作者：冯志远
出版社：辽海出版社
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航天器展览室试读：
前言
神舟七号飞上太空，嫦娥一号光临月球，火星探测器的发射……让我们乘坐如彗星一样的宇宙飞船遨游太空的时候就要到了！你准备好出发了吗？
航天，原是一个神秘的字眼，但随着科学的进步，它已逐步撩开了裹在其身上的神秘面纱。
航天活动包括航天技术（又称空间技术），空间应用和空间科学三大部分。
航天技术是指为航天活动提供技术手段和保障条件的综合性工程技术。空间应用是指利用航天技术及其开发的空间资源在科学研究、国民经济、国防建设、文化教育等领域的各种应用技术的总称。空间资源系指地球大气层以外的可为人类开发和利用的各种环境、能源与物质资源，入空间高远位置、高真空、超低温、强辐射、微重力环境、太阳能以及地球以外天体的物质资源等。太空资源泛指太空中客观存在的、可供人类开发利用的环境和物质。主要包括：相对于地面的高远位置资源，高真空和超洁净环境资源，微重力环境资源，太阳能资源，月球资源，行星资源等等。
青少年学习研究航天知识，不仅能为未来开发太空插上腾飞的翅膀，还能为我国及世界的航天事业做出贡献。事实上，太空上可利用的资源远比地球上可利用的资源要丰富得多，而人类对太空的认识才不过刚刚起步。
为了便于青少年系统地学习和掌握航天科学知识，我们特地选编了这套“航天公园博览”，分别是《太空科技之窗》、《航天器展览室》、《火箭发射模型》、《卫星飞行视频》、《航天基地游览》、《外星登陆试验》、《空间站观摹厅》、《太空生存纪实》、《航天科学家档案》和《航天飞行员写真》等10册。
这些内容涵盖了航天领域的方方面面，从航天事业的起源、发生、发展，一直到最先进的登月、太空行走全过程，阅览全书，能够使青少年站在当今科技的新起点寻找开发宇宙空间的突破口，为人类征服太空贡献自己的力量。
本套航天博览丛书具有很强的科学性、知识性、前沿性、可读性和系统性，是青少年了解航天、增长知识、开阔视野、提高素质、激发探索和启迪智慧的良好科谱读物，也是各级图书馆珍藏的最佳版本。
航空器和航天器
航空器泛指在大气层内飞行的飞行器，它们必须依靠空气产生上升和飞行的空气动力，其发动机利用大气中的氧气工作。目前世界上已经研制成功的航空器主要有飞机、飞艇、滑翔机、旋翼机、直升机、扑翼机和气球。
飞机按《中国大百科全书》航空航天卷所下的定义是：“由动力装置产生前进推力，由固定机翼产生升力，在大气层中飞行的重于空气的航空器。”因此，无动力装置的滑翔机、以旋翼作为主要升力面的直升机以及在大气层外的航天飞机都不属于飞机的范围。然而在日常生活中，许多人都习惯地将气球和飞艇以外的航空器泛称为飞机。
飞艇是一种有推进装置、可控制飞行的轻于空气的航空器。它是由一个巨大的流线型艇体、一个位于艇体下的吊舱、一个起稳定控制作用的尾翼和推进装置等组成的。艇体内的气囊内充以密度小于空气的氢气或氦气等浮升气体，借以产生浮力使飞艇升空。
滑翔机是一种没有动力装置，重于空气的固定翼航空器。它可由飞机拖曳辅助起飞，也可用绞盘车或汽车牵引起飞。滑翔机在上升气流中可像雄鹰展翅那样平飞或上升，专业人员管这种状态叫作翱翔。在无风情况下滑翔机主要依靠自身重力的分量获得前进的动力，这种损失高度的无动力下滑飞行的专业术语叫作滑翔。
旋翼机的旋翼没有动力装置驱动。它是在动力装置提供的拉力作用下前进的，迎面气流吹动旋翼像风车似的旋转，从而产生升力。有的旋翼机还装有固定小翼面，由它提供一部分升力。
直升机是一种由发动机驱动旋翼旋转而产生升力和拉力的航空器。
