论文部分内容阅读
五年不飞，飞则冲天；五年不鸣，鸣则惊人。
时隔五年之后，奋进号航天飞机在美国东部时间2007年8月8日再度飞向太空。五年的时间里，奋进号完成了凤凰涅的提升。
大鹏重展翅
奋进号上一次执行任务要追溯到2002年11月，当时它为国际空间站送去了一些组件、装载平台和指令舱。转过年来，哥伦比亚号航天飞机失事，奋进号于是入库检修，并成为几架现役的航天飞机中最后一架重新上岗的航天飞机。
在五年的蛰伏中，奋进号航天飞机发生了脱胎换骨的变化。比如，它安装了一套名为“三胞胎”的全球定位系统。奋进号原来的定位系统还是20世纪50年代问世的系统，技术的日新月异早已超过了当时的技术。正好借这次大检修的机会，技术人员安装了更先进的定位系统，可以在航天飞机着陆期间更加精确地导航，能让航天飞机更为安全地穿梭于太空。
一套先进的“健康状况管理系统”也将为奋进号保驾护航。这套系统用来监控航天飞机发动机上的燃料涡轮泵和氧化剂涡轮泵。涡轮泵的旋转速度非常高，每分钟可达两三万转，因此涡轮泵的振动必须十分轻微。如果涡轮泵的振动幅度超过了警戒线，这套健康状况管理系统就会关闭发动机，保护航天飞机发生猝不及防的灾难。
此外，奋进号还装备了一些已经安装到发现号和阿特兰蒂斯号航天飞机上的硬件设备，比如新增的“玻璃座舱”和平面彩色多功能电子显示器，还有一个长15米的传感器吊杆。先进的显示器方便航天员掌握各种数据信息，而吊杆是航天飞机机械臂的一部分，航天员可以利用它在太空中扫描航天飞机表面的隔热装置，查找可能遭到损坏的部位。
几年来，奋进号还改进了主要的引擎设备，更换了全部的隔热材料，大大小小的升级工作达到200多处，奋进号已经成为目前世界上动力系统最强劲的航天飞机。航天飞机项目经理韦恩·黑尔在评价奋进号时感叹说，奋进号如今看上去就像一架新飞机。
升级改造后的奋进号此次重新上阵，要对国际空间站进行一次升级。
国际空间站升级
自从1991年奋进号航天飞机服役以来，这次代号STS-118的太空任务已经是它的第20次飞行。
奋进号与国际空间站对接后，首先为空间站带来了一套空间站-航天飞机电力转移系统，安装成功后，航天飞机就可以通过对接端口与国际空间站上120伏的输电网接通，可以利用空间站储存的电量。原本航天飞机要靠自身携带的燃料电池供给设备电能，因此在太空中停留的时间上限在11天左右，而一旦能利用空间站由太阳能转化而来的电能，奋进号就可以在太空中多停留3天。增加了航天飞机每次飞行的时间，国际空间站的建设速度就可以加快了。
成功安装了电力转移系统后，美国东部时间8月11日中午，任务专家大卫·威廉姆斯和里查德·马斯特拉奇奥开始本次太空任务的第一次太空行走，为空间站右舷安装一个代号为S5的构架。这个构架重达两吨多，长3.3米，铝质材料，是用来让太阳能阵列板之间保持距离的。虽然在质量上这个构架比前两次航天飞机任务中安装的空间站组件要小，但是安装起来却颇为麻烦，航天飞机上的每一位机组人员都扮演一个角色。航天员查理·霍伯夫和空间站上的飞行工程师克莱顿·安德森操纵着空间站的机械臂，把组件送到预定位置，然后，任务专家大卫·威廉姆斯和里查德·马斯特拉奇奥在舱外提供指导，完成装配任务。机长斯科特·凯利和任务专家特蕾西·考德威尔、本杰明·阿尔文·德鲁在舱内协助，芭芭拉·摩根操纵航天飞机的机械臂摄像，以提供同步的视频画面。如此兴师动众是有原因的。这次安装构件的位置附近有许多危险的电子组件不能碰触，航天员必须确保自己离这些电子设备足够远。
经过6个多小时的忙碌，S5构架终于固定在了空间站的主体结构上，空间站又变重了。在这期间，舱外的两名航天员还回收了一个散热器。
