挑战者号
航天飞机是美国正式使用的第二架航天飞机,是由
洛克威尔自动化公司研制,整架
的空重为70552kg加上主
发动机后重79500kg,可容纳三名救援飞行机组人员和最多七名获救机组人员。主要由
轨道飞行器、外置油箱、主要发动机、固体火箭助推器组成。
开发初期原本是被作为高拟真结构测试体(high-fidelity Structural Test Article),因此初期机身代号为STA-099,但在挑战者号完成了初期的测试任务后,被改装成正式的轨道载具(
Vehicle),因此代号改为OV-099,并于1983年4月4日正式进行任务
首都航空。
然而很不幸的,挑战者号在1986年1月28日进行代号STS-51-L的第10次太空任务时,因为右侧固态火箭推进器(
固体 Rocket Booster,SRB)上面的一个O形环失效,导致一连串的连锁反应,并且在升空后73秒时,爆炸解体坠毁。包括太空舱本体与当时机上的7名航天员,全在该次意外中丧生。
研发历程
命名由来
挑战者号
航天飞机最初被称为STA-099,旨在作为
美国航空航天局航天飞机计划的测试飞行器。它以
英国皇家海军研究船 HMS Challenger 命名,该船在 1870 年代在
大西洋和
太平洋航行。阿波罗17号登月舱也带有挑战者号的名字。
时代背景
挑战者号最初被称为STA-099,旨在作为
计划的测试飞行器。但是,尽管
099开始在地球上,但它注定要进入太空。
在 1970 年代后期,
努力寻找更轻的
轨道飞行器,但需要一个测试飞行器来确保更轻的机身能够承受太空飞行的压力。当时的计算机软件还不够先进,无法准确预测STA-099新的优化设计将如何应对高温和压力。最好的解决方案是让车辆进行为期一年的密集振动和热测试。
正式立项
施工里程碑 – STA-099
1972 年 7 月 26 日 授予洛克威尔
跨国公司合同
1975 年 11 月 21 日 开始机组模块的结构组装
1976 年 6 月 14 日 开始机尾结构组装
1977 年 3 月 16 日 机翼从
抵达帕姆代尔
1977 年 9 月 30 日 开始总装
1978 年 2 月 10 日 完成总装
1978 年 2 月 14 日 从 Palmdale 推出。
1979年1月1日 它在洛克威尔
跨国公司的Palmdale,
加利福尼亚州,根据一项合同进行了修改
1979年1月28日 开始机组模块 的结构组装
1976年6月14日 开始后机身结构组装
1980年11月3日 开始总装
1981年10月21日 完成总装
1982年6月30日 从
推出 1982 年7月1日 从帕姆代尔 到爱德华兹的陆路运输
1982年6月30日从棕桐谷设施推出。该飞行器被运往
,成为
舰队中的第二个
轨道飞行器。
1979年初,
授予
轨道飞行器制造商
一份合同,将STA-099改装成太空级轨道飞行器
099。该车的改装于当年晚些时候开始。尽管这项工作比改装美国宇航局的第一个轨道飞行器企业号要容易,但这是一个涉及拆卸和更换许多零部件的主要过程。
1982 年 7 月,加入
宇航局航天飞机机队的第二艘轨道飞行器 OV-099 抵达
佛罗里达州的
,命名为“挑战者”。
挑战者号于1983年4月4日正式进行任务
。挑战者号在1986年1月28日进行代号STS-51-L的第10次太空任务时,不幸坠毁。
测试组装
本身虽然是一种需要承受极大外力的飞行工具,但它同时也需要尽可能地减轻本身重量,因此几乎整架机身的每一部分,都负担了非常大的结构
应力。但考虑到当年的
技术有限,工程师们并没有把握光靠软件仿真就能将航天飞机在受到机械负荷与热负荷情况下的表现,计算到非常精准的程度。除此之外,挑战者号的机翼部分也经过相当程度的改良与强化,这些参考数据全来自它先前所进行的那些实机测试。最后,在驾驶舱中加装上两具抬头显示器(HUD)之后,挑战者号的改装工程遂告一段落,整架
的空重为70552kg加上主
发动机后重79500kg,比
约轻了1311kg。挑战者号飞行次数:10次,绕行
地球987圈在太空中总共停留69天。
挑战者号在1972年完工启用时,主要的功能并非实际担负往返地球与
外层空间之间的轨道运具功能,而是