扑翼机是一种机翼能像鸟和昆虫翅膀那样扑动的重于空气的航空器。扑动的机翼既产生升力又产生向前的推动力。由于设计扑翼机所遇到的控制技术、材料和结构方面有许多一直未能解决的难题，所以，尽管从1930年就曾试飞成功过扑翼机模型，但它至今仍停留在模型制作和设想阶段。
气球是一种无推进装置的轻于空气的航空器。它由巨大的气囊和吊舱组成。气囊内充以密度小于空气的浮升气体，通常以氢气和氦气居多，使气球升空。
航天器泛指在大气层外的太空中飞行的各类飞行器。目前世界上的主要航天器有人造地球卫星、宇宙飞船、空间站、航天飞机以及空间探测器等。其中航天飞机是第一种跨大气层飞行器，既能在大气中飞行（滑翔），也能在太空中飞行。由于它主要活动是在太空，因而归于航天器之列。航天器种类繁多，用途各异，形状千差万别。有的航天器不带主动力装置，有的则带有大型发动机。但大多数航天器为了保持轨道高度或特定姿态，往往带有许多个小型火箭发动机或高压氮气喷管。推力大者几吨力，小者几牛顿甚至几达因。航天飞机除三台主发动机外，还有多达49个各种小发动机，用于轨道保持、轨道变换、返回制动、姿态控制等。
人造地球卫星是一种环绕地球在空间轨道上运行（至少一圈）的无人航天器。按照用途分成科学卫星、技术试验卫星和应用卫星等三类。科学卫星用于科学探测和研究，主要包括天文卫星和空间物理探测卫星。技术试验卫星用于新技术试验或为应用卫星进行试验。应用卫星用以直接为军事或国民经济服务。应用卫星按基本工作特点分类可分为数据中继卫星、导航定位卫星和遥感卫星；按具体用途可分为通信卫星、气象卫星、环境监测卫星、侦察卫星、导航卫星、测地卫星、地球资源卫星以及截击卫星和多用途卫星等。
空间站是可供多名航天员巡访、长期工作和居住的载人航天器。又称轨道站或航天站。在航天站运行期间，航天员的替换和设备物资的补充可由载人飞船或航天飞机运送，物资设备也可由无人航天器运送。
宇宙飞船是一种能保障宇航员在外层空间生活和工作，并能安全返回地面的航天器，又称载人飞船。它的容积较小，受到所载消耗性物资数量的限制，不具备再补给能力，运行时间有限，不能重复使用。
航天飞机是一种可重复使用的，往返于地球表面和近地轨道之间运送有效载荷的飞行器。通常由火箭推进，在轨道上运行时可在有效载荷和乘员配合下完成多种任务。返回地面时能像滑翔机或飞机那样下滑和着陆。
空间探测器是对地球以外的空间环境、月球、行星等天体以及宇宙进行探测的无人航天器。它包括月球探测器、太阳探测器、彗星探测器、行星探测器以及宇宙探测器（如美国的哈勃望远镜）。
航空器和航天器都属于飞行器，与二者并列的飞行器还包括火箭。火箭是一种靠火箭发动机喷射工质而产生反作用力推进飞行的飞行器。它自身携带全部推进剂，不依靠外部环境（如大气）产生推力或升力，所以既可以在大气层中飞行，也可以在大气层外的太空中飞行。根据推进剂和工质的不同，火箭可分为化学火箭，它采用化学推进剂，如液氢和液氧、液氧和煤油等；电火箭，用电能加热工质产生高速喷射流；核火箭，用核能加热工质产生高速喷射流。按用途火箭可分成三大类：玩具火箭、探空火箭和运载火箭。
玩具火箭在中国古代就已有之。像儿童们喜爱的“地老鼠”、“蹿天猴”属于玩具火箭。探空火箭是将专门仪器设备发射到高空进行高空物理学、气象学研究和新技术试验的小型火箭。它可采用固体推进剂或液体推进剂，可以是单级，也可以是多级。许多国家研制探空火箭已形成完整的系列，小的可发射几千米高，大的可发射到数千千米高。探空火箭是一次性使用。发射升空并达到最大高度后，装仪器设备的头锥部由降落伞回收。
运载火箭是将有效载荷发射到预定地点或轨道的大型火箭。有效载荷是爆炸物（弹头）的运载火箭称火箭弹（无制导）或导弹（有制导）。导弹的种类、型号极多。导弹可按多种特点分类。典型的一种分类方式是按发射点和目标点位置分类，包括地地导弹、潜地导弹、舰地导弹、岸舰导弹、舰舰导弹、地空导弹、舰空导弹、空空导弹。
