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第25章 月球的运动(16)

多云的天气也要取消发射,这是为什么

NASA在安排航天飞机执行任务时,就天气而言有四个方面的因素要加以考虑:雷电、风、雨和能见度。火箭(不是航天飞机)在发射过程中遭遇雷击的事故曾发生过好几起。火箭喷出的长长的喷流犹如避雷针,很容易吸引雷电。事实上就曾有几支未载人的火箭被雷电击毁。因此,NASA备有专门仪器测量大气中的天电,一时发现有雷电发生的可能,发射就会被推迟。

强风不仅会影响发射,而且会影响迫降。万一航天飞机需要紧急着陆而又遇上大风,过强的风力(如果风向与着陆时的飞行方向相同的话)就会令飞机冲出跑道。尽管航天飞机在发射后又紧急返回的可能性极小,但为了保险起见,NASA还是决定只有在风力小于一定值时才实施发射。

雨也是个大问题。航天飞机的隔热瓦性能极佳,在返回大气层时它能保护航天飞机不致被摩擦所产生的2500度的高温烧毁。但隔热瓦却很轻很脆弱,拿在手上感觉像是拿一块泡沫塑料似的。请想象一下,如果有无以数计的微小物体以1000千米的时速袭向航天飞机会造成什么样的后果。如果这些微小物体是雨滴,则每个雨滴都相当于时速1000千米的一颗子弹。隔热瓦会被打成筛子。这倒不会影响到航天飞机的升空,但宇航员们面临的危险可就大了。返回大气层时,没有了隔热瓦的保护,飞机的铝壳会被高温融化,整架飞机会像一颗流星似的坠毁——而如此严重的后果正是雨造成的。

航天飞机是飞往太空的,地球表面的能见度看起来好像跟它无关。你已经升空了,你的下方有雾也好,多云也罢,跟你又有什么关系?但是,需要紧急返航之时这关系可就大了。机长需要看得清着陆目标。诚然,航天飞机有在能见度为零的情况之下自动着陆的装置,理论上讲机组人员可以不必看清跑道。但何必冒这个险呢?选择好天气发射岂不是更安全?何况紧急返回必然是因为有紧急状况发生,而紧急状况也不排除自动着陆系统出现障碍。因此,在能见度良好的天气发射,使宇航员在一旦需要时能清楚地看着跑道着陆才是上策。

此外,即使佛罗里达的天气甚好,有时也会推迟发射。这是因为非洲和欧洲的天气不好,因为它们是航天飞

万一航天飞机在发射台上发生爆炸。

宇航员能逃离机舱吗

一旦发生这样的意外,已绑在座椅上的宇航员毫无逃生的希望。还有别的一些可能的意外事故,虽然也危及宇航员的生命,但宇航员也还有逃生的可能。比如最危险的助推火箭燃料泄漏。这种燃料有剧毒,不一定会引起爆炸,却威胁着宇航员的性命。发生燃料泄漏及别的某些事故,宇航员有一定的时间作出反应,尽快撤离发射台。通过升降机或梯级下到火箭基座处是不明智的,因为火箭基座正是危险最大的区域。为此,NASA特别为宇航员准备了紧急撤离筐。

撤离筐(共有7个)与飞机舱门等高,下有滑轮,架在长360米的钢缆上。撤离时,宇航员(毋须营救人员帮助)解开捆绑带,离开座椅,爬进边舱,打开舱门,通过“白屋”,跨过平台跳进撤离筐。每个撤离筐容载三人。宇航员摁下筐上的桨状刀片砍断系绳,撤离筐便沿钢缆滑动,滑行的最高时速可达40千米。钢缆尽头固定有一张绳网,以避免撤离筐高速撞到地面。整个过程仅需30秒钟,宇航员便可撤离到距发射台0.4千米的地面。

跳出撤离筐后,宇航员有两种选择:或进入地下掩体静候危险过去,或驾驶军用载人装甲车迅速撤走。(所有宇航员均已在训练时掌握了装甲车的驾驶技术。)

