美國(guó)航天發(fā)展史

1、發(fā)展美國(guó)是世界上較早開展航天活動(dòng)的國(guó)家，活動(dòng)規(guī)模和技術(shù)水平居世界前列。起源20 世紀(jì)初，R.H,戈達(dá)德開始研究和試驗(yàn)固體火箭，后發(fā)表著作論證向月球發(fā)射火箭的可能性。1921年，他轉(zhuǎn)向研究液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)并于1926年發(fā)射了世界上第一枚以液氧、汽油 為推進(jìn)劑的液體火箭。1936年，美國(guó)加利福尼亞理工學(xué)院的T.von卡門等人也開始研制液 體火箭。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，美國(guó)在繳獲的德國(guó)V-2火箭的基礎(chǔ)上開始研究大型火箭 和導(dǎo)彈。美國(guó)陸軍在W.von布勞恩等德國(guó)專家的幫助下于1945年發(fā)射了 V-2火箭，1949 年開始研制“紅石”彈道導(dǎo)彈，1954年制定用“丘辟特” C火箭（“紅石”導(dǎo)彈作為第一級(jí)）發(fā)

2、射衛(wèi) 星的“軌道器”計(jì)劃。美國(guó)海軍利用V-2火箭技術(shù)研制“海盜”號(hào)探空火箭并從1949年開始飛 行試驗(yàn)。美國(guó)空軍于1954年開始研制“宇宙神”洲際彈道導(dǎo)彈并提出以這種導(dǎo)彈為基礎(chǔ)發(fā)射 衛(wèi)星的方案。為了不影響彈道導(dǎo)彈的研制，美國(guó)決定由海軍以海盜”號(hào)探空火箭為基礎(chǔ)研制 發(fā)射衛(wèi)星的“先鋒”號(hào)運(yùn)載火箭。1957年蘇聯(lián)成功發(fā)射人造衛(wèi)星促使美國(guó)在執(zhí)行“先鋒”號(hào)計(jì)劃 的同時(shí)抓“軌道器”計(jì)劃。1958年1月31日用“丘辟特”C火箭（改名“丘諾” 1號(hào)火箭）成功發(fā)射 美國(guó)第一顆人造衛(wèi)星“探險(xiǎn)者”1號(hào)。為了加速發(fā)展航天事業(yè),美國(guó)在1958年2月成立了國(guó)防 部高級(jí)研究計(jì)劃局并在同年10月成立主管民用航天活動(dòng)的美國(guó)國(guó)家

3、航空航天局。從1961 年開始實(shí)施“阿波羅”登月計(jì)劃（見“阿波羅”工程），1969年7月首次把兩名航天員送上月球, 并安全返回地球。從1972年起美國(guó)航天活動(dòng)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向開發(fā)和利用近地空間并開始研制航 天飛機(jī)。1982年11月航天飛機(jī)進(jìn)行首次商業(yè)飛行，到1984年底已飛行14次。1984年1 月美國(guó)國(guó)家航空航天局還開始研制永久性載人航天站。在第二次世界大戰(zhàn)中，作為德國(guó)向美國(guó)投降的航天專家，韋納馮布勞恩對(duì)美國(guó)航天事 業(yè)的影響：美國(guó)第一顆衛(wèi)星的發(fā)射成功，以及第一艘載人飛船阿波羅11號(hào)”登上月球作出 突出貢獻(xiàn)，而美國(guó)航天飛機(jī)的研制也是自他手中發(fā)端。從1961年至1984年底美國(guó)先后實(shí)現(xiàn)了 5項(xiàng)載人航天

