基本介紹
- 中文名：發現號太空梭
- 外文名：STS Discovery OV-103
- 公司：甘迺迪航天中心
- 首次飛行：1984年8月30日
簡介,命名,建造過程,事跡介紹,20世紀80年代,20世紀90年代,21世紀,完成任務,STS-114,STS-128,絕唱,退役,評論,啟示,謝幕之旅,隱退,引出高手,獵戶出征,退役飛行,
簡介
美國宇航局（NASA）的“發現”號太空梭當地時間2010年10月23日在甘迺迪航天中心發射升空，飛往國際空間站，進行為期兩周的航天使命。“發現”號上的7名太空人將在國際空間站上安裝一個新的太空艙，以擴展國際空間站的規模。2010年10月28日，太空人斯科特·帕拉金斯基和丹尼爾·塔尼進行了第二次太空行走，為“和諧”節點艙安裝外部組件、卸下一個厚重支架並檢查國際空間站可能存在問題的設備。“發現號”此行的主要任務是運送和安裝“和諧”節點艙，以便日後歐洲及日本的“哥倫布”和“希望”號實驗艙能夠與國際空間站進行對接，為空間站實驗艙的發射做好前期準備。這是自2001年以來安裝的首個新艙，對於國際空間站的擴大而言具有重要意義。
命名
如同其他大部分的美國太空梭一般，發現號的命名，源自於一艘18世紀時的英國探險船，伴隨著名的詹姆斯·庫克(James Cook)船長遠征南太平洋的發現號(HMS Discovery)。在庫克船長的探險中，完成了包括發現夏威夷群島、紐西蘭乃至於確認澳洲大陸存在等的功績，而同行中的另外一艘探險船奮進號(HMBarque Endeavour)也成為NASA另一架太空梭奮進號的命名由來。除此之外，庫克船長也曾搭乘發現號探索南阿拉斯加與西北加拿大之間的海岸線，雖然當時正值美國獨立戰爭期間，英國與美國是交戰國，但由於發現號從事的是非常重要的科學任務，班傑明·富蘭克林甚至特別下達美軍不準對該船發動攻擊的指令。
其它使用發現號之名的著名船隻，還有亨利·哈德遜(Henry Hudson,今加拿大哈德遜灣的命名由來）在1610年到1611年間，在尋找“西北水道”(Northwest Passage,也就是理論中在北美洲北方一條能連線大西洋與太平洋之間的水道，但事後證實它根本不存在）時所搭乘的探險船。英國皇家地理學會(British Royal Geographical Society)曾擁有一艘同樣叫做發現號的船隻，是一艘以捕鯨船的基本結構為基礎，改裝後用在1875年北極極點探索時的探險船。該協會後來(1901年）又造了另外一艘發現號，在1904年時進行了南極大陸的探索活動。總之，“發現號”這名字在人類的地理探索史上擁有極重要的地位，這點也被繼續在太空探索的活動中延續了下去。
建造過程
發現號的建造與在它之前的MPTA-098、STA-099（後來的挑戰者號）、OV-101（後來放棄改裝的企業號）與OV-102（哥倫比亞號）不一樣，它屬於NASA建造的太空梭之中第二期的產品。因此，發現號在設計組裝的過程中擷取了許多來自企業號、哥倫比亞號與挑戰者號的實際測試與飛行數據加上經驗，設計上較為成熟。出廠時其重量較哥倫比亞號輕盈了6,870磅（約3,120公斤），空重151,419磅(68,744公斤），裝上三具主引擎後總重171,000磅(77,634公斤）。與挑戰者號一樣，發現號的酬載艙曾經過局部的修改，以便能載運與發射使用低溫推進燃料的半人馬上節火箭，但此計畫因為風險過高而被中止，實際上發現號從未實際施放發射過該型火箭。
以下為發現號太空梭的簡單建造歷程：
* 1979年1月29日 - 建造契約簽署
* 1979年8月27日 - 開始建造客艙模組
* 1980年6月20日 - 開始建造機身下部
* 1980年11月10日 - 開始後段機身的結構組裝
* 1980年12月8日 - 開始後段機身的初步系統裝配
