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叹为观止的空中作业
来源:世界科技百科 专题: 发布时间:06-08

  航天飞机在频繁的太空活动中扮演着重要的角色, 这里着重谈谈太空行走、空间维修、施放卫星.

  太空行走分两种, 一种是身着宇宙服的舱外活动, 为了保险, 这种宇宙服的一端系有一根保险绳, 此绳的另一端接在航天飞机上.世界上第一位从航天飞机步入太空的是美国宇航员马斯格雷夫.他于1983 年4 月7 日当地时间下午4 点23 分, 从打开的货舱舱门走了出去, 此时他的宇宙服拴有一根长约15 米的保险丝, 以免他飞离航天飞机而去.马斯格雷夫在太空中时而伸腿舒脚, 时而自由飘飞, 时而凝神定气, 好不自在.据报道, 到目前为止, 已有三位华人在太空中行走过.最近一次是 1996 年美籍华人柴立中搭乘`奋进'号航天飞机, 在舱外进行了活动.

  另一种太空行走说起来有些离谱.因为宇航员已经离开了航天飞机, 停留在茫茫无际的太空中;按一些人的话说, 他成了完完全全的一个`卫星人'.这个奇迹是1984 年1 月美国布鲁斯·麦坎德利斯创造的.他之所以能在航天飞机周围100 米的地方`游而不离', 完全归功于那个价值750 万美元的`背包'.

  这种`背包'叫`载人机动装置', 是美国马丁·玛丽埃塔公司制造的.它里面全部是铝合金结构, 装有供电系统和推动系统.供电系统由两个锌银电池组成, 每小时可提供752 瓦特的能量.推进系统包括两个贮气瓶, 每个贮气瓶高约76 厘米, 容积约39 升, 可以装液氮.液氮汽化后通过一个套管道和阀门到达推进器的24 个喷口.这24 个喷口分布在上下、左右、前后方向, 每个喷管可以产生7.6 牛顿的推力.这个`背包'重约 150 公斤, 加上宇航员及生命维持系统, 总重量可达三百多公斤.如果同一方向的四个推进器一起工作, 宇航员可以获得每小时75 公里的速度, 这个速度比走快得多, 而在失重的状态下, 真是别有一番滋味.

  这个`背包'的操作有两种方式: 要么宇航员直接用手操作, 操作手柄部在背包边沿上;要么自动操作, 控制钮随时等待着宇航员去按.

  这种`背包'并非只有一个.1995 年2 月7 日, 身着新式`背包'的美国宇航员伯纳德·哈里斯和麦克尔·福勒在太空中进行了太空自由表演, 这被当时的人们称为`太空芭蕾'.这个新装置价值为700 万美元, 质量只有以前背包的1/3, 速度为 3 米/秒.

  再看空间维修.空间维修是载人航天飞机的一种特殊勤务活动.它的应用范围很广, 包括对各种航天器和航天设备的回收、修复、更换等.空间维修必须有两个条件, 一是航天器能够拆卸;一是要有长时间空间停留的载人航天器.对此能够做到的只有航天飞机和空间站.现在我们来回顾一下目前世界上规模最大、任务最艰巨的空间维修——对`哈勃'空间望远镜的修复.

  `哈勃'空间望远镜于1990 年由`发现号'航天飞机送入到近地600公里的近地轨道.两个月后, `哈勃'空间望远镜病症一个个出现.先是镜头出了问题, 成了`近视眼', 可以看到140 亿光年的观测距离缩短为只有40 亿光年;再就是`颤抖症', 望远镜由于太阳能电池帆板经不起热胀冷缩, 出现了颤抖, 大约一天要颤抖16 次;再就是`大脑'出了问题, DF—224 主计算机部分失效.解铃还需系铃人, 修复`哈勃'望远镜的任务落在了航天飞机的肩上.1995 年12 月2 日, 美国东部标准时间4 时27 分, 美国`奋进号'航天飞机发射成功.六个小时后, 航天飞机的指令长和副驾驶员操纵机上11 台轨道机动发动机, 完成了两次机动飞行, 靠近了`哈勃'望远镜.12 月4 日, 航天飞机上伸出加拿大制造的15 米长的遥控机械臂, 将这个庞然大物抓住, 并放在货舱内的可转动专用支架上, 修复工作拉开了序幕.

  12 月5 日, 宇航员霍夫曼中校、博士马斯格雷夫身着宇宙服进入敞开的货舱.霍夫曼用脚上的一个装置将自己的一只脚套在机械臂端的平台上, 并打开了望远镜壳体上的一组后舱盖.马斯格雷夫顺着货舱壁的扶手到达维修位置, 他把一只脚捆在望远镜内, 两人更换了三台陀螺速率传感器, 并装上了新的安培保险丝.此次活动花了近八个小时的时间.

  第二天, 女航天员桑顿、空军中校艾克斯`重蹈覆辙', 进行了第二次舱外活动.先是舱内机械臂操纵手——瑞士航天员尼科利耶空军上尉操纵机械臂将太阳能电池帆板扔掉;再就是两个舱外人员装上了美国制造的新太阳能电池帆板, 采用新伸缩软管式隔热结构, 治愈了`颤抖病', 此活动用了近七个小时.

  12 月7 日, 霍夫曼和马斯格雷夫进行了另三次舱外活动.两人密切配合, 先将272 千克的相机沿镜内导轨推出, 再换上美国研制的WF/PC—2 新型相机.这一次也用了近七个12 月8 日, 艾克斯和桑顿为`哈勃'望远镜主镜装上了新光学系统和计算机.这样, `哈勃'望远镜眼睛得到复苏, 头脑也清醒多了.这次活动花了六个多小时.

  12 月9 日, 霍夫曼和马斯格雷夫进行了最后一次舱外活动, 他们用七个小时更换了一个太阳能电池帆板驱动装置.到这里, 整个`哈勃'望远镜修复工作告一段落.12 月13 日, `奋进号'航天飞机到肯尼迪航天中心安全着陆, 举世瞩目的空间维修计划全部完成.

  最后说施放卫星.到1991 年为止, 美国航天飞机在七次任务外的37 次飞行中, 共发射了30 个高轨道卫星, 释放了19 个低轨道航天器, 捕获了七个航天器.美国航天飞机施放的卫星占发射卫星总数相当的比例.不过, 美国航天飞机在这方面也并不是一帆风顺, 特别是在采用新技术时, 这里有两个例子:

  1994 年2 月, 美国`发现号'航天飞机在轨道上预定施放一颗卫星, 并准备48 小时后回收.可是由于卫星的导航系统出了故障, 机组人员一连错过了几次施放机会, 最后因时间关系而不得不取消了这次施放计划.

  1996 年2 月25 日, 美国`哥伦比亚号'航天飞机进行绳系卫星试验时, 飞离卫星数公里, 直径仅2.5 毫米的白色缆绳因电压过高而断裂.卫星拖着缆绳消失在茫茫太空中.

  当然, 吃一堑, 长一智.航天飞机在失败的经验教训中会不断地完善卫星施放技术, 这是有目共睹的事.

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