如果火箭的有效载荷是人造卫星等航天器，则称航天运载火箭或简称运载火箭。目前，美国、俄罗斯、欧洲、中国等都已研制并形成了从低轨道到高轨道，从小载荷到大型载荷的航天运载火箭系列。已经研制成功的运载火箭最大者能将120吨的航天器发射到近地轨道，能将48.8吨有效载荷送往月球。
航天飞机的诞生
20世纪80年代初期投入使用的航天飞机，是现代卫星和载人飞船技术、运载火箭技术、航空技术综合发展的产物，这种飞行器的设想由来已久。早在20世纪初就有人提出过用火箭发动机做动力装置的飞机。第二次世界大战前夕，由于军事上的需要，法西斯德国曾将这一设想付诸实施，并于1941年研制成了ME-163型火箭飞机，时速可达1000千米。
第二次世界大战后，设计和研制可重复使用的火箭飞机的活动十分活跃，各国科学家和工程技术人员为了把火箭技术和航空技术结合起来，不仅进行了各种技术途径的探索和研究，而且还做了大量的设计和研制实验。
美国贝尔公司设计的X-15型火箭飞机曾进行过近200次的飞行试验，最大时速达到7300千米，最大高度为106千米，远远超出了大气层的范围。这些研究工作，对于探索可重复使用的空间运输系统的技术途径，都做出了有益的贡献，甚至可以说，X-15型火箭飞机就是航天飞机的雏形。
20世纪60年代美国研制的“阿波罗”宇宙飞船等航天器所进行的载人太空飞行，以及轨道对接、宇航员舱外活动等一系列载人轨道飞行基本技术的掌握，为发展大型的载人空间运输系统创造了条件，提供了雄厚的技术基础。
耗资巨大的“阿波罗”登月计划结束后，美国将大量的人力、物力、财力转移到新型空间运输系统的研制工作上来。1972年，美国总统尼克松批准了预计耗资55亿美元的航天飞机研制计划。
美国的航天飞机制造历时10年，实际耗资100亿美元。1981年4月12日上午7时，美国的第一架“哥伦比亚号”航天飞机在肯尼迪航天中心首次发射成功。航天飞机上载有两名宇航员。
航天飞机是一个庞大、沉重和复杂的系统，它有与以往航天飞行器不同的特征。首先，航天飞机能像火箭一样垂直发射；其次它能够像普通航天器那样在空中做机动和变更轨道的飞行；另外航天飞机能像普通飞机一样在机场滑跑着陆，经过维护修理后可再次使用，重复使用次数可达100次以上。
由于航天飞机的发射阶段和再次进入大气阶段速度低，过载较小，未经严格训练的人也能上天活动。所以航天飞机被认为是航天技术新阶段的标志。美国宇航局甚至宣称：运载火箭将逐步为航天飞机所取代。
航天飞机要比卫星大得多，复杂得多，要把这样一个航天系统发射到环绕地球的轨道，在轨道上完成预定的任务，然后再安全返回地面，这的确不是一件简单的事情，它需要解决一系列的关键性技术问题，如速度和推力，精确的控制导引系统，适当的空气动力外形和再入大气层的有效防热措施等。
航天飞机由助推级、轨道级、外接推进剂箱三部分组成。助推级是平行安装的两台固体火箭发动机。轨道级是航天飞机的心脏，它可以载运重达30吨的负荷。它很像一架大型的三角翼飞机，中部是一个很大的负荷舱。
轨道级的前端是宇航员的座舱，座舱是高度密封的，内有宇航员生活所需要的空气，舱内还有空气调节设备，使舱内的空气条件与地面上的大气基本一致，温度和湿度也保持适宜。座舱顶部是飞行甲板，这里是控制中心。
航天飞机的座舱与喷气式客机的座舱相似，有舒适的座位，并有两套控制系统，能够使两人中的任何一人，在必要时单独负责飞行的一切工作。座舱的底甲板是机务人员工作的地方。另外座舱内还有厨房、进餐间、储藏室、卫生设备，还有密封舱，用来供宇航员到附近的外部空间进行活动。
