不灭的太空探索精神（下）——航天飞机研发史

1977年，“企业”号进行的第四次滑翔测试，这次没有装尾部整流罩

　　航天飞机的其他组件也陆续到位。为了把商业通信卫星从航天飞机的低地轨道发射到地球同步轨道，NASA设计了一个被称为“载荷辅助模块”（PAM）的简单固体燃料助推器。而美国空军正在着手研制一个更大的两级助推器，最初被称为过渡上面级（IUS），因为空军预计最终会得到一个比IUS更大更好的助推器。最后IUS更名为惯性上面级（缩写同样是IUS）。IUS用于把国防部重型载荷发射到高轨道上，也可以为NASA发射行星探测器。

　　PAM初始型号PAM-D的发射质量为2141千克，推力67.2千牛。PAM也被被当做“德尔塔II”火箭的上面级。更强大的PAM-D2发射质量3697千克，推力107千牛，同时也是“泰坦III”的上面级。

　　IUS由波音公司制造，约5.2米长，发射重量大约14.7吨，第一级提供186千牛的推力，第二级提供76.5千牛的推力。有效载荷能力在地球静止轨道是2400千克，在行星际轨道有效载荷达3630千克。

　　美国空军和NASA之间的关系并不融洽，IUS计划进行得并不顺利，而且IUS还要面对来自NASA的竞争对手——更先进的“半人马”G基本型助推器。“半人马”改装自“阿特拉斯-半人马座”运载火箭的助推器，使用液氧-液氢推进剂，推力并不比IUS大，但可以多次启动。

　　但把一个液体燃料助推器装进航天飞机货舱中的想法不仅存在技术问题，也非常危险。如何加注燃料？一旦中止任务需要排空燃料降落又该怎么办？一些NASA官员强烈反对“半人马”G，宣称除非踏过他们的尸体，否则“半人马”别想上航天飞机。有些宇航员甚至表示如果要执行搭载“半人马”的任务，他们就会辞职。人们关于IUS和“半人马”的争论持续了好几年，最后在1986年“挑战者”号灾难后，“半人马”被彻底取消。

载荷辅助模块（PAM）

安装了PAM的人造卫星

安装在“伽利略”号太空船下方的惯性上面级（IUS）

独立的惯性上面级（IUS）

这是最为夸张的“半人马”G基本型助推器

　　NASA航天飞机计划的另一个重点是更新陈旧的载人航天通信网络来支持航天飞机任务。NASA计划取消大部分地面站，因为这些地面站只能覆盖15％的航天飞机轨道。取而代之的是三颗地球静止轨道通信卫星组成的网络，被称为“跟踪与数据中继系统”（TDRS）。不幸的是，TDRS卫星发展计划遭遇了困难和超支，部分原因是美国空军强加NASA的保密通信要求。

现在NASA的TDRS卫星已经发展到第三代了

航天飞机发射

　　航天飞机的首次轨道发射是1981年4月12日，此次任务“哥伦比亚”仅搭载了两名乘员：“阿波罗”老将约翰·扬和来自空军载人轨道实验室项目的鲍勃·克里平。克里平来自美苏合作的“阿波罗-联盟”测试计划，这是他的第一次太空任务。

　　航天飞机的轨道器、外部燃料箱以及SRB在“阿波罗”项目航天器装配大楼中组装在一起并完成了检查，随后“土星五”火箭的巨型履带式运输车运输到发射场。4月10日，航天飞机被上下擦洗一新。4月12日，有上百万人聚集在肯尼迪航天中心观看航天飞机的首次发射，人群中有克林特·伊斯特伍德、丽莎·米内利、史蒂芬·斯皮尔伯格、乔治·卢卡斯、帕特·布恩和约翰·丹佛等好莱坞明星。这次发射非常壮观，两枚SRB推动航天飞机直冲云霄，留下两道长长的羽烟久久不能散去。

　　航天飞机的爬升速度非常快，以至于在发射后就要稍稍“收油门”以降低机身所承受的应力。在升空两分多钟后，SRB与轨道器分离，打开降落伞落入海中等待回收。轨道器的主发动机继续消耗着外部燃料箱的燃料爬升，很快燃料箱被耗光后抛弃，此时离点火升空还不到9分钟。燃料箱在印度洋上空瓦解。轨道器然后依靠OMS轨道机动系统入轨，一切都按计划进行。

STS-1任务机组约翰·扬（左）和鲍勃·克里平

巨型履带式运输车把“哥伦比亚”号运输到发射场

这次发射非常壮观，两枚SRB推动航天飞机直冲云霄，留下两道长长的羽烟久久不能散去