4、計(jì)劃，完成46次載人航天，耗費(fèi) 約500億美元。1959年4月，美國(guó)國(guó)家航空航天局選拔了第一批航天員，在蘭利研究中心 開始訓(xùn)練。1961年5月美國(guó)第一名航天員A.B.謝潑德乘“水星”號(hào)飛船首次完成軌道飛行。 1961年9月組建約翰遜航天中心，它的任務(wù)是設(shè)計(jì)和制造載人飛船，選拔和訓(xùn)練航天員。60 年代實(shí)現(xiàn)了“水星”計(jì)劃（見“水星”號(hào)飛船）、“雙子星座”計(jì)劃（見“雙子星座”號(hào)飛船）和“阿波羅” 工程。通過(guò)前兩項(xiàng)計(jì)劃解決了載人上天和返回的問(wèn)題，試驗(yàn)了飛船的軌道機(jī)動(dòng)、交會(huì)、對(duì)接 和航天員出艙活動(dòng)等技術(shù)，為實(shí)施“阿波羅”工程奠定了基礎(chǔ)。1969年7月至1972年12月， 先后有6艘“阿波羅”號(hào)飛船完成了

5、月球航行，12名航天員在月面上進(jìn)行了科學(xué)考察，帶回了 月球土壤和巖石標(biāo)本368公斤?！鞍⒉_”工程耗資約255億美元，后因?qū)嵱脙r(jià)值有限而削減 經(jīng)費(fèi)，減少了飛行次數(shù)，提前結(jié)束了計(jì)劃。70年代美國(guó)重點(diǎn)實(shí)行兩項(xiàng)計(jì)劃：“天空實(shí)驗(yàn)室” 計(jì)劃和航天飛機(jī)工程?！疤炜諏?shí)驗(yàn)室”（圖2 ）利用“土星” 5號(hào)火箭第三級(jí)殼體改裝成為一艘 試驗(yàn)性航天站。19731974年間以它作為空間活動(dòng)基地，先后有3批航天員乘“阿波羅”號(hào) 飛船上去工作，開展了生物學(xué)、天文學(xué)、地球資源勘測(cè)和生產(chǎn)工藝方面的實(shí)驗(yàn)。航天飛機(jī)于 1972年開始研制，1981年4月首次試驗(yàn),1982年11月投入使用。此外，美國(guó)于1975年7 月與蘇聯(lián)合作進(jìn)行“

6、阿波羅一聯(lián)盟”號(hào)對(duì)接飛行活動(dòng)。美國(guó)航天事故在美國(guó)載人航天活動(dòng)中曾發(fā)生過(guò)一起嚴(yán)重事故：1967年1月29日，一艘“阿波羅” 號(hào)飛船在肯尼迪航天中心進(jìn)行地面試驗(yàn)時(shí)失火，三名航天員喪生。1986年1月28日是寒冷的一天，在美國(guó)佛羅里達(dá)的卡那維拉爾角，比天氣更讓人 心寒的是挑戰(zhàn)者號(hào)航天飛機(jī)發(fā)生的悲劇。這天早晨，成千上萬(wàn)名參觀者聚集到肯尼迪航天中心，等待一睹挑戰(zhàn)者號(hào)騰飛的壯觀 景象。上午11時(shí)38分，聳立在發(fā)射架上的挑戰(zhàn)者號(hào)點(diǎn)火升空，直飛天穹，看臺(tái)上一片歡 騰。但航天飛機(jī)飛到73秒時(shí)，空中突然傳來(lái)一聲悶響，只見挑戰(zhàn)者號(hào)頃刻之間爆裂成一團(tuán) 桔紅色火球，碎片拖著火焰和白煙四散飄飛，墜落到大西洋。挑戰(zhàn)者號(hào)發(fā)生

7、爆炸，全世界為 之震驚。7名宇航員在這次事故中罹難，包括兩名女宇航員。其中特別引人注目的是第一次以 平民身份參加太空飛行的女教師麥考利夫。原計(jì)劃她將在太空給她的學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)授課，不 幸的是麥考利夫壯志未酬，獻(xiàn)出了寶貴的生命。根據(jù)調(diào)查這一事故的總統(tǒng)委員會(huì)的報(bào)告，爆 炸是一個(gè)O型封環(huán)失效所致。這個(gè)封環(huán)位于右側(cè)固體火箭推進(jìn)器的兩個(gè)低層部件之間。失 效的封環(huán)使熾熱的氣體點(diǎn)燃了外部燃料罐中的燃料。型封環(huán)會(huì)在低溫下失效，盡管在發(fā)射 前夕有些工程師警告不要在冷天發(fā)射，但是由于發(fā)射已被推遲了5次，所以警告未能引起 重視。挑戰(zhàn)者號(hào)飛機(jī)是肯尼迪航天中心的第二架航天飛機(jī)。它以航行于大西洋和太平洋上的 英國(guó)研究船挑戰(zhàn)