轨道级的外部是一层独特的隔热系统，可以防止在发射和重返时与大气摩擦积热使舱内温度升得过高。在它进入大气层时和大气摩擦产生的热量，可使表面温度达到几千度，而由于隔热层的存在，可保持舱内温度不发生剧烈变化。
航天飞机的推进级和轨道级都可以回收，只有盛推进剂的外接推进剂贮箱不可以回收。
航天飞机的主要用途是用来接送空间实验室工作人员和物资。除此之外还可以发放卫星，或把装配空间站的构件运上太空，还可以对其他航天器进行维修，也可以用来作为发射星际探测器的中继站。
1981年4月12日上午7时，美国宇航局在佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射了第一架航天飞机——“哥伦比亚号”，揭开了人类宇宙航行的新篇章。“哥伦比亚号”是在1977年研制成的“企业号”航天飞机的基础上改进而来。“企业号”属于航天飞机的试验阶段，它没有推进级，实验时利用波音747客机将它“背”上天空，达到一定高度和速度以后再将它放出，“企业号”脱离母机以后，在驾驶员的操纵下，自由飞行，并完成了一系列飞行动作，然后像普通飞机一样安全降落在机场跑道上。“企业号”的飞行实验证明了航天飞机重返大气层在机场着陆是完全可靠的。但是由于财政困难及其他原因，发射“企业号”航天飞机的计划被迫中止。虽然“企业号”没能升上太空，却成了通向太空的铺路石，航天飞机首航天外的日子已经为期不远了。“企业号”没有完成的任务是由“哥伦比亚号”来完成的。发射当天有百万观众赶到发射基地，去观看“哥伦比亚号”的首航。4月12日7时整，“哥伦比亚号”像火箭一样竖直起飞，冲出大气层，进入了预定的环绕地球的圆行轨道，像飞船一样在轨道上进行无动力飞行。宇航员检查、试验，各项功能正常。“哥伦比亚号”在飞行36圈，历时54小时30分后开始返航。宇航员开启动力装置，它开始脱离圆形轨道进入大气层，此时它的时速是8200千米，飞机头部因与大气高速摩擦，外表温度已经上升到1600℃。
美国爱德华空军基地派出了4架歼击机，在12000米的高空排成方阵，给这位“天外来客”导航。“哥伦比亚号”平稳地降落在爱德华空军基地的跑道上。当两位宇航员神采奕奕地走下飞机时，几十万狂热的观众不停地向他们欢呼，欢庆“哥伦比亚号”首航成功。
1981年11月至1982年6月，“哥伦比亚号”航天飞机又进行了三次试航，进行了多项科学研究活动，进一步完善其性能。1982年11月6日，“哥伦比亚号”进行了首次常规业务飞行，将两枚人造地球卫星送入轨道，从此开始了它的“商业生涯”。航天飞机开始登上了宇宙航行的历史舞台。
大显身手的航天飞机
航天飞机一登上宇宙航行的舞台便大显身手。在航天领域扮演着越来越重要的角色，它能执行各种各样的任务。施放卫星
航天飞机可以将载人的和不载人的有效载荷送入地球环形轨道。航天飞机轨道级的货舱可以放置一颗巨型卫星，或者5～8颗小卫星，如资源卫星、导航卫星、气象卫星、通讯卫星等。从航天飞机上发放卫星极其简单。飞机飞入预定轨道后，驾驶员将飞机调整到合适高度、姿态，按动按钮，卫星便被弹出货舱，进入轨道。
1981年11月11日，美国“哥伦比亚号”航天飞机进行第一次商业飞行任务，施放两颗通讯卫星：美国的SBS-3和加拿大的安尼克-C，1983年4月20日，美国的“挑战者号”航天飞机一次施放了三颗卫星。这样简化了卫星的发射过程，大大降低了发射成本，提高了发射精度。回收、检修航天器
如果太空中的卫星上某个部件或某一系统发生故障，将使整个卫星失效，被白白遗弃，造成很大浪费。航天飞机出现后，这一问题便得到解决。
航天飞机可以调整自己的飞行轨道、速度、姿态，与发生故障的卫星交会，用机械手将卫星回收到舱内进行检修，然后再将卫星重新送入轨道，也可以将卫星带回地面修理。
