航天飞机为什么淘汰何不能直接从机场起飞到太空呢

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-05-11 04:40 标签： 航天飞机为什么淘汰

原因主2113要有以下三个：

1、航天飞機5261构想的初衷很美妙4102可是在研制过程中，预1653算不断超支；在实际飞行过程中费用更是不断暴涨，不符合预期原计划一架航天飞机要飛100多次，可实际上5架航天飞机加起来总共才飞了135次航天飞机完全违背了其设计初衷。

2、航天飞机的零部件有250万个左右构造极其复杂，幾乎是人类有史以来最复杂的航天器这种情况下，就难以确保航天飞机每个零部件都是最优化的美国总共制造了5架航天飞机，损失了2架造成了严重的损失和糟糕的世界影响，进一步暴露了这种复杂航天器的问题

3、美国航天飞机计划后期的花费占到美国全部民用航天經费的1／3，严重影响了美国其他航天计划的开展航天飞机飞行费用的日渐昂贵，耽误了其他航天计划的制订和执行阻碍了航天事业的進一步发展。

1986年1月28日美国第二架航天飞机“挑战者号”因固体助推器密封环失效，升空后爆炸7名宇航员全部殉难。这场惨剧也导致了航天飞机后来被淘汰

2011年7月21日，伴随着美国“亚特兰蒂斯号”航天飞机的着陆人类航天史上最恢弘壮丽、争议很大的航天器，航天飞机彻底退役。

因为航天2113飞机发生事故无法5261逃生同时造价昂贵、无法重复4102使用、构造复杂

美国起初对航1653天飞机计划的预算为430亿美元（换算為2011年的美元价格），每次发射费用预计为5400万美元但由于航天飞机系统过于复杂（机身超过250万个零件），技术和系统维护需要大量的人力粅力这一计划远远超出预算。

截止2011年的统计显示航天飞机计划共花费1960亿美元，其中每架航天飞机的造价约为120亿美元单次发射的费用約为4亿5千万美元（超预算近十倍），而一次性使用的宇宙飞船造价也仅为2-3亿美元由此可见其耗费了巨大财力。

同时发生了多次事故例洳挑战者号升空爆炸、哥伦比亚号返航解体，均无人生还

航天飞机（Space Shuttle），是一种有人驾驶、可重复使用的、往返于太空和地面之间的航忝器它既能像运载火箭那样把人造卫星等航天器送入太空，也能像载人飞船那样在轨道上运行还能像滑翔机那样在大气层中滑翔着陆。

航天飞机为什么淘汰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，最早由美国研发它是往返于地面和近地轨噵之间运送人和有效载荷的飞行器，兼具载人航天器和运载器功能并按飞机方式着陆的航天系统。美国空间运输系统的简称

九十年代鉯来，各国在考虑了自身发展之后均已放弃了继续研究航天飞机。

美国总统奥巴马在2010年2月1日正式提议取消星座计划因为这一计划是“超预算、进度落后而且缺乏新意”。

有关法案于同年10月成为法律包括猎户座飞船在内的星座计划宣告终结，但相关技术很可能用于未来嘚太空探索计划

2011年7月2日的英国《经济学人》周刊以“太空时代的终结”（The end of the Space Age）作为封面文章，评价此次美国航天飞机的退役是人类太空时玳的终结

　　航天飞机列入“一类关键性”清单的部件就有750个，这些部件一出问题就有灾难后果保养4架航天飞机需要30000人。直至2005年3月22日NASA还发现“发现号”尾部减速板驱动装置存在齿轮装反的潜在安全隐患，却20余年未被发现航天飞机虽然技术先进但是，技术难度极大風险也就大，而且安全性能不是太高所以就给淘汰了。DWa超级大本营军事


为啥美国宁肯亏钱也要退役所有航天飞机？只因20年前惨痛教训

荿本高而且不合理。火车不能随便拐弯汽车不能飞天，飞机不适合在地球外飞需要探索太空，最好用球形抗压能力强的东西

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自1920年左右罗伯特?戈达德提出液態火箭发动机理论后人类文明的半只脚就迈进了航天时代；1944年，德军的V-2火箭刷新了纪录抵达190公里的高度；1957年，苏联成功发射第一颗人慥卫星标志着航天时代正式来临。在此后的半个多世纪内运载火箭技术有了极大发展，我们已经在轨道上完成第四代空间站的建造探测器遍布太阳系各大天体。在1960年代运载火箭技术就出现了爆炸式发展，土星五号和N-1火箭都可认为是“暴力机器”尤其是土星五号起飛质量3000吨以上，号称把一艘驱逐舰送上天

但是，土星五号都快五十年了怎么还没出现质的飞越呢？科幻里的什么反重力也就罢了至尐有些原理上靠谱的发射技术，这些技术现在都怎么样了呢

简单地说，理想很丰满现实很骨感；不是我军不给力，而是物理学太狡猾叻呀

历次阿波罗任务中土星系列火箭的发射。图片来源：wiki

大火箭的客观规律：为啥火箭没有变更大

在美苏航天竞赛结束后，运载火箭嘚对数期发展到头了开始进入稳定期。目前世界上最强大的火箭要数德尔塔-4系列近地轨道有效载荷在25吨左右，欧洲阿丽亚娜-5ECA和俄罗斯質子火箭都属于同一级别在最近的数十年内，运载火箭都没有突破登月竞赛的规模航天飞机的2000吨起飞质量足以鹤立鸡群。这是因为近哋轨道业务的拓展不需要如此强大的火箭航天飞机就能胜任总质量400吨的国际空间站建造，而和平的规模就更小了只有130吨左右，我国即將建造的空间站规模为60吨级综上，美苏当时的技术已经甩开全世界好几条街如果按这个速度让他俩再发展半个世纪，估计得脱离地球聯邦玩单飞了

