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航天飞机是往返于地球表面和近地轨道之间。运送有效载荷（如卫星、
物品等）的飞行器，可以重复使用。
航天飞机设计成用火箭推进的飞机，它发射时像火箭那样垂直起飞，返
回地面时能像滑翔机或飞机那样下滑和着陆。航天飞机集中了许多现代科学
技术成果，是火箭、航天器和航空技术的综合产物。它的特点是可以多次使
用（火箭都是一次使用的），发射成本较低，用途广泛。
美国“哥伦比亚”号航天飞机由一个轨道器、1 个外贮箱和 2 个固体火
箭助推器组成。
轨道器是航天飞机最复杂的部分，外形是一个三角翼滑翔机，长约 37
米，高 17．3 米，翼展 24 米，它的货舱能把 29．5 吨重的有效载荷送上地球轨
道，并能把 15 吨重的有效载荷带回地面。它可乘坐 3～7 名航天员，在轨道
上连续飞行 7～30 天。
外贮箱是航天飞机最大的部件，也是唯一不可回收的部件，用于贮存航
天飞机的燃料——液氢和液氧，并向发动机输送燃料。它长 47．1 米，直径
8．38 米，装满燃料后重约 740 吨。
固体火箭助推器内装固体燃料，为航天飞机垂直起飞和飞出大气层提供
约 78％的动力。它长 45．5 米，直径 3．7 米，重约 566 吨，使用寿命为 20 次。
从 1981 年 4 月～1991 年 4 月，航天飞机在太空中飞行了 40 次，完成了
许多科学实验和研究项目，也执行了多次军事飞行任务，取得了许多重大科
学技术成果，获得巨大的经济效益。
航天飞机的卓越才能
从航天飞机上发射卫星 把卫星送上太空，一般都从地面用火箭发射。
在太空运行的航天飞机上，怎么也能发射卫星呢？
大家知道，航天飞机是天地间很好的交通工具，也是用途广泛的航天器，
此外，它还有奇特的用处，它还是一种理想的太空发射基地。利用航天飞机。
宇航员可以把卫星发射到地球同步轨道，或把宇宙探测器送到遥远的星际空
间。从航天飞机上发射卫星，那好比把地面的卫星发射场搬到离地面几百公
里高的太空，当然，这个太空“发射场”也需要配备必要的发射设备。
航天飞机的主要发射设施是旋转式垂直发射架，发射架设有支承卫星及
末级火箭的托架，摇篮似的托架固定在航天飞机的货舱内。
航天飞机进入太空后，地面测控人员开始测定航天飞机状态，使它保持
有利于发射卫星的状态。在弹射前 20 分钟，根据预定的程序，打开蛤壳式的
白色遮阳罩，这时从电视上可以看到一个待发卫星，像婴儿一样静静地“躺”
在“摇篮”里。地面控制人员根据卫星状态确定是否可以进行弹射。
弹射前 3 分钟，航天飞机的通用计算机开始对卫星的末级火箭的程序装
置发指令，通知它开始执行预定的程序，启动未级火箭的定时器等。
在弹射前 5 秒，末级火箭的电子设备使卫星处于待发状态。当倒计时达
到“零”时，航天飞机上的计算机发出指令，自动松开夹紧装置，这时呆在
“摇篮”里的卫星及其末级火箭在弹簧机构的弹力作用下，以约 1 万米／秒的
速度从货舱弹射出去，并借助弹射时获得的动能开始在太空滑行。然后点燃
末级火箭的发动机，使卫星从几百公里的圆轨道进入一条近地点约为 300 公
里、远地点为 35860 公里的大椭圆转移轨道，卫星与末级火箭离开。卫星靠
本身携带的远地点发动机，进入 35860 公里的圆形地球同步轨道。至此，航
天飞机发射卫星的任务就顺利完成了。
航天飞机抓“俘虏” 1983 年 6 月 18 日，航天飞机“挑战者”号第二
次飞行。在太空施放和收回前西德卫星是航天飞机“挑战者”号的重要任务
之一。“挑战者”号圆满地完成了这一使命，从而为将来修理在轨道中的卫
星或为某些卫星补充燃料打下基础。
在太空飞行中，“挑战者”号上加拿大研制的 15 米长的机械臂，从货舱
里抓住前西德卫星，把它从舱里举出业。这颗一吨半的卫星，形状像个箱子，
