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“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),由鲁坦以及美国缩尺复合体公司制造。太空船的全长 5 米,飞行速度每秒可达 2500 米,空中搭载重量可超过 1200 公斤。
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一、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。
二、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: 8
三、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。
四、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。
五、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。
六、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。