由于航天飞机这一特殊功能，使人造卫星的设计思想发生了变化。原来卫星都是按每次具体任务的要求，对每个卫星进行单独设计，研制费用极高。现在提出了“多重任务组件式”的设计思想，这是一种积木式、多层复用的办法。在标准的机架上，有标准化的姿态控制、数据处理、电源、通讯等每个卫星必备的共用系统，另外有许多标准接口，根据每次任务的需求接上不同的设备，完成任务后航天飞机将其收回，更换下一回任务所需要的设备，再送入轨道，成为一颗新的卫星。
1980年2月14日，美国发射的太阳能峰年测控器，便是这种新式卫星，这颗价值7700万美元的卫星上天9个月后姿态控制系统便失灵了，飞行高度在慢慢下降，美国便发射了航天飞机去营救这颗卫星，航天飞机先飞近这颗卫星，然后用机械手将它收回机舱，更换损坏部件后，重新将卫星放回轨道，这颗卫星又复活了。
修复“哈勃太空望远镜”更显示了航天飞机的本领。1997年2月美国的“发现号”航天飞机的宇航员进行了5次出舱修理工作。
航天飞机先飞行到“哈勃太空望远镜”的下部，然后伸出巨大的机械手抓住它并放在后部的平台上，宇航员走出机舱为它“医治”，给它换上了最先进的设备，为断裂、剥落的地方进行了修补。然后将其送回原来的轨道。这次维修工作用了3.5亿美元的费用，使价值20亿美元的“哈勃太空望远镜”返老还童，重新开始了太空观测。空间实验室
以前做一项太空实验必须发射一颗卫星，实验完成后卫星或被遗弃在太空，或坠毁，造成巨大浪费。因此在航天飞机设计时，就有人提议在航天飞机上设计一个空间实验室。这个实验室可以根据不同的太空实验任务携带不同的仪器，适应性、灵活性很强。它和航天飞机一起起飞，一起返回，可以重复使用，只要更换其中的仪器设备，便可以做不同的实验。
空间实验室是和航天飞机连成一个整体的，它不可以在空间单独存在，可以说是航天飞机的一个大配件。实验室工作人员可以在航天飞机的机舱内生活、休息，工作时由专门的通道进入实验室。实验室的电源、通讯等都与航天飞机共用。
空间实验室由实验舱和辅助舱组成，它是封闭的，可以根据不同的任务安装不同的设备，内部的工作环境舒适。另外空间实验室还有一个直接暴露在太空的U型工作台，用来进行一些太空空间实验。空间实验室能够满足天体观测、对地观测、医学实验、生物学实验、物理化学实验、空间工业技术等各项科学研究工作的需要。太空交通工具
航天飞机起飞时的超重仅为地面重力的3倍，返回时只有1.5倍，一般健康水平的人都可以乘坐，甚至妇女、儿童也没问题。因此，航天飞机不仅可以为空间运送货物，接送往返于太空的各种科技人员，而且可以向地球上的普通人开放，开展太空旅游业。生活在地球上的人都可以到太空去漫游，有机会到太空领略一下地球的全貌，去到太空城市度假。
航天飞机一登上历史舞台，便大显身手，美国制造了“哥伦比亚号”、“挑战者号”、“发现者号”、“亚特兰蒂斯号”航天飞机。计划平均每年发射60次。至今，“哥伦比亚号”仍活跃在太空，1996年12月发射升空收回了一颗实验卫星。
现在世界许多国家都正在积极地研制航天飞机，在未来的航天事业中，航天飞机将发挥不可估量的作用。
新兴太空城——空间站
空间站，又称“航天站”、“轨道站”、“太空站”，是一种长期运行在轨道上、具备一定试验条件、可供多名宇航员生活和工作的载人航天器。空间站在轨道运行期间，用宇宙飞船或航天飞机接送宇航员、运送物资和设备。空间站像个家
