退役的航天飞机与新兴的火箭垂直回收技术相比有哪些不足?
1,安全性低。因为是重复使用,所以再次飞行前需要做大量的测试和维修工作。一旦遗漏了什么,就会产生严重的后果。
2,成本太高,每次发射成本太高。
3.航天飞机的老化速度远超预期,任务被迫大幅缩减。
运营成本高,安全系数低也是航天飞机退役的主要原因。
1.安全系数低:五架航天飞机中有两架爆炸,导致14名宇航员遇难。
航天飞机因为重复使用,技术难度大,系统设计复杂,零部件更容易磨损。它需要承受从起飞、上升、轨道运行、再入大气层、返回着陆的各种极其恶劣的环境。航天飞机的弱点在使用中逐渐暴露出来,它的系统远不止是载人飞船和运载火箭的简单相加。
当单次运营成本过高时,风险不容忽视,发射频率由一年24次降为5次。航天飞机的事故率很高。美国的五架航天飞机中,有两架在执行任务时爆炸解体,14名宇航员遇难。与火箭、飞船等一次性飞行器不同,航天飞机的火箭发动机需要多次重复使用,其使用寿命期间的总工作时间长达数小时,这也给其任务带来了安全隐患:随着飞行任务的增加,必然会出现更多的潜在危险。
二是发射成本高:一次飞行花费5亿美元,比设计预期多近100倍。
美国研制并投入使用了5架航天飞机,每架研发费用为20亿美元,发射了100多次,每次飞行花费高达5亿美元。回来后,需要进行大量耗时费力的维护,这让美国国家航空航天局的财政不堪重负。
虽然提出航天飞机的初衷是为了降低整个载人航天发展和发射过程的成本,但美国人在实施这一计划的过程中发现并非如此。早前的数据显示,从1985到1988和10,航天飞机的发射价格上涨了85%,即每次发射的成本飙升至9000万美元。这一费用完全违背了美国国家航空航天局设计航天飞机的最初预算。在确定航天飞机的结构布局时,美国国家航空航天局估算航天飞机的发射成本为每斤65,438美元+0,000英镑,每次发射成本不超过600万美元。
虽然美国国家航空航天局采取了各种措施来节省资金,但开发成本却年年超支。1978年9月,美国国家航空航天局宣布,航天飞机的研制费用可能比原计划增加8%-9%。1980年4月,美国国家航空航天局透露整个航天飞机项目的成本将增加到89亿美元。在这种情况下,美国国家航空航天局不得不多次向国会申请继续增加拨款。当时卡特政府认为航天飞机有利于国家安全,对科学研究和商业开发有很高的价值,所以基本上不反对追加经费,航天飞机计划的费用就这样解决了。
此外,航天飞机的着陆场距离发射场较远,每次着陆后都需要用大型客机运回发射场进行维护,增加了成本。所有这些情况都超出了美国国家航空航天局最初的良好预期,这表明航天飞机的经济效益大大降低。
第三,航天飞机老化速度远超预期,任务被迫大幅缩水。
与此同时,在航天飞机的使用过程中,美国国家航空航天局发现,与研制和发射成本一样,航天飞机的维护和运营成本也在飙升。比如1984年,一次航天飞机飞行的成本是65438美元+0.5-2亿,而商业发射能获得的最高补偿只有765438美元+0万。
最重要的是,美国国家航空航天局发现用航天飞机发射卫星比用火箭成本更高。因此,在1988之后,美国国家航空航天局决定不再承担商业有效载荷发射任务,每年的航天飞机飞行次数减少到9次左右。
按照计划,美国航天飞机的寿命最多20年,每架航天飞机要飞行100次。截至今天,五架航天飞机仅飞行了132次,其中两架在飞行中爆炸,两架严重超期服役。
此外,航天飞机的老化速度比预期的要快。虽然任务数量减少了近1/4,但航天飞机损坏老化加剧,维修费用也非常昂贵。特别是在“哥伦比亚”号航天飞机坠毁(2003年)后,防热瓦的检查费用增加了。
但自1984发现号首飞以来,小状况频频发生,如燃料箱隔热泡沫脱落、外挂燃料箱液氢输送管泄漏等,导致每次任务前都要加强检查和维护,以至于任务一拖再拖。
设计初衷:复用降低运营成本
上世纪七八十年代是美国载人航天如火如荼的时期。阿波罗登月让美国在全球太空竞赛中名列前茅,也刺激了美国的太空探索野心,增加了人类进入太空的频率。密集的太空探索项目让美国国家航空航天局觉得不够经济,因为用火箭发射载人飞船需要巨大的火箭,而且都是一次性的,不可回收的。
出于资金的考虑,建造新的航天器是时代的新要求。美国国家航空航天局第三任主任托马斯·佩奇(Thomas Page)曾认为,航天飞机的成本可以降低,因为它可以重复使用,不必每次执行任务都建造新的火箭;而且当时他认为航天飞机发射的准备时间只需要两个周元,比火箭反应还快。
航天飞机曾经是先进航天技术的象征,是阿波罗登月后美国航天事业的里程碑,肩负着与前苏联空间站在载人航天领域竞争的政治宣传职能。
航天飞机的概念吸引了许多航天大国,如欧空局和日本,他们设计了自己的航天飞机。前苏联甚至造出了具有自主知识产权的“暴雪”号航天飞机,但巧合的是,它的外形与美国的航天飞机几乎一样。
太空运载能力是无与伦比的,衍生技术已经影响了人类30年。
当时,为了说服美国当局发展航天飞机,美国国家航空航天局说,航天飞机有很多优点,除了可以多次重复使用外,还可以将7个人和近30吨货物送入太空,返回时可以从轨道上运回14.5吨有效载荷。
这个载荷可以保证航天飞机直接将中国的“神舟”或俄罗斯的“联盟”号飞船运送到太空,运载能力是其他飞船的几十倍;它可以捕获太空中的其他飞行器,如卫星,通过宇航员的太空行走修复飞行器,并将其带回地球。
航天飞机增加了太空探索的动力。从过去30年的探测作业中获得的技术和相关的科学发现对地球上的人类生活产生了至关重要的影响。无论是国际空间站,还是人类月球前进的预期基地,都需要像航天飞机一样有大载荷的航天仓库的支持——否则,不可能派出大型航天工程机械或相关物资进行基础建设。
美国有六架航天飞机,除了第一架“企业号”,试验后收藏在博物馆。其他五架航天飞机,哥伦比亚号,挑战者号,发现号,亚特兰蒂斯号和奋进号,都参加了这次太空运输任务。亚特兰蒂斯号执行了32次任务,是国际合作任务最多的航天飞机。发现号航天飞机参与了美国历史上最多的任务,其功勋成为美国航天飞机最著名的代表。