第一章航空航天（2）
三、航天飛機
航天飛機
航天飛機與普通飛機不同，它是往返於地球表麵和近地軌道（距地麵185～1100千米的橢圓形軌道）之間的、可以重複使用的大型運輸工具。由於它是靠火箭發射的，所以航天飛機可以衝出大氣層，“飽覽”空中的美景。
航天飛機對人類有著十分廣泛的用途，它可以攜帶衛星，並可將衛星放置在天空中的任意位置；它還可以在天空中及時修理出了毛病的衛星；能很方便地回收各種各樣的衛星；作為交通工具，它可以向真正的人造“天堂”——航天空間站，運送宇航人員、物品，運送建造航天站、太空太陽能電站等大型空間建築的材料；航天飛機甚至可以作為空中的公共汽車，往返於地球與太空之間；在軍事上，它可以對地麵、空中的目標進行跟蹤、偵察、拍照等等。
航天飛機的特點
航天飛機靠火箭發動機提供動力，既可以在稠密的大氣層中穿行，又能在星際空間中自由翱翔，它是集衛星、飛機、宇宙飛船於一體的飛行器。因此跟別的飛行器相比，它有自己的特色。
航天飛機是世界上惟一可以部分重複使用的航天飛行器，可以實現規定點著陸和無損返回。
它把物體送入太空的費用隻是其他太空飛行器的10％。航天飛機的貨艙，一般長18米，直徑約46米，可容納30噸左右的貨物。這樣大的容積比起運載火箭整流罩內的小小空間就寬敞多了。由於它的貨艙大，使用麵廣，所以完成的工作量大，一次可以裝載一顆大型人造天體或一批小型人造天體，並且可以利用機械手在軌道上布置任何類型的人造天體。
由於航天飛機起飛容易，回歸迅速，能夠像普通飛機那樣進行定時維修和保養，因此大大提高了使用次數。
航天飛機與載人飛船的區別
航天飛機與載人飛船都是人們早有所聞的航天器。航天飛機在外形上很像普通飛機，不過它是靠運載火箭發射和升空的。它功能多、用途廣，既可載人運物，又可在太空發射衛星。它能在機場上降落，並可重複使用。載人飛船在技術上較為簡單，主要用於各種載人航天技術試驗，進行空間站人員救生和各種科學研究等。載人飛船雖也是靠運載火箭送入軌道的，但不能重複使用。現在，航天器在造福於人類的同時，又將戰爭從陸地、海洋、天空擴展到外層空間。
空天飛機
目前，航天飛機是人類探索太空的主要工具，不過，科學家已經在研製比它還優越的空天飛機了。
與航天飛機一樣，空天飛機是可以在地麵與太空之間來回飛行的運輸工具，所不同的是，航天飛機需要火箭推進飛入太空，而空天飛機是由普通飛機用的渦輪噴氣發動機驅動，隻不過用的是液氫燃料。空天飛機能以每小時16～3萬千米的速度在大氣層內飛行，而且可以直接加速進入環繞地球運行的軌道，返回大氣層後，又可像飛機一樣在機場上著陸。
空天飛機在飛行時，由於和地球大氣層產生劇烈摩擦，它的頭部和機翼前緣的表麵溫度可達2760攝氏度，因此，空天飛機對材料的應用要求比航天飛機還要高。與航天飛機相比，空天飛機不需要規模龐大、設備複雜、造價昂貴的發射場，並且空天飛機完成一次飛行後，經過一星期的維護就能再次起飛，這樣，就大大降低了成本。
航天母艦
我們大家都知道，發射衛星、飛船和航天發射場的位置應設立在盡量靠近赤道的低緯度地區，因為隻有在緯度為零情況下，航天器才能達到最大的速度優勢：火箭速度加上地球自轉速度。像俄羅斯的拜科努爾發射場、美國的卡納維拉航天中心、法國的庫魯以及日本的內之浦宇宙發射場、中國的西昌衛星發射中心等，都是基本符合這一條件的優良的航天發射基地。