的建造计划初期,用来测试机身结构安全性的高拟真结构测试体(编号STA-099),由洛克威尔(Rockwell)公司制造,在1978年2月4日送抵
(Lockheed)42号工厂,开始进行实际的结构测试。之所以需要这种测试,是因为太空舱本身虽然是一种需要承受极大外力的飞行工具,但考虑到当年的电脑技术有限,工程师们并没有把握光靠软体模拟就能将
在受到机械负荷与热负荷情况下的表现,计算到非常精准的程度。为了安全,唯一的解决方法就是用真的太空舱进行测试分析,这也是挑战者号被制造出来的原因。
STA-099在一个由256架油压千斤顶所组成的43吨重测试仪中,进行了为期11个月的测试与分析,这些千斤顶能在836个不同的部位上施加荷重。在电脑的控制下,能够逼真地模拟出太空舱在发射、爬升、绕行轨道、重返大气层与降落时所受到的各种力量,其中,
主引擎启动时的庞大推力是由三具100万磅(约450公吨)推力的液压汽缸来模拟。在
当初获得的那纸26亿美元合约中,该公司需负责制造一对静态测试体(也就是主推进器测试体MPTA-098与结构测试体STA-099),以及两架初期飞行测试载具(也就是
101与OV-102)但在1978年达成的一项决议中,决定不将用来作为迫近与降落测试(ApproachandLandingTest,ALT)用途的企业号太空舱改装成可以实际使用的的轨道载具,使得真正可以执行任务的轨道载具剩下了
而已。因此在1979年1月29日时,
与洛克威尔补签了一张合约将挑战者号(当时编号STA-099)从测试载具的状态改装成真的可以执行太空任务的轨道载具OV-099。STA-099在1979年11月7日被送回原制造商洛克威尔,改装工程也从那时开始,要将挑战者号由测试用途改装成任务用途的工程规模比较单纯,但挑战者号然然躲不掉整架被拆解开来再重新组装的命运这主要是因为,原本的挑战者号上装置的是一个模拟用的乘客舱因此工程师得将整个太空舱的前半段机身拆开才有办法取出模拟舱,放入真正有功能的乘客舱模组。
最后,在驾驶舱中加装上两具抬头显示器(HUD)之後,挑战者号的改装工程遂告一段落,整架太空舱的空重为155,400磅(70,552公斤),加上主引擎后重175,111磅(79,500公斤),较
约轻了2,889磅(1311公斤)。挑战者号进行第10次任务时,于升空过程中突然爆炸坠毁。
服役历程
挑战者号于1983年4月4日开始了她的
处女航STS-6。该任务见证了
计划的首次太空行走,以及跟踪和数据中继系统
中第一颗
的部署。该
轨道飞行器在STS-7任务
第一位
女性
(Sally Ride)送入太空,并且是第一个在STS 41-G任务中携带两名
女宇航员的轨道飞行器。
挑战者号是第一个在STS-8任务中发射和降落的轨道飞行器,也是第一次在
着陆的航天飞机,结束了STS 41-B任务。太空实验室 2和3在STS 51-F和STS 51-B任务中登上了飞船,STS 61-A上的第一个
德国专用太空实验室也是如此。在挑战者号执行任务期间,进行了大量科学实验和卫星部署。
1986 年 1 月 28 日,挑战者号对
太空计划的服务以悲剧告终。在STS 51-L任务开始仅73秒时,助推器故障导致爆炸,导致七名宇航员和飞行器丧生。
参考资料
重大事件
重大事故
2012年2月13日消息,据国外媒体日报道,1986年1月28日,“挑战者”号
航天飞机在升空后不久发生爆炸,7名机组人员全部遇难。1986年6月9日,委员会公布了最终的事故调查报告。报告指出,挑战者号的意外是由右侧固体火箭推进器尾部一个密封接缝的O型环失效,导致加压的热气和火焰从紧邻的外加燃料舱的封缄处喷出,造成结构损坏。O型环的失效则归因于设计上的缺陷,以及发射时持续多日的低温都是潜在的因素。除了设计和天气原因之外,调查委员会还将事故原因部分归咎于
本身的不完善的内控制度和决策机制。
周年悼念
每年1月最后一个周四是
美国航空航天局的“纪念日”。2011年1月28日是“挑战者号”空难事件25周年纪念日。NASA设在全国的站点都降半旗。此外,NASA的官员们还向
肯尼迪航天中心等处的宇航员纪念碑敬献花环。
NASA局长查尔斯•博尔登发表声明说:“遇难宇航员们的精神遗产永存,在我们的日常工作中激励着一代代太空探索者。每天,我们都克服新的挑战,以及有任何新发现,都是在向这些英勇的人们致敬。”