* 1981年3月2日 - 開始酬載艙艙門的製造與組裝
* 1981年10月19日 - 開始機身副翼的細部製造與組裝
* 1981年10月26日 - 開始在加州多尼(Downey,CA)進行客艙的初步系統裝配
* 1982年1月4日 - 開始機身前段上半部的初步系統裝配
* 1982年8月30日 - 升降副翼(Elevons)在棕櫚谷就位
* 1982年4月30日 - 機翼自格魯曼(Grumman)公司送抵棕櫚谷
* 1982年4月30日 - 前段機身下半部在棕櫚谷就位
* 1982年7月16日 - 前段機身上半部在棕櫚谷就位
* 1982年8月5日 - 垂直尾翼在棕櫚谷就位
* 1982年9月3日 - 開始最後組裝
* 1982年10月15日 - 機身副翼在棕櫚谷就位
* 1983年1月12日 - 後段機身在棕櫚谷就位
* 1983年2月25日 - 完成最後組裝
* 1983年2月28日 - 開始初步次系統測試與啟動動力
* 1983年5月13日 - 完成初步次系統測試
* 1983年7月26日 - 完成次系統測試
* 1983年8月12日 - 完成最後簽收
* 1983年10月16日 - 自棕櫚谷完工出廠
* 1983年11月5日 - 以陸上運輸的方式由棕櫚谷送抵愛德華(Edwards,CA)
* 1983年11月9日 - 空運至甘迺迪太空中心
* 1984年6月2日 - 飛行準備點火測試
* 1984年8月30日 - 首度飛行(STS-41-D任務）
事跡介紹
20世紀80年代
1984年8月30日STS-41-D——首次飛行
1984年8月30日 STS-41-D 發射兩顆通訊衛星
1984年11月8日 STS-51-A 發射兩顆與救援兩顆通訊衛星
1985年1月24日 STS-51-C 發射一顆隸屬美國國防部的電子情報(ELINT)衛星
1985年4月12日 STS-51-D 發射兩顆通訊衛星
1985年6月17日 STS-51-G 發射兩顆通訊衛星
1985年8月27日 STS-51-I 發射三顆通訊衛星
1988年9月29日 STS-26 挑戰者號發生意外後首次恢復的太空梭飛行任務，這標誌著太空梭項目再次走上正軌。發射了一顆TDRS（追蹤與資料中繼衛星）
1989年3月13日 STS-29 發射一顆TDRS
1989年11月22日 STS-33 發射一顆ELINT衛星
20世紀90年代
1990年10月6日 STS-41 發射尤里西斯太陽探測器(Ulysses Probe)
1991年4月28日 STS-39 發射美國國防部空軍675號(Air Force Program-675,AFP675)衛星
1991年9月12日 STS-48 酬載上大氣層研究衛星(UARS)
1992年1月22日 STS-42 酬載國際微重力實驗室一號(IML-1)
1992年12月2日 STS-53 酬載美國國防部所委託的設施
1993年4月8日 STS-56 酬載大氣實驗室二號(ATLAS-2)
1993年9月12日 STS-51 發設先進通訊技術衛星(ACTS)
1994年2月3日 STS-60 酬載真空尾跡屏罩設備(Wake Shield Facility,WSF)
1994年9月9日 STS-64 進行Lidar內太空技術實驗(LITE)
1995年2月3日 STS-63 與和平號太空站會合
1995年7月13日 STS-70 發射第七顆TDRS衛星1997年2月11日 STS-82維修哈勃太空望遠鏡
1997年8月7日 STS-85載運與裝設低溫紅外線頻譜儀與望遠鏡(Cryogenic Infrared Spectrometers and Telescopes)
1998年6月2日 STS-91 最後一次進行太空梭與和平號太空站間的泊靠任務
1999年5月27日 STS-96 國際太空站補給任務
