航天飞机的未来是怎样的？

未来的航天飞机是怎样的？~

航天飞机是可以重复使用、往返于地球和太空近地轨道之间，运送人员和货物的飞行器。它可以把维修太空望远镜的人员运送到太空上去，还可以顺便为在月球上辛勤劳动的宇航人员送点慰问品等等。
航天飞机通常设计成火箭推进的飞机，返回地面时能像飞机那样下滑和着陆。航天飞机的出现为人类自由进出太空提供了很好的工具，是航天史上的一个重要里程碑。但现在使用的航天飞机也有许多不足之处。
1986年，就在“挑战者”号航天飞机爆炸事故发生数周之后，当时美国总统里根就宣布了要开发新型航天器的计划。30年后，这种新式的航天飞机将在大气层边缘处飞行，估计它从美国华盛顿飞到日本东京只需要2个小时。它的飞行速度将是声速的25倍，能够十分轻易地进入或离开飞行轨道。它不再需要像以前那样携带庞大的外部燃料箱和助推器，这样的话，它的安全系数将得到大大的提高。
到2002年9月，新一届美国政府又宣布了一项取代航天飞机的计划。一方面是在10年之内开发出一种“轨道太空飞机”，与前美国总统里根的“国家航天飞机”计划不同的是，它将使用常规的运载技术：另外一个方面就是进行全新的系统设计研究，但并没有对何时能研制出这样一套新系统设定严格的时间限制。
但在2003年2月1日美国“哥伦比亚”号航天飞机再次失事坠毁之后，这些计划再一次发生了变化。人们期待在未来，航天飞机应该更像是普通的飞机。
由于有了“哥伦比亚”号航天飞机的失败教训，航天飞机在大气层中的可操纵性，以及它重新进入大气层时，能否忍受高温就理所当然成了关键性的问题。
30年后，航天飞机的外形更会像是一个长了翅膀的砖块。它生硬的外形会在重返大气层时产生强大的冲击波，这有助于机身免受周围大气层摩擦的破坏：而如果它们的外形和飞行方式类似于高性能喷气式飞机，那么其机翼前沿的温度将远远高于目前大约1600℃的水平。针对这些，科学家们正在研究一种新型的复合陶瓷材料，这种材料可以忍受将近28000℃的高温，但目前这种材料还比较脆弱，而且很笨重，要想真正将它们用到外形圆滑的航天飞机上，还有很多的研发工作要做。
然而科学家们遇到的技术障碍还远远不止这些，如何让航天飞机安全进入轨道才是首要的难题。为了克服地球引力的作用，航天飞机必须加速到每小时4万千米以上的速度。
要想飞得快，首先就要解决重量上的问题。数十年来，工程人员们绞尽脑汁，力图解决飞行器的重量问题。由于燃料占了助动火箭重量的绝大部分，最好的解决方法就是使用一种重量轻、效率超高的推进剂。
新一代的航天飞机不会再携带大量的液态氧，而是在超音速状态下在大气层中随时吸收氧气，再进行压缩，然后使用一个特殊的气缸，与航天飞机自身携带的液态氢进行燃烧。在加速到声速的若干倍之后，飞机将会竖直向上升入轨道。这种新颖的发动机设计称为“超音速中压式喷气发动机”。
除了减轻燃料携带量以外，减轻航天飞机自身的重量也是一个可行的途径。20世纪末期，美国科学家们就设计出了能够以“单级推进方式”进入轨道的轻型航天飞机。
这种航天飞机是用石墨和环氧树脂复合材料做成的，重量只是常规航天飞机的一半还不到。但是在1999年进行的试验中，用这种材料做成的氢燃料箱壁发生了破裂。在已经花费了10多亿美元的经费以后，人们只能被迫放弃了这一计划。

航天飞机是可以重复使用、往返于地球和太空近地轨道之间，运送人员和货物的飞行器。它可以把维修太空望远镜的工作人员运送到太空上去，还可以顺便为在月球上辛勤劳动的宇航员送点慰问品等等。
正在设计中的未来航天飞机航天飞机通常设计成火箭推进的飞机，返回地面时能像飞机那样下滑和着陆。航天飞机的出现为人类自由进出太空提供了很好的工具，是航天史上的一个重要里程碑。但是，从航天飞机的历次飞行表现来看，目前使用过的航天飞机也有许多不足之处，其中安全问题尤为突出。
1986年，就在“挑战者”号航天飞机爆炸事故发生数周之后，当时的美国总统里根就宣布了要开发新型航天器的计划。这种尚在开发中的新式航天飞机将在大气层边缘处飞行，估计它从美国华盛顿飞到日本东京只需要2个小时。它的飞行速度将是声速的25倍，能够十分轻易地进入或离开飞行轨道。它不再需要像以前那样携带庞大的外部燃料箱和助推器，安全系数将得到大大的提高。

