不灭的太空探索精神（下）——航天飞机研发史

航天飞机下线

　　继SSME发动机之后，航天飞机在研制中又遭遇另一个拦路虎，这就是航天飞机的热防护系统。航天飞机轨道器是有史以来人类设计的最大的可控再入航天器，也是第一种可重复使用的航天器。较小的“双子座”和“阿波罗”太空船在再入中使用了烧蚀防护盾，但这个盾非常重而且是一次性的，并不适用于可重复使用航天器。

　　航天飞机的解决方案是用熔融石英玻璃纤维制造的隔热瓦，隔热瓦用胶水粘在航天飞机外表面，在再入过程中承受最严峻的气动加热考验。每架航天飞机需要贴31000片这样的隔热瓦，都必须手工精心装配，即使施工过程没有出现任何错误也要消耗掉难以计数的工时。在粘贴过程中，总是会有已贴好的隔热瓦脱落，结果使整个贴隔热瓦工作看起来是无休止的。

航天飞机再入时的表面温度分布

航天飞机表面隔热材料的粘贴位置

航天飞机底部隔热瓦的结构

黑色是用于下表面的耐高温隔热瓦，表面涂有一层黑色，白色是用于上表面的低温隔热瓦

烧红了手摸也没事

每架航天飞机需要贴31000片这样的隔热瓦，都必须手工精心装配

　　航天飞机计划在痛苦中向前推进，NASA先期制造了一架不能进入太空的航天飞机原型机用于工程发展和滑翔测试。这架原型机被命名为“企业”（一说“进取”）号，于1976年9月下线。“企业”号既没有贴耐热砖也没有安装SSME发动机（尾部安装了发动机模型），尾部还可以安装整体整流罩。1977年，“企业”号在爱德华兹空军基地的NASA德莱顿飞行中心开始试飞，该机共进行了5次滑翔测试，其中第一次在8月12日进行，测试机组为宇航员弗雷德·海塞、戈登·富勒顿、乔·恩格尔和迪克·屈利。

　　为了进行滑翔测试，“企业”号需要由改装过的波音747客机驮载升空，这架波音被称为航天飞机载机（SCA）。NASA改装了两架747，拆除所有不必要的设备，换装更强大的发动机，机背增加航天飞机运载支架，安装了必须的仪器，平尾两端还增加了辅助垂直安定面。波音747 SCA驼载航天飞机起飞将打破了二战德军“槲寄生”组合飞机创造的所有纪录。在正式进行航天飞机滑翔试飞前，SCA和航天飞机组合先要通过一系列的测试飞行。

　　在航天飞机进行首次滑翔试飞前，有批评者担心航天飞机在分离时会直接撞到747的垂尾上，但NASA的一位曾为“水星”计划做出突出贡献的航天工程师——马克思·费格特表示无需担心，事实证明他是对的。“企业”完成滑翔试验后被用于地面试验好几年，随后被公开展出，最终于1985年移交给史密森学会永久保存。

　　其实NASA并不想把第一架航天飞机命名为“企业”号，该机构原本想命名为“宪法”号以纪念美国海军第一艘真正的军舰，以及1976年美国建国两百周年。谁知一大群电视剧《星际迷航》的粉丝写信给美国总统杰拉尔德·福特，要求把第一架航天飞机以电视剧中的飞船“企业”号来命名，总统同意了。NASA的官员对此感到不满，他们并不想航天飞机与什么科幻电视剧有关联，白宫安抚NASA说“企业”也是美国海军沿用依旧的军舰名。实际上，《星际迷航》的粉丝在得知“企业”号永远不会进入太空后也感到很沮丧。

　　“企业”号的命名成为了一个小插曲。在众人的期盼下，1979年的春，第一架生产型航天飞机“哥伦比亚”号下线了，两年后该机准备好了第一次发射。

“企业”号于正在制造的“挑战者”号航天飞机

1976年，《星际迷航》演员参加“企业”号下线仪式

波音747 SCA示意图

1977年8月12日，“企业”号进行了首次滑翔试飞，顺利降落在爱德华兹空军基地