13日，大卫·威廉姆斯和里查德·马斯特拉奇奥再度走出奋进号，开始第二次太空行走，这次他们要做的工作是给国际空间站更换一个陀螺仪。陀螺仪是空间站用于飞行定位的装置，质量达到了280千克，在失重环境下摆弄这个仪器并不轻松。两名航天员首先将出故障的陀螺仪卸下来，暂时放在空间站外侧的临时储存台上。然后，在空间站内工作人员操纵机械臂的协助下，两个人从奋进号货舱中取出新陀螺仪，并把它安装到合适的位置。旧的陀螺仪也被两人搬到了特定的位置，等到下一次航天飞机执行任务时，这个仪器将被运回地球。又是经过6个多小时的太空作业，两人圆满地完成了任务，返回空间站内。
手套上的洞
前几次太空飞行任务中，都出现了一些故障插曲。这一次，正当人们为两次太空行走顺利完成庆幸之时，麻烦又来打扰机组人员了。15日，里查德·马斯特拉奇奥又一次出舱，开始第三次太空行走，他的同伴是空间站工作人员克莱顿·安德森，这是航天飞机机组人员和空间站人员的首次联袂出舱，具有标志性的特别意义。
两个人对空间站上两个有轨运输车和一个天线基座的位置进行了调整，还安装了新的天线零件，使电话通讯得到改善。4个小时过去了，就在大部分任务已经完成的时刻，马斯特拉奇奥按照惯例检查了一下手套，结果却突然发现，自己的手套外层出现了一个洞！
由于太空中温度极低，又没有压力，人体直接暴露在太空里将致人死命，因此手套上的这个小洞虽然不大，也不深，却依然让马斯特拉奇奥吓了一跳，他用无线电向控制中心报告说：“手套情况良好，但我不知道是什么原因造成了这个小洞。”为了确保航天员的安全，控制中心命令两人立刻返回气密舱中，在那里有空气环抱，手套上的洞不会对人造成致命威胁。
就这样，两人提前结束了第三次太空行走，手套上的洞似乎没有给马斯特拉奇奥造成任何伤害，一场虚惊而已。虽然这已经是马斯特拉奇奥第三次出舱，但他仍然对没在舱外多呆一会儿感到悻悻然，他向控制中心描述了自己的心情：“一切都好。从舱口望出去，真希望自己还在外面。”
飓风催人归
第四次太空行走依然不顺利，不过这次麻烦不是来自太空中，而是来自地球。
每年，都会有几次季风影响太平洋东岸的中国，季风肆虐时许多人不得不转移到安全的地方。与此类似，美国东临大西洋，大西洋中的飓风发起威来，丝毫不逊色于太平洋季风，2005年“卡特琳娜”飓风就曾经冲毁堤坝，水淹美国新奥尔良市。这一次，就在奋进号航天飞机在太空中飞行之时，一个名为“迪安”的飓风正在向美国逼近，预计将于22日登陆，先后袭击美国的佛罗里达州肯尼迪航天中心和得克萨斯州的约翰逊航天中心，而那里恰好是奋进号准备降落的地方。空间站-航天飞机电力转移系统运行后，延长了航天飞机在太空的停留时间，奋进号计划在14天的太空之旅后回到地球，那个时刻正好是飓风肆虐美国南部的时候。为了不与飓风碰面，航天飞机的归期必须提前。
在返航之前，航天员还要进行第四次太空行走，地面控制中心已经决定取消本次行走中的部分任务，为返航争取时间。空间站工作人员克莱顿·安德森再度出舱，这次和他搭档的换成了大卫·威廉姆斯。两人提前了44分钟开始工作，他们回收了准备带回地面的两个材料老化的空间站试验装置，这本来是第三次太空行走时应该做的事情。两人还在空间站外部安装了一个支架，将来它可以用来安装检测吊杆；他们顺便拧紧了一个天线底座松动的螺钉，最后还安装了一个无线传感系统天线。由于第三次太空行走时马斯特拉奇奥的手套破了个洞，这一次航天员不时地检查手套，所幸没发生什么问题。整个太空行走持续了5小时，比原计划缩短了近1个半小时。
当空间站从加勒比海上空经过时，两名航天员还从300多千米高的太空鸟瞰了“迪安”飓风的风采，这应算是他们工作中的额外收获。真不知道两人是该抱怨这股飓风打乱了太空任务，还是该感谢它让他们可以早点儿回家。
带伤回家
19日，奋进号与国际空间站脱离，航天飞机并没有按照惯例绕空间站飞几圈以示告别，而是急匆匆地径直飞回地球。美国东部时间21日下午，奋进号抢在飓风抵达之前，在美国肯尼迪航天中心安全着陆，完成了它5年后再度出山的“首场演出”。