空间站通常由对接舱、气闸舱、轨道舱、生活舱、后勤服务舱、专用设备舱和太阳能电池等几部分组成。对接舱有多个对接口，其中一部分对接口用于停靠接送宇航员和运送物资的航天器，另一部分对接口为对接新舱体以扩大空间站做准备。气闸舱是宇航员在轨道上出入空间站的通道。轨道舱是宇航员在轨道上的主要工作场所。生活舱是宇舱员进餐、睡眠和休息的地方。后勤服务舱装有推进剂、水、气源和电源等设备，为整个空间站服务。专用设备舱是根据飞行任务而设置的安装专用仪器的舱体，它也可以是不密封的构架，用以安装暴露于空间的雷达和天文望远镜等仪器设备。太阳能电池安装在空间站舱体的外侧或桁架上，为空间站提供电力。
空间站扩大了航天技术应用、空间资源开发的范围和规模，对国民经济、军事和科学研究均有重大意义。已经实现的用途有：医学和生物学研究，地球资源勘测和国土普查，军事侦察和大地测量，微重力环境条件下生产新材料的试验，微重力环境条件下高效、高纯药物生产试验，以及天文观测等。从“礼炮”到“和平”
前苏联于1971年4月19日发射的“礼炮-1”号，是世界上第一个试验空间站。
1973年5月14日，美国发射了“太空实验室”空间站，它利用“阿波罗登月计划”的剩余物资——“土星-5”号火箭第三级改造而成，是第一个实际投入并长期使用的空间站。在完成使命后，于1979年7月11日坠入大气层烧毁。
前苏联的第一个实用型空间站是1977年9月29日发射的“礼炮-6”号，它有两个对接口，可同时与两艘飞船对接，组成轨道联合体。1982～1991年间在轨道上运行的“礼炮-7”号空间站，接待过11批共28名宇航员。
在“礼炮”系列空间站的成功经验基础上，前苏联于1986年2月发射了“和平”号空间站核心舱，它有6个对接口，两个用于对接运输飞船，4个用于对接其他专用舱体。其后，边使用，边扩展，直到1996年4月，“和平”号最后一个舱段完成组装。此时的“和平”号是一个总重116吨（包括一艘“联盟TM”飞船）、总容积470立方米的庞然大物。但由于资金缺乏、维护欠佳，“和平”号事故不断。世纪之交，俄罗斯一度准备让“和平”号空间站的轨道逐步降低，一直降到402千米的高度，然后由地面控制中心向它发送最后的指令，进入地球大气层自毁。没有烧毁的空间站部件将安全地坠入太平洋。国际空间站：共同的家
国际空间站又名“阿尔法”空间站，它由美国牵头，包括俄罗斯、日本、加拿大、巴西和欧洲航天局的11个成员国共16个国家联手筹建，是世界航天史上第一次由多国合作建造的最大的空间工程。
国际空间站的结构复杂，站体庞大，预计投资总额将超过630亿美元，计划于2004年建成，完工后由6个实验舱、一个居住舱、两个连接舱、服务系统及运输系统等组成，是一个长88米，重约430吨的庞然大物，运行时间为10年。
国际空间站可为21世纪的太空提供了一个前所未有的研究场所，是一个长期运行的在轨实验室。空间站将建成载人航天基地、空间工厂或空间试验中心，用于修理人造卫星，发射高轨道卫星和作为月球及行星探测器的中转基地，空间电站建设的后勤基地，新材料、新药物等的试验和生产基地，空间武器的试验基地和空间作战的指挥中心。国际空间站将成为人类在太空的前沿阵地，成为人类开启太阳系之门的钥匙。
空间站——建在宇宙空间的实验室
空间站是一个大型的、载人的、在太空能长期运行的人造卫星，是环绕地球运动的半永久性空间基地。空间站是整个航天体系中的重要组成部分。它可以接送来往的人员和物资，并担负通信任务；可以对其他航天器进行后勤保障、维修与保养；可以作为发射平台，把新的人造天体送入太空；也可以利用太空的特殊环境从事科学研究，进行材料加工，完成对地监测、资源勘查、天气预报以及天文观测等任务；还可以与其他航天器在太空对接，组合成更大的轨道联合体，为宇航员在太空长期工作和生活创造良好的条件。
空间站用途很广，鉴于太空中的高真空、高纯净、微重力和高位置，它在科学研究、国民经济和军事上都有重大价值。