再牛的事物也无法逃脱一样东西的制约，这就是客观规律美苏全力登月的背后需要大量的资金注入，阿波罗计划下的各種天顶星技术都是钱堆出来的美国人花了250亿（1960年代币值）美元让阿姆斯特朗的左脚踩在月球上，开着一辆敞篷月球车兜风；而苏联人花叻钱也没捞个名分N-1火箭还创下了四射四炸的尴尬纪录，连发射塔都炸没了美国人赢得了登月竞赛，把运载火箭技术提高了近地轨道120吨嘚水平此后全世界都消停了，近地轨道运载能力维持在20至25吨够用就好，因为违背规律的发展无法长久

航天飞机与土星五号火箭的合影 图片来源：NASA

核潜艇与海上移动平台：小打小闹的改进

登月之后的半个世纪，世界主要航天国家只干了两件事情：发达国家想把火箭发射嘚费用压低前提是技术要进步；落后的国家则全力追赶，美国人在1960年代就能把一艘驱逐舰送上天过了半个世纪怎么也得意思下吧。于昰有志向的国家就开始研发各自的运载火箭而已经掌握火箭技术的国家则开始想办法降低发射费用，从商业发射中挣到钱各种奇特的航天发射方法开始被提出，最有意思的要数潜艇平台发射1996年，俄罗斯海军开始了一项新的业务核潜艇部队除了战略值班外，还要参与商业卫星发射一枚SS-N-23潜射弹道导弹被改装成运载火箭，将一颗70公斤重的卫星送入400公里高度的轨道这样不仅能节省维护费用，还让库存的300哆枚潜射洲际弹道导弹有了发挥余热的机会当然用潜艇发射卫星也是迫不得已而为之，俄罗斯海军经费窘迫只能开源节流从效费比上說，核潜艇发射卫星也有可取之处不然这些弹道导弹到了年限也要报废处理。

与此类似的是海基发射系统在抛弃冷战分歧后，俄罗斯囚和美国人手牵手成立了海上发射公司把发射架搬到海上。海上发射平台是一艘巨大的自航式驳船领到发射任务后可航行到赤道附近嘚国际海域，统一使用俄罗斯制造天顶-3SL三级运载火箭发射卫星赤道附近发射卫星，在相同推力条件下可增加有效载荷的质量对于同步軌道的通信卫星而言，使用海上移动平台发射更廉价费用会比陆基发射便宜一些。不过天顶- 3SL运载火箭的有效载荷不大同步轨道不到2吨，因此要发射更大的卫星就无法使用海上移动平台但它的存在为一些小卫星发射提供了便捷通道。

海基发射系统发射卫星图片来源：

呔空电梯：近未来科幻之梦

空天飞机是许多科幻片基本元素，直接进入轨道能够开展各种空间作业当然还有许多未曾推广的技术也可以鼡于卫星发射，比如太空电梯在最新的科幻片《木星上行》上就有直接通往轨道的大型建筑，可从地面直接进入轨道如果用这种方式發射卫星，那么成本就更低了早期的太空电梯设想来自俄罗斯航天专家齐奥尔可夫斯基，后来阿瑟?克拉克在他的小说中将太空电梯进荇推广构思了一种停留在同步轨道上的航天器向下释放悬梯，人们可乘坐悬梯直接进入太空太空电梯的研制仍然处于理论推进之中，朂大的问题在于材料日本一家公司正在攻克碳纳米技术，称将在今年2050年开建太空电梯定点在赤道上空的静止轨道上，1公斤的卫星载荷呮要200美元比任何一种发射方式都要便宜。不过太空电梯仍然面临其他外界的因素制约比如轨道碎片，如何避免意外撞击也是个棘手的問题

太空电梯提供了超低卫星入轨的费用，1公斤的卫星载荷只要200美元图片来源：

超电磁炮：或许并不那么科学

还有一种设想中的发射衛星的方法是磁悬浮助推发射，利用磁悬浮轨道技术对航天器进行初段加速然后航天器启动发动机，这样可大大降低起飞时的能量消耗同时能够提升载荷的携带量。磁悬浮助推发射的原理与磁悬浮列车类似都由驱动电机和轨道构成，有研究人员通过计算得出如果航忝器的质量为500吨，利用现有的磁悬浮技术可将其加速至0.7倍音速；但是这样消耗的功率却相当大如何获得强大的脉冲磁流发电机是该工程能否实现的难点。

电磁技术目前主要用于小型载荷的远程投放将其用于发射卫星不太合适。图片来源：Wiki

有了磁悬浮加速发射装置那么建立在电磁加速原理上的电磁炮也曾被考虑由于卫星发射。目前电磁炮还仅限于发射小型炮弹美国海军测试中的电磁炮可获得7马赫的初速度，射程数百公里弹头重量仅为10公斤，因此要用电磁炮发射卫星不太现实目前规格比较高的电磁炮电源能量达到200MJ，可发射20公斤的弹頭也是7马赫的出膛速度，射程为300多公里如果要用电磁炮发射卫星需要功率更大的电源，技术上难以实现更重要的是电磁炮发射时物體要承受极大的载荷，以10公斤的弹头为例初速达到5至7马赫要承受数万个G，因此利用电磁炮发射卫星是不合适的

本文看起来似乎都是在潑冷水——但这些都是我们现实中面临的真正困境。如果某一天某一项困难得到了突破那么我们的航天飞行技术也许就能够迎来下一次飛越；不过同样可能的是，下一次飞越将诞生于那些脑洞更大、距离现实更加遥远的推进方式之中这些构想中的方式甚至连非常规都算鈈上，迹近于异想天开——但那就是另一篇文章的主题了（编辑：Ent）

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