发动机启动之时航天飞机的尾部为什么会有火花闪烁

许多人都以为这些火花是航天飞机在启动液态燃料发动机时所发出的,其实不然。在发动机的燃烧舱确实有一个火花发生器。你所看到的火花是从发动机尾部喷嘴冒出的,有了这些火花,万一发动机里有氢气泄漏就会被立即烧掉。在发动机发动过程中,难免有没被充分燃烧的氢气从喷嘴漏出,它们同空气混合以后容易形成易爆气体,进而炸毁航天飞机。那些火花可以保证在形成易爆气体之前就把漏出的残余氢气烧掉。

为什么要首先点燃航天飞机的三台液态燃料发动机。

而后再点燃火箭

液态燃料发动机是可以关掉的。而火箭用的是固态燃料,一旦点燃就无法关掉,只能任燃料烧尽为止。先启动液态燃料发动机是为了对其进行电脑检测。一旦测出任何一台发动机有故障,就关掉发动机,取消发射。一切正常,电脑就会自动向火箭发出点火指令。

发动机启动和火箭点火之间的间隙时间为6.5秒。在这短暂的时间内,整架发射装置会借助发动机燃烧的冲力暂时偏离垂直方向(从外油箱顶端测量,偏离垂直线0.45米。发动机检测完毕,整架发射装置复位,火箭点燃,发射得以实施。

截至1995年11月止,发动机未能通过检测、发射被取消的情况发生过5例。

三台发动机点火后,是什么力量使航天飞机仍能停留在发射台上

如前所述,液态燃料发动机点燃之后,还要等待6.5秒钟,待电脑对发动机自动检测之后航天飞机才会升空。三台发动机的动力总和为450吨,虽然不足以令重达2000吨的航天飞机腾空,但却足以使其倾覆爆炸。

那么,是什么力量使航天飞机固定在发射台上的呢?原来,在每支火箭的尾翼上都各有四个凸缘,而发射台上相应的位置都有朝上的立柱。发射之前,先用吊车将火箭的底座安上,每个凸缘上的孔穿进立柱,用巨大的螺钉固定。正是两支火箭的8个螺钉使航天飞机在液态燃料发动机点火后不致发生倾覆。每个螺钉内都装有炸药。点燃火箭的指令发出的同时,引爆螺钉的指令也发出。螺钉炸成两半,航天飞机升空。

你猜炸毁的螺钉是怎么处理的?NASA把它们送给宇航员或其他人员作为参与执行航天任务的纪念。每半块螺钉约重7千克。

什么是终止升空

假设发射中一台液态燃料发动机熄火,结果将会如何?这取决于事故发生的时间。如果按此时间计算航天飞机已到不了轨道,那么发射当然失败了。事实上,每次发动机一出问题,升空便告终止。终止升空后宇航员可能返回肯尼迪航天中心(RTLS);也可能在非洲或欧洲的基地着陆(TAL);还可能绕地球飞行一圈后回到美国(AOA);或者改变原计划进入一条较低的轨道(AT0)。

不难想见,不管什么原因,终止升空总是严峻的,此时,任何疏忽都可能送掉宇航员的性命。正因如此,NASA在训练时要花数百个小时教会宇航员在遇上终止升空时应怎样操作。也正是因为这个缘故,每次成功地进入轨道后宇航员总爱互相开玩笑说,几百个小时又给白白浪费掉了。当然,他们说这话时决无丝毫抱怨的意思。对于这种浪费人人都心甘情愿。

会不会因火箭故障而终止升空

如果火箭出现故障,机组可实施快速分离。在仪表板上机长和飞行员之间的位置有个按钮,只须一摁,外油箱跟航天飞机之间的紧固件就会被炸掉,外油箱与机体分离。火箭是跟外油箱绑在一起的,也就随之离开了飞机。理论上,宇航员可以操纵航天飞机着陆或者飞到某个适于跳伞的位置。事实却是,一旦必须紧急分离,航天飞机和机组人员十有八九就完了。专家们认为,这时航天飞机会立刻失控并坠毁。再者,助推火箭还有一个最可怕的特点,一旦出故障,往往是几秒钟之内就产生灾难性后果,宇航员根本就没有时间作出反应。不管怎么说,你是跟燃烧着的火箭同行的,危险性不言而喻。火箭一旦出事,飞机和人员都得完蛋。