释放到空中自由运行。“挑战者”号向下漂动，飞到卫星前面 300 米距离，
然后逼近卫星，把卫星抓住。1 小时后，这颗卫星再次被放到太空，让它转
动，而“挑战者”号后撤几十米，然后再把卫星抓住，送回货舱。这两次景
象壮观的编队飞行，使人们惊叹不已。
“挑战者”号在浩瀚的太空是怎样抓捕卫星的呢？航天飞机在太空运行
处于失重状态，释放卫星是很容易的，只要把卫星举起来，然后松开机械臂，
卫星就“自由”了。如卫星没有动力，而航天飞机也不作机动飞行，在短时
间内卫星与航天飞机在太空运行的相对位置不变。这种飞行状态，就形成航
天飞机与卫星的编队飞行。这时航天飞机是随时可以轻而易举抓住卫星的。
如果卫星带动力，即自身带的发动机，就可以随时点火，推动卫星向前
或向后或向左或向右运动（这种运动就叫机动飞行）。在失重状态下，只要
发动机产生很小的力（如几牛），就可以做小小的机动飞行。当卫星作机动
飞行（可以改变轨道高度或改变轨道平面）时，它与航天飞机的相对位置就
拉开了，也许一个在“上”面，一个在“下”面，或两者不在一个轨道平面
（卫星运行轨道所构成的平面，称卫星轨道平面）内。对付这种“耍花招”
的目标——卫星，航天飞机就要付出一点代价。它用轨道交会雷达先搜索、
跟踪目标，根据目标位置，航天飞机开动发动机，似警车追捕罪犯汽车那样，
加速向目标追去，追捕中根据目标位置，或改变轨道平面，或提高或降低轨
道高度，逼近目标，最后把目标抓住。
航天飞机首次在太空释放和收回卫星成功说明，为了营救、修理或使损
坏的卫星恢复工作，航天飞机可以把它们从浩瀚的太空中抓来，带回地面，
使它们“死而复活”。
在未来空间战中，航天飞机除带武器参战外，它灵巧的机械臂，还可以
把敌方的“间谍”——侦察卫星抓来，带回地面“审讯”，因此，不能忽视
航天飞机的军事用途。
太空修理卫星 自 1957 年前苏联发射世界上第一颗人造卫星以来，各国
已向太空发射了数千颗人造卫星，然而“病”者甚多。1984 年世界上第一个
为卫星“治病”的“医生”出现了，它就是“挑战者”号航天飞机。
1984 年 4 月 6 日，“挑战者”号航天飞机载着 5 名机组人员从美国卡纳
维拉尔角腾空而起，奉命修复“太阳活动峰年观测卫星”。这颗卫星是 1980
年发射的，用于在太阳活动峰年测定太阳耀斑数据，仅使用 9 个月，就“卧”
床休息，不能正常工作了。
起飞 45 分钟后，“挑战者”号航天飞机就飞达与“太阳活动峰年观测卫
星”相接近的高度。4 月 8 日，航天飞机驶至距卫星 60 米处，并逐渐接近至
12 米处，宇航员纳尔逊带一具捕捉装置离开航天飞机作太空行走捕捉卫星，
由于捕捉装置难以咬紧卫星突起部分，未能成功。接着宇航员哈特操纵长达
15 米的机械臂去抓卫星，尝试 4 次均未奏效。4 月 10 日，当卫星处于良好状
态时，宇航员操纵着长长的机械臂，慢慢插入卫星两块太阳帆板之间，终于
逮住了卫星，并将其固定在航天飞机舱内的修理台上。4 月 11 日，宇航员纳
尔逊和霍夫坦手持价值 100 万美元的电扳手、动力改锥、剪刀等修理工具，
更换了 2 个损坏了的组件，卫星修理好了。整个修理持续了 3 小时 20 分钟，
比原计划提前 2 个多小时。4 月 13 日，“挑战者”号航天飞机完成了它的历
史使命，顺利地返回地面。
“挑战者”号航天飞机在太空捕捉和修理卫星成功，不仅具有较高的经
济价值，而且还具有重要的军事意义，它开创了航天器的新时代。
航天飞机上的故事
第一个女宇航员 1983 年 6 月 18 日，美国“挑战者”号航天飞机第二
次从佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射上天，绕地球飞行 98 圈后，于 6 月
24 日在加利福尼亚州