航天飞机一着陆，一些技术人员就跑到了它的旁边，对其又是观察，又是拍照，航天飞机出了什么事吗？是的，它受了伤。
奋进号受伤还要从它起飞说起。起飞后不久，航天员在进行例行安全检查时，发现航天飞机的腹部有一道明显沟痕，表面受损面积似乎有20平方厘米左右。回头研究监测录像，技术人员看到，当奋进号升空过程中，燃料箱上至少9块泡沫隔热材料脱落，其中有3块碎片可能击中了航天飞机。也许正是碎片造成了航天飞机上的“伤疤”。这道伤疤如果过深，切穿了隔热板，全体机组人员在返航时就会有相当大的生命危险，必须在轨进行修复，一旦无法及时修复，机组人员只好进入空间站，等待另一架航天飞机来救援。
利用摄像机，航天员对航天飞机腹部进行了扫描，发现这处划痕深约28毫米左右，位置在航天飞机的起落架舱门附近。地面上的工程师立刻用隔热板复制了一个划痕的模型，在实验室中模拟航天飞机进入大气层时的场景，看这道划痕是否会有威胁。经过将近1周的分析和测试，工作人员终于松了一口气，这道伤疤不足以威胁航天飞机的安全，奋进号可以带伤回家。
不过，工程师们依然对是否在太空中修复这道伤疤进行了讨论。在返回地球的过程中，这道伤疤有可能会扩大，使受损面积增大，未来地面修复将花费更多时间。如果增加一次太空行走，可以很快修复好这道伤疤。当然，太空行走本身也具有危险性，尤其这个伤疤的位置还不利于太空作业。
最终，美国航宇局放弃了在轨修复伤疤的设想，让航天飞机直接返航，日益迫近的飓风也是考虑的一个原因。当奋进号着陆后，技术人员发现，损伤只比在太空中稍微严重了一点，并无大碍。
奋进号五年后的首次演出结束了。这仍然是一次小麻烦不断的旅程，不过升级了的航天飞机意味着更加安全，未来小麻烦将越来越少，人们应该相信，那些讨厌的隔热材料碎块问题总会解决的。雄心勃勃的太空计划依然会披荆斩棘地向前推进。
时隔五年之后，奋进号航天飞机在美国东部时间2007年8月8日再度飞向太空。五年的时间里，奋进号完成了凤凰涅的提升。
大鹏重展翅
奋进号上一次执行任务要追溯到2002年11月，当时它为国际空间站送去了一些组件、装载平台和指令舱。转过年来，哥伦比亚号航天飞机失事，奋进号于是入库检修，并成为几架现役的航天飞机中最后一架重新上岗的航天飞机。
在五年的蛰伏中，奋进号航天飞机发生了脱胎换骨的变化。比如，它安装了一套名为“三胞胎”的全球定位系统。奋进号原来的定位系统还是20世纪50年代问世的系统，技术的日新月异早已超过了当时的技术。正好借这次大检修的机会，技术人员安装了更先进的定位系统，可以在航天飞机着陆期间更加精确地导航，能让航天飞机更为安全地穿梭于太空。
一套先进的“健康状况管理系统”也将为奋进号保驾护航。这套系统用来监控航天飞机发动机上的燃料涡轮泵和氧化剂涡轮泵。涡轮泵的旋转速度非常高，每分钟可达两三万转，因此涡轮泵的振动必须十分轻微。如果涡轮泵的振动幅度超过了警戒线，这套健康状况管理系统就会关闭发动机，保护航天飞机发生猝不及防的灾难。
此外，奋进号还装备了一些已经安装到发现号和阿特兰蒂斯号航天飞机上的硬件设备，比如新增的“玻璃座舱”和平面彩色多功能电子显示器，还有一个长15米的传感器吊杆。先进的显示器方便航天员掌握各种数据信息，而吊杆是航天飞机机械臂的一部分，航天员可以利用它在太空中扫描航天飞机表面的隔热装置，查找可能遭到损坏的部位。
几年来，奋进号还改进了主要的引擎设备，更换了全部的隔热材料，大大小小的升级工作达到200多处，奋进号已经成为目前世界上动力系统最强劲的航天飞机。航天飞机项目经理韦恩·黑尔在评价奋进号时感叹说，奋进号如今看上去就像一架新飞机。
升级改造后的奋进号此次重新上阵，要对国际空间站进行一次升级。
国际空间站升级