未来的航天飞机将是什么样子，人们已设想出了它的大致蓝图。

这种飞机不再需要火箭助推了，它可以从世界上任何一个较大的机场起飞，然后加速至音速的许多倍，在大气层外飞行，然后穿过大气层降落。因为用火箭助推器的航天飞机，使用起来很不方便，世界上只有很少的地方有大型火箭发射场，更谈不上将这种飞机用于民航载客运货了。

美国人为了保持领先地位，首先开始了新的计划。这个计划有一个很怪的名字“铜谷”，这种新式飞机不再叫航天飞机了，而叫国家空天飞机。它以氢作燃料，由人驾驶从地球的机场上起飞，加速到大大超过音速的速度，在大气层外绕地球飞行；如果用它来做客机，便给它一个更妙的名字“东方快车”。乘坐这种飞机旅行，从美国的首都华盛顿到中国的首都北京只需2个小时。坐着它，一天可以绕地球好几圈。

这种飞机以氢作燃料，让它与空气混合燃烧，以推动飞机前进。到目前为止，氢是世界上能够找到的最好的燃料。它燃烧后产生水蒸汽，不破坏地球的环境。缺点是体积太大，用它作燃料，要占用飞机上的许多空间。不过科学家想出了一种办法，不但使气体状态的氢冷冻到了液态，而且将液态冷冻成了固态；空天飞机就可用一半的液态氢与一半的固态氢混合在一起做燃料了，他们给这种燃料取了一个名字叫氢浆。

在美国大力发展空天飞机的同时，西方先进的工业国家，也开始发展自己的空天飞机计划。

欧洲空间局制造了一种叫“赫尔墨斯”的空天飞机。这种飞机只有15米长，能把3名乘员和约2吨重的东西送入太空，绕地球飞行，已于1998年开始正式载人飞行。

德国的空天飞机很有特点，用“桑格尔”命名，以纪念杰出的航天先驱桑格尔。它分成两级，货机载于有人驾驶的母机上，由母机背上起飞送上太空，货机无人驾驶，可以将1.4吨重的东西送入太空。

英国人的计划与美国人的类似，他们制造了一架“霍托尔”空天飞机，它能水平起飞和降落，使用液氢和液氧作燃料，能够将11吨的货物运上太空。

水平起降的空天飞机对人类有极大的吸引力，同时它的技术难度也非常大。比如，它的发动机与目前世界上任何发动机都不同，制造难度最大，因为当飞机以音速的十几倍速度飞行时，常常会使发动机熄火。由于空天飞机的速度达到了十几倍音速，地面上的一些实验设备无法胜任实验任务。

目前使用的航天飞机还是很初级的，它既不能像普通飞机那样从跑道上起飞，也不能自由地选择飞行角度，而且在飞行过程中还要分离两个火箭助推器，然后还要再分离一个外贮箱，其过程不仅复杂，而且耗资也较大（外贮箱不能重复使用），对航天飞机进行彻底的改造已势在必行。于是，一种被称作“真正的航天飞机”的航天飞机，正在从设计室走向工厂。

“真正的航天飞机”将采用单“级”式，即它不再有外贮箱，因此，在其飞行过程中也就无需分离什么装置。在去除了这些外部装置之后，它将使用一种新研制的被称作“斯拉须”（slush）的高能油脂氢燃料。据说，在使用这种燃料以后，在获得同样推力的条件下，可使航天飞机起飞重量减少约３０％，从而使航天飞机的质量比获得大幅度提高。不过，这种新型燃料要比液氢更稠密，因此在导管里输送时将需要施加较大压力。另外，它燃烧时所产生的高温，要求有能与之相适应的超级耐高耐高压的轻型材料做发动机及相应的仪表。目前这些环节上的技术问题还未能完全解决。

设计中的这种“真正的航天飞机”，在摆脱了火箭助推器和外贮箱的累赘之后，其外形尺寸将与波音７３７客机差不多，而且它也不再采用垂直发射的方式，而会像普通的飞机那样从跑道上起飞，并可选择任意飞行角度，飞入空间轨道。