1999年12月19日 STS-103 維修哈勃太空望遠鏡
21世紀
2000年10月11日 STS-92 國際太空站組裝任務。值得一提的是，本次任務為美國太空梭第100次飛行
2001年3月8日 STS-102 國際太空站的人員輪調任務
2001年8月10日 STS-105 國際太空站人員與補給運送任務
2005年7月26日 STS-114 哥倫比亞號解體意外後首次太空梭返回太空任務，國際太空站人員與補給運送任務，新安全裝置測試
2009年8月28日23時59分(EDT) “發現號”太空梭搭載7名太空人，從甘迺迪航天中心39A發射台發射升空前往國際空間站，運送數噸的補給和設備
美國東部時間2010年4月5日6時21分（台北時間18時21分），搭載7名太空人的“發現”號太空梭從甘迺迪航天中心點火升空，飛往國際空間站。“發現”號此行將為空間站運送重約8噸的各類物資。這次飛行的一大看點是，在“發現”號的7名機組成員中，女太空人的數量達到3人，幾乎占了半邊天。照片中的女太空人從左至右分別是：日本女航天員山崎直子、太空工程師史蒂芬妮．威爾遜以及原中學女教師林登貝爾格。2010年美國東部時間4月20日，美國發現號太空梭在經歷一番波折之後終於成功降落在佛羅里達州甘迺迪航天中心，結束了為期15天的國際空間站建設之旅。在完成太空任務之後，“發現號”的“回家”之旅遇到了波折。20日，在再度因雨霧推遲著陸時間之後，甘迺迪航天中心的天空在佛曉前終於放晴，“發現號”抓住時機成功著陸。據知，“發現”號當天從西北方向返回甘迺迪航天中心的路線穿越了美國近10個州的上空，這是2007年以來首次有太空梭穿越美國腹地而返回地面。通常情況下，美國航天局傾向於太空梭從西南方向返回航天中心，這一路線飛越太平洋、中美洲以及墨西哥灣上空，可以最大限度地減少穿越人口稠密地區的時間。
2011年2月24日，美國佛羅里達州卡納維拉爾角的發射中心的“發現號”整裝待發，於美東時間2月24日16時53分（台北時間2月25日5時53分）發射升空。“發現號”此行搭乘6名太空人，將向國際空間站運送一個永久性多功能艙，並且還將為它帶來一個永久“居民”——太空中第一個人形機器人太空人——“機器太空人2號”。這個新的多功能艙將作為儲藏室，並提供額外的研究工作空間。而“機器太空人2號”主要目的是檢測機器人在失重的狀態下，如何進行操作。若結果滿意，美國宇航局今後或許會用機器人進行一些替代性的工作。
完成任務
STS-114
由於隔熱保護系統在升空時受到局部碰撞而受損，發現號在STS-114任務中進行了史無前例、以太空漫步方式修復機身外表的嘗試。圖中為從國際太空站檢視發現號機腹完整度的畫面。
發現號原定在2005年7月13日執行STS-114任務，是哥倫比亞號在2003年初墜毀之後,NASA首度恢復進行的太空梭飛行任務，但卻由於機械故障因素而延遲發射。在7月13日預定發射時間前2個多小時前，當工程人員在進行飛行前的例行檢測時，突然發現一位於液態氫燃料槽底部的液態氫引擎熄火感應器(liquid hydrogen engine cutoff sensor)送出錯誤訊號。該感應器是發現號機身上四組同樣功用的感應器其中一組，是在其他感應器同時故障時能作為備援用途，這整套感應系統的主要功用是在發現液態氫燃料槽里的氫存量即將用盡之前緊急切斷引擎動力，以免因為高熱爆炸。NASA的人員在第一次的升空放棄後嘗試釐清感應器失效的原因，但卻沒有找到確切的理由，工程人員主要是朝接地錯誤或電磁波干擾的方向釐清問題，但因為在平日狀態下他們無法複製出與升空前一模一樣的背景環境，而增加找出實際問題癥結的困難度（例如，太空梭起飛前會因為燃料槽里裝滿超低溫的液態氧與液態氫，而處於較平日更低溫的狀態，但除非太空梭準備要升空，否則考慮到安全問題其燃料槽里是不會填裝燃料的）。