不過，不管哪一個發射基地，都有不足之處，因為它限製了航天器軌道平麵的傾角方案和用於其他目的的發射能力，有時還受到氣象條件的幹擾。於是，有人就想，如果建造一艘大噸位，能從赤道附近的國際海域發射航天器的“航天母艦”的話，不僅緯度的優勢將更明顯，而且以上幾點不足也將消失。此外，從海上發射有助於選擇任何一個合適的地點、時間發射，發動裝置和其他一些珍貴的零部件也可能得到再次利用。這一設想也許很快就能變成現實。
原子能航天母機
誰都知道航空母艦是海上的霸王，它可以裝載幾十架作戰飛機，並且可以在它巨大的甲板上起飛和降落。但海上霸王固然威風，但也有不足之處，那就是它隻能使飛機飛上天空，而不能使飛機飛向太空。
那麼，有沒有這樣一種運載工具，既能把飛機送入太空，又能讓飛機安全返回？那就是科學家們夢想中的“航天母艦”——未來的航天母機。
未來的航天母機不是漂浮在海上，而是航行在天上，是天上的霸王。
原子的體積極小，一億個原子排列成一條線，還沒有一個成人的小手指甲那麼大。原子雖然個頭小，它的能量卻大得驚人。1公斤的鈾全部裂變可產生182億千卡的熱量，相當於2600噸標準煤全部燃燒所放出的能量。
如果用原子能作動力，製成原子能航空發動機，那麼，隻要裝上05公斤的原子燃料，就可以連續飛行十幾萬千米。
以原子能為動力的航天母機是個龐然大物，它長為300米，寬45米，總重量為2100噸，由4台原子能渦輪噴氣發動機推動飛行，繞地球飛行一周約需6個小時。
宇宙飛船型航天母機
向太空發射宇宙飛船已經不是什麼非常難的事，人類目前可以將幾百噸重的宇宙飛船送上太空，隨著科學的發展，人類一定會將更大的飛船送上太空。
飛艇型航天母機
飛艇對我們來說都挺熟悉，從1852年世界上第一艘飛艇升空開始，這種靠充入輕於空氣的氣體升空並依動力推進的飛行器，曾有過一段輝煌的曆史。直到1937年，著名的“興登堡”號飛艇在載客飛行中發生爆炸，飛艇在34秒內化為灰燼，33人葬身大海，從此這種飛行器才在空中銷聲匿跡。
然而，“興登堡”號慘案並沒有使人類放棄對飛艇的研製，科學家們正在設計一種未來的飛艇。
未來的飛艇是一個巨型的飛艇，它長24千米，能載客3400人。飛艇的機壁由最先進的3米厚蜂窩狀複合材料製成，艇內充入氦氣，非常安全。這個巨大的飛艇由160部發動機推進，速度每小時可達160千米。
在飛艇的頂部還設有可供直升飛機和短距離起降飛機使用的跑道，在底部有一個巨大的屏幕，可向地麵播放新聞、娛樂等節目。由於飛艇太大了，無法在地麵停降，它隻能長期處於飛行狀態，因而它作為母艇還有6艘小飛艇，這些小飛艇可以與母艇連接或分離，作為與地麵聯係的交通工具。
飛翼型航天母機
飛翼是指一種無機身、無尾翼，僅有機翼的一種飛行器，它具有結構簡單、飛行阻力小、載重量大等特點。科學家們想用很多個這樣的飛翼，在空中對接成航天母機。
航天母機一般不著陸，一直繞地球做巡回飛行。從地麵上起飛的地區性飛機可直接飛進航天母機，進入航天母機後，乘客可在航天母機內的豪華餐廳或遊藝宮裏度過愉快的空中旅行生活，也可以換乘航天飛機到宇宙中去旅行。當乘客要返回地麵時，可再轉乘地區性飛機飛回地麵。由此可見，航天母機又成了名副其實的空中機場。