自从1991年奋进号航天飞机服役以来，这次代号STS-118的太空任务已经是它的第20次飞行。
奋进号与国际空间站对接后，首先为空间站带来了一套空间站-航天飞机电力转移系统，安装成功后，航天飞机就可以通过对接端口与国际空间站上120伏的输电网接通，可以利用空间站储存的电量。原本航天飞机要靠自身携带的燃料电池供给设备电能，因此在太空中停留的时间上限在11天左右，而一旦能利用空间站由太阳能转化而来的电能，奋进号就可以在太空中多停留3天。增加了航天飞机每次飞行的时间，国际空间站的建设速度就可以加快了。
成功安装了电力转移系统后，美国东部时间8月11日中午，任务专家大卫·威廉姆斯和里查德·马斯特拉奇奥开始本次太空任务的第一次太空行走，为空间站右舷安装一个代号为S5的构架。这个构架重达两吨多，长3.3米，铝质材料，是用来让太阳能阵列板之间保持距离的。虽然在质量上这个构架比前两次航天飞机任务中安装的空间站组件要小，但是安装起来却颇为麻烦，航天飞机上的每一位机组人员都扮演一个角色。航天员查理·霍伯夫和空间站上的飞行工程师克莱顿·安德森操纵着空间站的机械臂，把组件送到预定位置，然后，任务专家大卫·威廉姆斯和里查德·马斯特拉奇奥在舱外提供指导，完成装配任务。机长斯科特·凯利和任务专家特蕾西·考德威尔、本杰明·阿尔文·德鲁在舱内协助，芭芭拉·摩根操纵航天飞机的机械臂摄像，以提供同步的视频画面。如此兴师动众是有原因的。这次安装构件的位置附近有许多危险的电子组件不能碰触，航天员必须确保自己离这些电子设备足够远。
经过6个多小时的忙碌，S5构架终于固定在了空间站的主体结构上，空间站又变重了。在这期间，舱外的两名航天员还回收了一个散热器。
13日，大卫·威廉姆斯和里查德·马斯特拉奇奥再度走出奋进号，开始第二次太空行走，这次他们要做的工作是给国际空间站更换一个陀螺仪。陀螺仪是空间站用于飞行定位的装置，质量达到了280千克，在失重环境下摆弄这个仪器并不轻松。两名航天员首先将出故障的陀螺仪卸下来，暂时放在空间站外侧的临时储存台上。然后，在空间站内工作人员操纵机械臂的协助下，两个人从奋进号货舱中取出新陀螺仪，并把它安装到合适的位置。旧的陀螺仪也被两人搬到了特定的位置，等到下一次航天飞机执行任务时，这个仪器将被运回地球。又是经过6个多小时的太空作业，两人圆满地完成了任务，返回空间站内。
手套上的洞
前几次太空飞行任务中，都出现了一些故障插曲。这一次，正当人们为两次太空行走顺利完成庆幸之时，麻烦又来打扰机组人员了。15日，里查德·马斯特拉奇奥又一次出舱，开始第三次太空行走，他的同伴是空间站工作人员克莱顿·安德森，这是航天飞机机组人员和空间站人员的首次联袂出舱，具有标志性的特别意义。
两个人对空间站上两个有轨运输车和一个天线基座的位置进行了调整，还安装了新的天线零件，使电话通讯得到改善。4个小时过去了，就在大部分任务已经完成的时刻，马斯特拉奇奥按照惯例检查了一下手套，结果却突然发现，自己的手套外层出现了一个洞！
由于太空中温度极低，又没有压力，人体直接暴露在太空里将致人死命，因此手套上的这个小洞虽然不大，也不深，却依然让马斯特拉奇奥吓了一跳，他用无线电向控制中心报告说：“手套情况良好，但我不知道是什么原因造成了这个小洞。”为了确保航天员的安全，控制中心命令两人立刻返回气密舱中，在那里有空气环抱，手套上的洞不会对人造成致命威胁。
就这样，两人提前结束了第三次太空行走，手套上的洞似乎没有给马斯特拉奇奥造成任何伤害，一场虚惊而已。虽然这已经是马斯特拉奇奥第三次出舱，但他仍然对没在舱外多呆一会儿感到悻悻然，他向控制中心描述了自己的心情：“一切都好。从舱口望出去，真希望自己还在外面。”
飓风催人归
第四次太空行走依然不顺利，不过这次麻烦不是来自太空中，而是来自地球。
