在航天领域,美国确实是处于世界领先,但是在历史上,美国的航天事业并不是一帆风顺,曾经发生了很多太空事故,有一些事故是在地面发生的,有一些是在发射过程中发生的,还有一些事故是在太空飞行过程中发生的,有一些事故则是在返回地球时发生的。在这么多事故中,阿波罗13号飞船堪称一次完美的“太空救援”,因为这艘飞船在前往月球的路上发生了爆炸,登月任务已经没法完成,连宇航员如何安全返回地球都成了一个大难题,但是最终宇航员克服了重重困难,安全驾驶飞船返回地球。
航天飞机
在阿波罗计划即将结束的时候,美国就已经开始着手研究一些能够重复使用、往返于近地轨道以及地面的航天器,最终确定了航天飞机的设计方案。航天飞机由3个部分组成,包括2个可以回收重复使用的固体火箭助推器、可以多次使用的轨道器以及一个不回收的外挂燃料箱。航天飞机执行飞行任务的过程大致是这样的:
1、起飞过程:和传统的运载火箭一样屹立于发射台上,2台固体火箭助推器和3台液体火箭同时点火垂直发射升空;
2、助推火箭分离:在发射升空大约120秒后,航天飞机已经飞到40公里的高度,这时候助推器的燃料基本上都已经耗尽,便与航天飞机分离,而主发动机则继续运行,将航天飞机送上更高的飞行轨道;
3、外挂燃料箱脱落:在发射升空大约500秒后,航天飞机到达100多公里高度,飞行速度以及达到7.8公里每秒,这时候外挂燃料箱推进剂基本上也已经耗尽并自动与轨道器分离;
4、轨道器入轨:航天飞机轨道器以接近8公里每秒的速度飞行,依靠自身的轨道机动动力系统调整到达预定轨道;
5、返航:完成飞行任务后,航天飞机启动轨道机动动力系统进入椭圆形轨道,宇航员向计算机输入重返地球大气层的执行程序,航天飞机的飞行姿态进行调整,形成形成机尾向前、机腹向地面的姿势,随后启动发动机逆向喷射进行减速,当航天飞机下降到一定的高度后又会调整飞行姿态,再次将机头调整向前,以40度俯冲角进入大气层,经过一系列的减速后,航天飞机像普通滑翔机一样滑翔着陆,以340公里每小时的速度降落到机场跑道。
航天飞机的出现,确实是人类航天史上的一个里程碑,说明可以重复使用的飞船是可行的,不过,航天飞机在使用过程中并没有达到设计的预期。当时之所以想要设计一种能够重复使用的飞船,是因为不可重复使用的飞船、火箭制造、发射成本都太高了,所以美国就想研发重复使用的飞船,希望飞船的重复使用能够降低发射成本。在确定航天飞机的设计结构布局时,NASA的科学家曾经估算了使用成本,一开始任务发射的飞船大概就是100美元1公斤,每次发射的成本不会超过600万美元。