航天飞机的权威设计师告诉我们，这种“真正的航天飞机”的升空，将是人类在征服太空漫长征途中迈出的重要的一步。它将使未来的太空旅行成为更舒适、更方便，也更适合普通大众的一种平常的飞行。

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曾都区19594052836： 航天飞机的未来发展前景如何? - ？
束钧华安： 航天飞机的未来发展 1986年,就在“挑战者”号航天飞机爆炸事故发生数周之后,美国总统里根宣布了开发新型航天器的计划.这种被称为“新东方快车”(Nnew Orient Express)的飞行器将在大气层边缘处飞行,它从美国华盛顿飞到日本东京...

曾都区19594052836： 未来的航天飞机是什么样子的?？
束钧华安： 蜻蜓那样的

曾都区19594052836： 中国未来航天飞机是什么样的,会不会和美国的一样?？
束钧华安： 中国短期内不会使用像美国航天飞机式的往返式重复使用的航天器,主要以一次性飞船为主,但是中国在研制神舟飞船是就打算将它重复使用,也许这也是一种节约的办法.

曾都区19594052836： 空天飞机的最新用途有哪些? - ？
束钧华安： 未来的空天飞机应该是这样的:空天飞机安装有涡轮喷气发动机、冲压发动机和火箭发动机.涡轮喷气发动机可以让空天飞机像普通飞机那样在机场起飞,当时速超过2400千米时,就使用冲压发动机,使空天飞机在离地面6万米的大气层内以3...

曾都区19594052836： 美国航天飞机退役出于哪些考虑,之后用什么代替它,两者在成本、性能上相比怎么样? - ？
束钧华安： 航天飞机退役,主要是出于成本和安全的考虑.安全大家都知道,美国一共才几架航天飞机,结果就坠毁了两架.成本,航天飞机尺寸大,重量大,发射一次需要很多钱,比发射载人飞船贵多了.下一代的航天器是在研制中的空天飞机.这种东西不用火箭发射,而是在机场跑道上像飞机那样起飞,直到飞出大气层,飞到地球轨道上.比航天飞机便宜多了.

曾都区19594052836： 中国航天飞机 - ？
束钧华安： 应该不会.首先,航天飞机的造价昂贵,且维护成本高:即使美国这样的超级大国也只能维持数目有限的航天飞机(不算最初的试验机型“企业号”,只有三架,“奋进号”、“亚特兰蒂斯号”和“发现号”),而且全年只有1--2次飞行任务,...

曾都区19594052836： 美国还会不会制造航天飞机？
束钧华安： 不会造载人航天飞机了,今后肯定是往无人方向发展,像X37这样的无人航天器就是今后无人航天飞机的样板.主要是载人航天飞机的安全系数比较低,至少不如无人的高,另外一次发射的成本太高了,发射一次可以同时发射好几次无人飞船.而且载人航天器的造价过高,维护成本也高.

曾都区19594052836： 在以后中国航天是否和美国一样造航天飞机…还是和X37B一样的飞机?? - ？
束钧华安： 我想,我们以后应该造可以反复使用的飞船.因为航天飞机费用太贵,而且技术太复杂,我们享受不起.当然,除了飞船外,我想,以后我们会造空天飞机.但并不是像美国的X37B那样的.当然我们会从X37B学起.因为X37B只是空天飞机的...

曾都区19594052836： 我国最终会造航天飞机吗?？
束钧华安： 我看到过一份资料说:目前人类研制并成功的载人航天器有三种:飞船、空间站和航天飞机.其中航天飞机综合运用了运载火箭、载人飞船和飞机的技术,堪称人类智慧结晶.据权威人士说,我国载人航天有个“三步计划”,现在的肯定是第一步,后面还有空间实验室和空间站,科学家们的共识是以飞船起步.至于最终会不会造航天飞机要看发展的情况和需要,现在还不能下结论.

曾都区19594052836： 科学家们设计了哪些未来的航天母机? - ？
束钧华安： 为了能使航天母机尽早飞上天空,科学家们设计了多种未来的航天母机,主要有:一、原子能航天母机 原子的体积极小,一亿个原子排列成一条线,还没有一个成人的小手指甲那么大.原子虽然个头小,它的能量却大得惊人.1公斤的铀全部裂...