NASA官員在7月20日時宣布，縱使尚未確定之前錯誤訊號的起因，發現號仍要於美國東部日光時間7月26日上午10時39分發射。根據該單位的計算,7月31日是發現號適當發射時間窗的底限，超過這天之後太空梭升空時周圍的光影變化將不利科學家在發現號上新裝設的一組監視攝影機之運作，這套監視網路主要是用來評估NASA在哥倫比亞號失事後，針對太空梭安全性所進行的修正設計之成效。假若發現號未能趕在7月底前升空，就必須大幅延期到9月9日之後才會有適合的光線環境再次發射，但有部份專家對此抱持反對意見，他們認為新一代的電子攝影設備對光線的靈敏度已足以彌補光線不足的問題，因此NASA大可以在完全確認感應器的故障原因之後，再讓太空梭安全升空。空梭於破曉平安抵返地面
安裝上新的安全檢察設備後，發現號於2005年7月26日發射升空執行STS-114任務，這是自哥倫比亞號解體意外發生後，首次有太空梭返回太空任務。升空過程中，發現號的外掛燃料槽上有一塊面積不小的隔熱泡棉因與太空梭本體在發射瞬間發生觸碰而脫落，根據發現號上裝置的高解析度攝影機所攝得之影像分析，這塊脫落的泡棉約有24至33英寸長,10至13英寸寬,2.5至8英寸厚， NASA研判這塊脫落的隔熱棉應不至於影響太空梭的安全，但仍會進行較詳細的檢測與資料分析來確保其安危。根據NASA的規劃，除了載運拉斐爾多用途後勤模組(Raffaello Multi-Purpose Logistics Module)為國際太空站進行運補外，測試新開發的隔熱泡棉與機上攝影監測系統也是STS-114任務的主要目的之一。
在經過人類有史以來第一次以太空漫步方式進行受損部位機外緊急檢修後，發現號順利平安地於美國東部日光時間11：22am滑行降落在美國加州愛德華滋空軍基地，結束長達14天的任務。
STS-128
“發現”號最初定於2009年8月25日凌晨從佛羅里達州甘迺迪航天中心發射升空，但由於附近天氣狀況不佳，美國航天局25日凌晨決定將發射推遲到26日凌晨進行。但由於“發現”號太空梭外部燃料箱的一個閥門出現故障，美國航天局取消了原定於26日凌晨進行的“發現”號發射工作。
發現號為空間站帶去了6.8噸的給養，包括食品、一個冷藏箱、一個睡眠艙以及一個跑步機，並且輪換了一名空間站太空人，妮可·斯德特(Nicole Stott)將替換蒂姆·考博拉(Tim Kopra)留在空間站上工作。
絕唱
曾在太空中度過總共352天，出色擔任了搬運工、科學家、外交官等各種角色的發現號太空梭，終於要迎來自己最後一次任務了。在編號為ST-133的任務結束後，發現號將結束自己的職業生涯，成為第一架退休的太空梭。發現號預計會於2011年2月24日發射。 在最後一次任務中，發現號將搭載6名太空人，為國際空間站送去一個永久多功能艙，為其增加額外的儲物空間。國際空間站已經運行了10年，就像你自己的房間一樣，住得越久各種雜物也就越多，所以這空間還是挺重要的。發現號此次還會為國際空間站帶來了一個Robonaut 2號，太空中第一個人形機器人。在經過微重力環境下的測試後，這個機器人太空人將會幫助人們做一些繁瑣或危險地工作。美國航天局此前計畫，在“發現”號和“奮進”號分別於2010年11月及2011年2月執行一次飛行任務後，美國太空梭將全部退役。
退役
太空梭是當前世界上最先進的天地往返運輸器。然而，從1981年太空梭首次
飛行至今，除了體現出舒適和運載能力強兩大優點外，其他預想中的優點反而成了“致命傷”。
《國際太空》雜誌副主編龐之浩說，太空梭有3500多個分系統、250多萬個部件，每次飛行成本約為5億美元，既複雜又昂貴。它沒有逃逸系統，實行人貨混運，“挑戰者”號和“哥倫比亞”號的失事證明，其安全性和可靠性要遠遠低於相對簡單的飛船。
