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[科普中国]-太空船一号

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简介

“太空船一号”是一架装有火箭发动机的有翼飞行器(名为“飞船”,实为飞机),由鲁坦(Burt Rutan)以及美国缩尺复合体(Scaled Composites)公司制造。使用“混合式固体火箭引擎”,有双尾翼以及可变的半三角翼机翼,在不同的阶段机翼会变成不同的状态。太空船一号和航天飞机不同,是先由另一架飞机“白色骑士”载上高空后才开始自行飞行。太空船一号的速度还不能超过第一宇宙速度,因此无法进入地球同步轨道,和美军实验飞机X-15比较接近。

太空船一号进行过多次飞行。2004年6月21日,太空船一号完成第一次私人资本人类太空飞行,并且在10月4日,达成两周之内载三个人(或相等重量物品)作两次高度100公里的飞行,而飞机的替换不得超过空重(除燃料之外的重量)10%的条件,因而赢得1000万美元的安萨里X大奖。飞机发展成本估计为2500万美元由美国微软公司创办人之一保罗·艾伦赞助2。

详细参数机组员:一名驾驶(共可载三人)

长度:5米

翼展:5米

中心直径: 1.52 m

翼面积:15平方米

空重:1200公斤

荷载: 3600公斤

最大离陆重量: 未知

动力:1x N2O/HTPB SpaceDev 混合式 固体火箭引擎

7,500kgf(74kN)冲力.

Isp值: 250 s (2.5 km/s)

燃烧时间: 87秒

飞行过程美国东部时间2004年6月21日11时15分(北京时间 21日23时15分),由62岁的迈克·梅尔韦尔驾驶的“太空船一号”,平安降落在加利福尼亚州莫哈韦沙漠一家机场的跑道上。

飞船设计者、著名的飞机设计师伯特·鲁坦等数千人,迎接飞船的归来。约一个半小时前,飞船正是在这里,,由一名飞行员驾驶,同时装载与2名飞行员体重相等的模拟重物,由一架名为“白色骑士”的喷气式飞机搭载升空,开始其历史性的旅程。“白色骑士”在飞抵15千米高空时,释放出“太空船一号”,飞船火箭在发动机点火后,80秒后飞行速度加至马赫数 3(音速的3倍)左右,即约1000米/秒或3600千米/小时,然后垂直攀升至约50千米高空,在火箭引擎关闭后,太空船将再向上“冲”到约距离地面103千米的太空。自重不到3吨的太空船,在这个高度停留了数分钟,期间驾驶员体验到了失重的感觉,失重的过程一直持续至太空船返回约60千米的高空后才宣告结束,在整个飞行期间,“太空船一号”大约有200秒钟处于失重状态。随后,太空船开始降落,这时它的机翼后半部和两个尾翼均向上旋转,直至跟船身成直角,以帮助船体减速。当“太空船一号”重新进入低空后,尾翼将旋转回原来位置,飞行员驾驶着没有任何动力的太空船滑翔,像普通飞机一样降落,在机场水平着陆,完成载人亚轨道飞行1。

飞行成果① 完成亚轨道飞行;

② 采用火箭发动机为动力;

③ 乘载机从空中起飞;

④ 飞行速度达到3倍音速;

⑤ 飞行路线顶点进入100千米以上的太空;

⑥ 产生大约200秒的失重;

⑦ 在空中滑翔,安全着陆2。

评价一百年前,莱特兄弟在1903年12月17日成功地进行了有动力载人飞行, 这次“太空船一号”的飞行成功,也和莱特兄弟一样,开创了新世纪人类航空航天历史的新篇章。对于这次具有划时代意义的飞行,美国航天界给予了高度评价。正在距离地面约360千米的国际空间站执行任务的航天员迈克尔·芬克说:“从某种程度上来说,我们都在太空执行任务,帮助人类离开地球,寻找新的家园。我为他们感到骄傲。” 美航宇局的官员迈克尔·伦贝克则表示:“我们需要伯特·鲁坦这样的具有创新精神的人,因为那些新的想法将把我们带往月球和火星。”

航天事业贵在创新,鳞状复合材料公司的“太空船一号”6月21日的成功上天,当然成为第一个进入太空的私人投资建造的亚轨道飞行器。成功的原因是因为“太空船一号”的设计师、赞助人和试飞员组成的团队是十分出色的,可以说是代表了美国当代的精英。设计师鲁坦曾经设计“旅行者”号飞机,并于1986年首次完成了中途不着陆、不添加燃料的环球飞行壮举。

“太空船一号”设计人鲁坦及赞助人艾伦都表示,他们推出私人火箭飞机主要是结束政府对太空探索的垄断地位,使太空游费用能控制在普通人的财务负担能力之内。在本次活动初期,每次飞行收费10万美元,随着其他太空船在2010年面世,票价最终会降至普通人可接受的程度。这架“太空船一号”上设有三个座位,加上可以重复使用,为今后顺利推出“普通人太空游”开了个好头。这次“太空船一号”虽然成功实现了首飞,但也暴露出不少安全隐患,要实现“普通人太空游”还要有一个过程1。

发展前景“太空船一号”技术上的创新,都可能用于军事目的。这种亚轨道飞行可以很快用于侦察、监视和对地精确打击。美国军方还正在考虑将它用于国家导弹防御系统的试验1。