形和运动具有理论意义,而且为在失重条件下悬浮冶炼技术奠定实验基础,同时对无重力无容器情况下的物质加工也有重要应用价值。
妈妈宇航员安娜1984年l1月7日,一位当母亲不久的宇航员,乘航天飞机在太空遨游了8天,然后才顺利返回地面。这位女宇航员就是安娜·费希尔。
安娜是美国宇航局1978年选中的6名女宇航员之一(她们是麦加勒脱、凯思林、朱迪思、沙利、季农和安娜),她原是个医生。当时安娜和她的丈夫维力亚姆·费希尔在一所医院刚刚结束学习。宇航局找安娜谈话时,年青的夫妇正在度蜜月。
安娜童年喜欢读宇宙航行之类的书,她12岁时曾说过:“等我长大了,那时有了航天站,在那里工作该多有意思啊!”
1978年,他们夫妻同时向航宇局提出申请当宇航员。经过多次测验,安娜首先被录取了,比她的丈夫维力亚姆早了两年。
紧张的宇航员生活开始了,他们要学习物理学、气象学;学习驾驶各种飞机……在6年的训练中,她决定要个小孩,因为她已35岁,维力亚姆38岁了。
她怀孕的头5个月里,除了安娜的丈夫没人知道此事,因为安娜不愿放弃飞行训练。那时,她正在佛罗里达州的肯尼迪航天中心集训。她担负的任务中,一项是如何在发生意外情况下,对宇航员实施急救。在她之前,女宇航员从来不从事这一工作。原因是男宇航员身高、体重和体力都大大超过女宇航员。安娜接受这次任务时想:我要向人们显示,一个妇女是怎样从座舱里把那些大块头男人拖出来的。这时安娜已怀孕4个月了,可谁也不知道。
训练开始了。安娜先从指令长位置上拖出一个宇航员,然后从驾驶员座位上拖走另一个……
一个月以后,安娜终于承认自己已经怀孕了。
正当安娜的小女儿一岁时,安娜与另4名男宇航员乘航天飞机进入太空。当人们问安娜,把女儿丢下这么长时间能放心吗?安娜回答:“我的心情要比一个姑娘沉重得多。”
安娜,一位出色的妈妈宇航员。
震惊世界的航天事故人类为了充分利用太空环境,需要把人员和设备送人太空。在80年代之前,人们只能用火箭来完成这种任务。随着人类太空活动的展开,人们迫切需要如同飞机一样可重复作用的交通工具,于是一种新型航天器——航天飞机诞生了。
1986年1月28日上午,“挑战者”号航天飞机乘载7名宇航员准备起飞。他们是载荷专家、休斯公司工程师、41岁的格雷戈里·贾维斯;第一位太空教师、37岁的克里斯塔·麦考利夫;职业宇航员、飞行任务专家、35岁的罗纳德·麦克奈尔;美籍日裔职业宇航员、飞行任务专家、39岁的埃利森·鬼冢;职业女宇航员、飞行任务专家、36岁的朱迪恩·雷斯尼克;职业宇航员、机长、46岁的弗朗西斯·斯科比;职业宇航员、驾驶员、40岁的迈克尔·史密斯。
ll时38分,“挑战者”号从卡纳维拉尔角腾空而起,发射场看台上欢声雷动,世界上第一位太空女教师麦考利夫所在学校的礼堂里鼓乐齐鸣。
突然,碧空传来一阵巨响,航天飞机与地面的无线电联系骤然中断,“挑战者”号在数秒钟内化成一团火球,从火球的浓烟中散射出的无数碎片像流星雨一样散落在大西洋海面。
在发射场观看的数千名观众和地面操作人员,以及在荧光屏前观看发射实况的电视观众,都被这一突然事件惊呆了。没有一个人愿意相信眼前发生的这一可怕情景是事实,但又不得不承认,“挑战者”号失事了!
“挑战者”号升空约73秒爆炸,7名宇航员全部遇难的消息,闪电般地传遍全球,世界各国数以亿计的人收看了这一事件的实况录像,这一特大新闻轰动全球。
爆炸是怎样引起的呢?调查人员在研究录像和照片时,发现起飞后不久,挂在外燃料箱上的一枚固体助推火箭的密封装置破裂,引起燃料箱发生爆炸。这是航天史上最大的事故。
“挑战者”号爆炸并未影响航天事业的发展,它只能激励人们继续前进,在总结经验的基础上,以新的步伐发展航天事业。