每年，都会有几次季风影响太平洋东岸的中国，季风肆虐时许多人不得不转移到安全的地方。与此类似，美国东临大西洋，大西洋中的飓风发起威来，丝毫不逊色于太平洋季风，2005年“卡特琳娜”飓风就曾经冲毁堤坝，水淹美国新奥尔良市。这一次，就在奋进号航天飞机在太空中飞行之时，一个名为“迪安”的飓风正在向美国逼近，预计将于22日登陆，先后袭击美国的佛罗里达州肯尼迪航天中心和得克萨斯州的约翰逊航天中心，而那里恰好是奋进号准备降落的地方。空间站-航天飞机电力转移系统运行后，延长了航天飞机在太空的停留时间，奋进号计划在14天的太空之旅后回到地球，那个时刻正好是飓风肆虐美国南部的时候。为了不与飓风碰面，航天飞机的归期必须提前。
在返航之前，航天员还要进行第四次太空行走，地面控制中心已经决定取消本次行走中的部分任务，为返航争取时间。空间站工作人员克莱顿·安德森再度出舱，这次和他搭档的换成了大卫·威廉姆斯。两人提前了44分钟开始工作，他们回收了准备带回地面的两个材料老化的空间站试验装置，这本来是第三次太空行走时应该做的事情。两人还在空间站外部安装了一个支架，将来它可以用来安装检测吊杆；他们顺便拧紧了一个天线底座松动的螺钉，最后还安装了一个无线传感系统天线。由于第三次太空行走时马斯特拉奇奥的手套破了个洞，这一次航天员不时地检查手套，所幸没发生什么问题。整个太空行走持续了5小时，比原计划缩短了近1个半小时。
当空间站从加勒比海上空经过时，两名航天员还从300多千米高的太空鸟瞰了“迪安”飓风的风采，这应算是他们工作中的额外收获。真不知道两人是该抱怨这股飓风打乱了太空任务，还是该感谢它让他们可以早点儿回家。
带伤回家
19日，奋进号与国际空间站脱离，航天飞机并没有按照惯例绕空间站飞几圈以示告别，而是急匆匆地径直飞回地球。美国东部时间21日下午，奋进号抢在飓风抵达之前，在美国肯尼迪航天中心安全着陆，完成了它5年后再度出山的“首场演出”。
航天飞机一着陆，一些技术人员就跑到了它的旁边，对其又是观察，又是拍照，航天飞机出了什么事吗？是的，它受了伤。
奋进号受伤还要从它起飞说起。起飞后不久，航天员在进行例行安全检查时，发现航天飞机的腹部有一道明显沟痕，表面受损面积似乎有20平方厘米左右。回头研究监测录像，技术人员看到，当奋进号升空过程中，燃料箱上至少9块泡沫隔热材料脱落，其中有3块碎片可能击中了航天飞机。也许正是碎片造成了航天飞机上的“伤疤”。这道伤疤如果过深，切穿了隔热板，全体机组人员在返航时就会有相当大的生命危险，必须在轨进行修复，一旦无法及时修复，机组人员只好进入空间站，等待另一架航天飞机来救援。
利用摄像机，航天员对航天飞机腹部进行了扫描，发现这处划痕深约28毫米左右，位置在航天飞机的起落架舱门附近。地面上的工程师立刻用隔热板复制了一个划痕的模型，在实验室中模拟航天飞机进入大气层时的场景，看这道划痕是否会有威胁。经过将近1周的分析和测试，工作人员终于松了一口气，这道伤疤不足以威胁航天飞机的安全，奋进号可以带伤回家。
不过，工程师们依然对是否在太空中修复这道伤疤进行了讨论。在返回地球的过程中，这道伤疤有可能会扩大，使受损面积增大，未来地面修复将花费更多时间。如果增加一次太空行走，可以很快修复好这道伤疤。当然，太空行走本身也具有危险性，尤其这个伤疤的位置还不利于太空作业。
最终，美国航宇局放弃了在轨修复伤疤的设想，让航天飞机直接返航，日益迫近的飓风也是考虑的一个原因。当奋进号着陆后，技术人员发现，损伤只比在太空中稍微严重了一点，并无大碍。
奋进号五年后的首次演出结束了。这仍然是一次小麻烦不断的旅程，不过升级了的航天飞机意味着更加安全，未来小麻烦将越来越少，人们应该相信，那些讨厌的隔热材料碎块问题总会解决的。雄心勃勃的太空计划依然会披荆斩棘地向前推进。