可供选择的几种终止升空方式称之为“完好终止”,即航天飞机和机组人员都有可能安然无恙地重返大地。而快速分离这种中止方式则决非“完好”,如前所言,一旦采用之,基本上就意味着死亡。NASA把快速分离称作应急中止。宇航员们说,应急终止就是死亡通知书的代名词,这话可真有点黑色幽默的味道。

发射时,在航天飞机机舱里听到的声音如何

液态燃料发动机点燃之时,在机舱里会听到雷鸣似的声响,感觉到巨大的振动。这种感觉是在地球上从事任何正常活动时所无法体会的。有的宇航员把它比作是在驾驶一辆汽车以每小时100千米的速度在铁轨上开行。也有的人打比喻说,那感觉就仿佛是把耳朵凑近正在放摇滚乐的高音喇叭。但要真正了解这种感觉必须亲眼目睹航天飞机的发射现场才成。发动机点燃后产生上百吨的上冲力,而火箭却又被装有炸药的螺钉紧固在发射台上。要克服如此巨大的上冲力,那震动之巨怎能不震耳欲聋!

助推火箭燃火后,声音和振动更是大得可怕。

起飞之后,声音和振动都持续加剧,直至航天飞机进入空气较稀薄的高度才会缓和下来。此时火箭已燃烧完毕且已脱落。火箭脱落时会发出“砰”的一响,那是紧固螺栓炸裂的声音。与此同时你会看见窗外有红光掠过,那是火箭首、尾的两支小火箭点燃了,正是它们的推力令助推火箭同仍在上升的航天飞机分离开来。刹那之间噪音消失,振动也停止了。航天飞机已升到40千米的高空,这里空气太稀薄,不能传递声波或振动波。在余下6.5秒的上升过程中,尽管液态燃料发动机仍在工作,宇航员也再不会听到噪音或感觉到振动。

从机舱里看出去,航天飞机升空是何景象

发射后数秒钟内,航天飞机会翻转,就像是在表演特技。这时,机组人员看到的是大地和海洋在他们头上打旋。专项工作人员看不到这个情景,因为他们的座位距机头太远。时而,你会看到云团扑面而来,瞬间又消失在你身后。随着航天飞机的加速,机壳的涂层会被劲风撕成碎片,从窗外掠过。天空很快暗下来,起飞两秒钟后窗外就完全是一片漆黑。这景象真是奇特,缕缕阳光破窗而入,外面的天空却是一片黑暗。升空5分钟后,航天飞机开始倾斜,机长和飞行员此时可以看到地面。专项工作人员是看不见的,因为他们或坐在距机首很远处,或坐在舷梯下。从上方的舷窗朝外望去(航天飞机是尾朝上进入轨道的,所以要透过飞机上方的窗口才看得到地球。)将会从太空看到令人屏息的无比壮观的一幕:广阔无垠的大西洋碧波起伏,洋面上翻卷着雪白的巨浪。

航天飞机发射腾空时是什么感觉

除了越来越大的响声,机组人员还会立刻感觉到高达1.6的加速度重力。比较一下你就不难想象了。普通飞机在跑道上加速准备起飞时,乘客受到的加速度重力为。0.33°也就是说,航天飞机发射时的加速度重力约为普通飞机起飞时5倍。如此巨大的加速度重力会使你感到心惊肉跳。从电视上看,航天飞机腾空时好像慢慢吞吞、稳稳当当,其实不然。发射后4秒钟内它的腾空速度就将达到160千米/小时,40秒钟后超过音速。这可不是你祖父的老爷车可以相比的。