8、者號(hào)而命名。也許有人還記得阿波羅17號(hào)登月艙也叫挑戰(zhàn)者號(hào)。就像它的 前輩一樣，航天飛機(jī)挑戰(zhàn)者號(hào)也為人類的航天事業(yè)做出了巨大貢獻(xiàn)。1982年7月，挑戰(zhàn)者號(hào)航天飛機(jī)成為美國(guó)可再度使用的帶冀航天器，共成功完成了九 次航天飛行任務(wù)。1986年1月28日美國(guó)的挑戰(zhàn)者號(hào)航天飛機(jī)乘載七名宇航員，進(jìn)行航天 飛機(jī)的第10次飛行。在挑戰(zhàn)者號(hào)十次的飛行任務(wù)中，共繞軌道飛行987次，太空停留時(shí)間 累積69天。挑戰(zhàn)者號(hào)的失事曾使美國(guó)的航天事業(yè)受到沉重打擊，航天飛機(jī)在以后的3年中停止了 飛行。但是，在總結(jié)了挑戰(zhàn)者號(hào)的教訓(xùn)之后，人類對(duì)太空的探測(cè)仍在繼續(xù)。從航天飛機(jī)恢復(fù) 飛行至今，已執(zhí)行了 76次飛行任務(wù)，包括組建國(guó)際空間站

9、。挑戰(zhàn)者號(hào)的宇航員是人類航天 事業(yè)的先驅(qū)。參加這次航天飛機(jī)的宇航員一共有七人。他們是：機(jī)長(zhǎng)弗朗西斯斯科比，四十六歲;駕駛員邁克爾史密斯，四十歲；宇航員朱迪恩雷斯尼克，三十六歲；羅納德麥克奈爾，三 十五歲；埃利森，鬼冢，三十九歲；格里高利杰維斯，四十一歲；女教師克里斯塔麥考利 夫，三十七歲。美國(guó)“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)外部燃料箱表面泡沫材料安裝過(guò)程中存在的缺陷，是造成 整起事故的禍?zhǔn)??！案鐐惐葋啞碧?hào)航天飛機(jī)事故調(diào)查委員會(huì)去年公布的調(diào)查報(bào)告稱，外部燃料 箱表面脫落的一塊泡沫材料擊中航天飛機(jī)熱保護(hù)系統(tǒng)，是導(dǎo)致事故發(fā)生的主要原因。事故發(fā)生后，由于無(wú)法迅速找回事發(fā)時(shí)的泡沫材料和燃料箱進(jìn)行檢驗(yàn)，宇航局和事故

10、 調(diào)查委員會(huì)一直沒(méi)對(duì)事故原因作出最終定論。目前，“哥倫比亞”號(hào)外部燃料箱約50萬(wàn)塊碎 片已被找到并重新拼在一起。宇航局負(fù)責(zé)“哥倫比亞”號(hào)外部燃料箱工程的首席工程師尼爾奧 特說(shuō)，宇航局經(jīng)多次試驗(yàn)確定，泡沫材料安裝過(guò)程有缺陷是造成事故的主要原因。奧特說(shuō)，泡沫材料本身的化學(xué)成分沒(méi)有問(wèn)題，問(wèn)題在于用噴槍在燃料箱外敷設(shè)泡沫材 料的過(guò)程。試驗(yàn)表明，目前的敷設(shè)工藝會(huì)在各塊泡沫材料之間留下縫隙，液態(tài)氫能夠滲入其 間。航天飛機(jī)起飛后，氫氣受熱膨脹，最終導(dǎo)致大塊泡沫材料脫落。撞擊哥倫比亞”號(hào)的泡 沫材料有手提箱大小，重約0.75公斤。它幾乎是被整塊“撕下”后，高速撞擊到航天飛機(jī)左 翼前緣的熱保護(hù)系統(tǒng)，并形成裂隙。航天飛