由於設計上的先天不足，太空梭所做的改進只能是工藝上的，無法解決根本問題。“發現”號這次飛行成功，對於太空梭而言，只是把壽命延長了幾年。
龐之浩介紹說，美國宇航局向美國政府提交的太空探索新報告中，明確太空梭將於2010年國際空間站建成之後退役。報告中提出，美國將研製新的天地往返運輸器，預計2014年建成。發現號太空梭在完成2011年2月24日的任務後退役。
評論
美國宇航局指“發現號”太空梭在1日升空時，發現大概5片隔熱物料從外置燃料缸脫落，但相信機身沒有損壞。
據香港《文匯報》報導，美宇航局解釋，在升空頭2分15秒脫落的的隔熱物料對太空梭損壞最大。太空總署的格斯登美爾指出，他們在危險期後幾秒才發現碎片脫落，所以並無打中機身，其後的碎片也因速度不夠快而未有造成嚴重破壞。碎片體積雖大，但實質非常輕，即使曾有碰撞機身，但“不是大問題”。 2003年1月，“哥倫比亞號”的燃料缸升空時有隔熱物料脫落，太空梭的隔熱板受損，因而在2月返回地球時在空中解體,7名航天員全部罹難。 “發現號”這次的主要任務是運送日本制的實驗室組件到國際太空站。格斯登美爾認為除了這次小意外，所有程式非常順利，升空近乎完美。
啟示
航天科技一定要根據該國的國情、國力和科技發展水平，堅定不移地走適合自己的發展道路。這次飛行成功，不僅增強了美國航天界以及美國民眾的信心，而且更是對科學探索精神一種極大鼓舞。
太空梭的每次的飛行，都伴隨著人們擔憂的目光。冷戰時期，出於太空競賽的考慮，前蘇聯也上馬了太空梭項目，在消耗了大量人力物力財力之後，只飛行了一次即告停止。
美國的太空梭計畫將於2010年左右終止，並計畫重新以飛船為天地往返運輸器。
中國發展載人航天之初，也曾有過到底是從飛船起步還是從太空梭起步的爭論。今天太空梭所遇到的困境，中國兩次載人航天的成功，證明了我們當初的選擇是正確的。
中國的載人航天事業正進入一個加速發展的時期，專家認為，我們既要堅持走自己的路，同時也要高度關注前人的經驗和教訓。我們要在自己的努力下建造有自己設計專利的太空梭、太空飛行器。國家也應加大對航天事業的支持。
謝幕之旅
從機器人到新飛船，未來太空並不寂寞。
美國“發現號”太空梭自卡納維拉爾角順利升空，這是它的謝幕之旅。自1984年首飛以來，它繞地飛行超過5600圈，行程約2.3億公里，累計飛行352天，曾經運載太空人180人。“發現號”後，“奮進號”與“亞特蘭蒂斯號”太空梭分別將在4月和6月各有一次飛行，一個接一個謝幕之旅將上演。之後，太空梭將告別航天舞台。以“發現號”為代表的太空梭道路雖將終結，但它在謝幕之際已經帶出薪火相傳的種子，一代“航天明星”雖將退場，但未來太空飛行器與航天技術的新劇集卻已開拍。
隱退
從哈勃太空望遠鏡、國際空間站到眾多衛星，太多人類太空成就因“發現號”而實現。但它確實到了該退休到博物館供人瞻仰的時候。美國一共製造了6架太空梭,5架投入使用，迄今在事故中損失2架，事故率驚人。從“挑戰者號”到“哥倫比亞號”，每次太空梭失事都讓世人震動和沉痛不已。
並非太空梭不尖端，不精密。它的問題是太尖端和精密。
太空梭太複雜。走飛船道路的科研組織通常協調好十個左右的分系統就可以把飛船送上天，如果只是貨運飛船，會更簡單。而太空梭有3500多個分系統、250多萬個部件。
這樣複雜的組成給研製、工程控制都帶來巨大負擔，極易造成一個小意外摧毀全系統的悲劇。“挑戰者號”1986年由於燃料艙O形環失效而毀，“哥倫比亞號”2003年由於燃料箱表面泡沫材料脫落擊中機翼而毀。
複雜的系統使每次飛行成本極高，據說每次飛行需要5億美元左右。而且太空梭沒有逃逸系統，實行人貨混運，如“挑戰者號”和“哥倫比亞號”事件中，人們都只能眼睜睜看著慘劇發生，毫無挽救太空人的辦法。
是時候了，太空梭，這個摻雜了太多畢其功於一役的急切工程思維和展示制度優越性的時代產物，到了隱退的時候。
引出高手