在腾空过程中加速度重力会不断发生变化。在火箭熄火之前,加速度重力从腾空时的1.6逐渐升至2.5。火箭燃烧完毕,它又迅速降低至0.9。从这时起,飞行变得非常平稳,非常安静。

随着燃料的消耗,飞机越来越轻,其加速重力也越来越高。到第7.5分钟时可高达3.0(相当于普通飞机腾空之前的加速重力的10倍)。此时电脑会自动降低航天飞机的飞行速度,以防止加速重力超过3.0。尽管航天飞机能承受那么巨大的摇晃和振动,但其承受力总是有限的,一旦加速重力大大超过3.0,飞机就可能破裂解体。事实上,飞机上还设有紧急操纵程序,万一电脑不能自动降速,飞行员可启动这一程序关掉其中一台发动机强行减速。

飞行8.5分钟后,主发动机关闭。宇航员们会从承受巨大加速重力的状态突然转入失重状态,而这时你会听到大家都不约而同地发出一声欢呼。因为主发动机关闭就意味着整个升空过程中最危险的一段已经过去。

从航天飞机里望出去,月亮是不是显得更大

不。在航天飞机里看到的月亮跟你在地球上看到的月亮没有任何区别。别忘了,月亮距地球达38万千米之遥。航天飞机在380千米的高度飞行,其与月亮之间的距离也只不过缩短了千分之一罢了。距离差别如此之小,你说从航天飞机里看月亮会大些么?当然不会。

你可以作一个简单的实验来加以证明。就以你的起居室为例。比如它长6米。你站在房间的一端,在另一端随便放一样什么东西。现在,你朝前移动6米的千分之一(即0.6厘米)。你这时看那东西会有任何大小的变化吗?显然没有。

从航天飞机里看星星又是如何

读了上面一段后,相信你自己也知道这个问题的答案了。星星距地球的千米数以万亿计,航天飞机靠近区区300千米,从飞机里看星星当然不会显得更大。但也确有差异,那就是在航天飞机里看到的星星不“眨眼”。因为那里没有大气的屈光作用,所以看上去星星就像是无数明灯一点不闪地缀在天幕上。另外,因为没有其它光的干扰,宇航员在太空能看到的星星更多。乳白色的银河也比在地球上看得更真切。

再一个不同之处是,在太空里能更清楚地看出星星的颜色。许多人都以为星星是白色的,其实不然。星星也有桔红色、红色、蓝白色的。有些星星在地球上也能看得出颜色(例如阿尔德巴兰——金牛座的那颗“牛眼”一一就是桔红色),只是在太空里看得更加清楚。

在航天飞机里看太阳是何景象

跟在地球上一样,在航天飞机里你也不可能直视太阳,否则眼睛会被灼伤。但侧目一瞟,可见太阳是白色的。不像在地球上,太阳看上去略呈黄色。

为保护宇航员的眼睛不被紫外线伤害,航天飞机的玻璃窗除其中一个之外全都加有滤紫外线过滤装置。唯一没有加此装置的是个圆形窗,位于侧舱的中心。那是特意保留以备有关实验之需的。为此还专门备有一个易于拆装的紫外线过滤器,有阳光穿透此窗时宇航员可以将它盖上。

谁把航天飞机驶入轨道

没人。航天飞机是自动飞入轨道的。机上的电脑装有所有必须的数据,可指令自动驾驶仪将航天飞机送上轨道。入轨也可人工操作,但只是在出现紧急状况时不得已而为之。自动驾驶仪完成航天飞机入轨非常精确。不妨设想一下,有一架飞机从洛杉矶起飞飞往夏威夷,机上所载的多余的燃油只够飞几秒钟。如果你在这架飞机上,你是愿意让飞行员驾驶呢,还是宁愿启用自动驾驶仪?自动驾驶仪可以精确地测定飞机位置、风向、最合理的油耗,以及其它所有安全飞抵檀香山机场所需的数据资料。显然,你对自动驾驶仪会更有信心。航天飞机的道理与此完全相同。

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