雖然是謝幕演出，但“發現號”這一次如以往一樣，繼續承擔著大任務：它不僅搭載6名太空人，為國際空間站送去一個永久多功能艙，為其增加額外的儲物空間，還為國際空間站帶來了一個“機器人太空人2號”(Robonaut 2)。這將是太空中第一個人形機器人。
“2號”還只有上半身，雙腿仍在抓緊研製中。NASA努力爭取結束前把兩條腿給“2號”送上去，以便他能在肚子裡的“大腦”指揮下，在空間站內完成擦扶手、清理空氣過濾器之類的雜活。
“2號”是一位高手。NASA不是為了讓他去打雜，而是真正能與太空人友好相處，幫太空人處理危險、瑣碎工作。
機器人“2號”不是硬邦邦的，軀幹、手臂和每根手指上都有防護軟墊，關節里裝滿了彈簧，全身遍布350多個電子感測器，指尖甚至能感受到一根羽毛的存在。
人工智慧使航空航天設備可以無人化操作，是當前的一個技術潮流。從美軍的X-37B、X-47到如今正在謝幕演出中的“發現號”與“2號”機器人，人們似乎看到這種潮流正在不斷發展中。
確實，動輒數倍甚至幾十倍於音速的新一代飛行器、更加遙遠和艱辛的太空環境等等，使得最強壯的人類也日益面臨生理極限。如“火星-500”計畫，模擬的人類火星之旅竟然需要520天，如果比這再遠、再莫測的太空探索，怎么辦？
即使不能由機器人完全代替人類來完成任務，至少可以讓機器人幫人類分擔一些繁瑣工作，有時，甚至可以給太空人解悶。日本人已經受到“2號”的啟發，正在開發一種太空夥伴。
這種50厘米高的太空夥伴機器人將協助太空人接受地面指令，陪他們說話，為他們拍照，識別和分析他們面部表情傳達的信息，甚至能協助他們發微博。除了通過交流舒緩太空人的壓力，它還能在太空人睡著時監測太空人的健康狀況及壓力水平。
日本人決心在2013年把這個太空夥伴送上國際空間站。
獵戶出征
美國航空航天史上使用Orion代號的項目頻多。最初有一個很有創意但也很嚇人的主意，就是1958年提出的核動力飛船計畫，代號“獵戶座”(Project Orion)。它的構想是利用一系列較小規模的核爆炸，使太空飛行器飛離地球。按計畫它要攜帶2000顆小型核彈上天，陸續把美國太空人送上火星和土星。好在美國還算理智，在禁止核試驗談判中把這個可能污染大氣層和近地空間的項目終結了。
獵戶座飛船是2004年小布希提出“星座計畫”（美國重返月球計畫）時帶出來的。這個計畫是研製獵戶座飛船和“戰神1號”（用於推動載人飛船）、“戰神5號”（用於推動載貨飛船）兩型大推力火箭。美國的構想是，太空梭之後，就靠獵戶座飛船實現重返月球，以及未來進軍火星的任務。
“獵戶”比較不幸，未出征即遭遇金融危機，政府要削減預算。美國國會為此爭論了8個月，最終結果是“星座計畫”基本被廢棄。
關於“獵戶”，美國太空網宣布它已經問世，即將展開一系列大規模地面及液壓測試。首次無人試飛定於2013年，預計2016年進行首次載人飛行。
“發現號”雖然面臨退隱，但畢竟後繼有人。從機器人到新飛船，未來太空並不寂寞。好戲在後頭。
退役飛行
美國航天局提供的信息顯示，此次分離發生在美國東部時間7時（台北時間20時），當時二者正運行在巴布亞紐幾內亞上空。隨後，“發現”號飛行員埃里克·博操作“發現”號繞空間站一周，以便太空人對其拍照。
“發現”號2月24日升空,26日與空間站對接，這是“發現”號最後一次造訪空間站。對接期間，太空人們進行了兩次太空行走，完成了一系列任務：為空間站移動機械臂新配了一對額外軌道，並清洗了空間站外的一部攝像機；利用軟管排出一個破裂液氨泵中殘存的液氨；為空間站外加拿大雙臂機器人Dextre安裝了照相機及保護性鏡頭蓋，移走了“哥倫布”實驗艙的設備平台及一些絕緣材料。
此外，他們還利用一個金屬罐進行了太空“收集”。這一名為“瓶中信息”的活動由日本宇宙航空研究開發機構策劃，旨在提高公眾對太空探索的興趣。金屬罐隨“發現”號返回地球後，將被運往日本，供博物館遊人參觀。