1971年，苏联首先将世界上第一个空间站——“礼炮”1号送上了轨道。不甘落后的美国也在1973年发射了天空实验室空间站。截至2000年底，已经有9个空间站先后在太空遨游，先后已有190多位宇航员在空间站上生活和工作，成为名副其实的航天人。
美国“天空实验室”
1979年盛夏，时值国门刚刚打开，神州大地一时盛传这样的紧急通知：有一个离轨的外国航天器将于几日内坠毁，并有可能坠落在我国境内，要求大家密切注意情况，并协助保护好现场云云。好奇与担忧的心情一时遍于国中。没过几日，这位不速之客终于在南印度洋和澳大利亚西部地区人烟稀少的地带坠落，时间是7月12日。它就是名噪一时的“天空实验室”。“天空实验室”是美国建造的大型载人轨道空间站，它于1973年5月14日发射，曾先后接待了3批9名宇航员，考察了长时间的空间飞行对人体心理和生理的影响，探测了太阳、彗星的种种奥秘，拍摄了2000多张地球资源照片，在取得累累硕果后，于1974年2月关闭停用。由于它位于空气十分稀薄的435千米的高空，预计可运行到1983年，而结果却提前4年坠毁了。这是为什么呢？原来是太阳黑子作的怪。设计者也许疏忽了一点：1983年前要遇到一次太阳黑子高峰年。此时，由于太阳黑子活动的加剧，导致整个地球大气层上涨，这样，“天空实验室”的轨道就陷入较稠密的大气之中，它很快就因精力衰竭而“夭折”。
哈勃空间望远镜
哈勃空间望远镜是最先进的天文望远镜，重12吨，运行在高587千米的地球轨道上。在1990年被送入太空后，发现由于制造失误，导致望远镜的成像模糊，太阳能电池板也有故障，使得哈勃空间望远镜不能充分发挥作用。
1993年12月2日至13日，美国“奋进”号航天飞机上的7名宇航员进行了艰难的太空操作，成功地修复了哈勃空间望远镜。宇航员操纵航天飞机上的机械臂，将“哈勃”拉进货舱，并固定住。修复“哈勃”是在敞开的货舱中进行的，需要宇航员以太空行走来完成。宇航员分成两组轮流到平台上工作，为“哈勃”更换了11个部件，共在太空中行走了5次，在开放的空间共逗留35小时28分钟，创造了航天史上的新纪录。
这次行动开创了人类在太空修复大型航天器的先例，对于远征火星或其他航天活动来说，在太空中修复和组装航天器具有特殊的作用，在航天技术上具有重要意义。
国际空间站——航天史上的杰作
已经开始动工建造的、迄今为止最大的航天器——国际空间站，是航天史上最伟大的杰作，代表了当今人类航天技术的实力和水平。
国际空间站采用桁架式结构，其结构之复杂和规模之大令人咋舌。它在长达108.5米的桁架上安装有太阳能电池帆板和散热器，其中心部分是居住舱、实验舱，它们是由美国制造的。此外，还有俄罗斯制造的服务舱、研究舱和太阳能电池帆板，日本的实验舱、欧空局的哥伦布轨道设施和加拿大的移动服务系统。空间站宽度达88.4米，几乎有足球场那么大，相比之下，与其对接的航天飞机犹如一个足球。国际空间站重472吨，太阳能电池帆板面积为4000平方米，覆盖的面积超过两个足球场，当它划过夜空时，将像钻石般晶莹剔透，可以用肉眼直接看到。
国际空间站的部件有100多个，需要多次发射升空，并在太空将它们组装起来。预计美国航天飞机和俄罗斯运载火箭共需发射45次，宇航员要进行舱外活动1100小时，其技术难度和风险是巨大的。建成后，空间站上可居住6～7名宇航员，可以在太空运行10年。它的轨道平均高度为350千米，运行时速为2.8万千米，绕地球一圈只用90分钟，运行期间可看到地球总表面积的85%。
国际空间站的建站计划长达10年，分为三个阶段。1994年到1998年6月为第一阶段，主要是完成技术攻关和建站的一系列准备工作。1998年6月至1999年6月为第二阶段，进行主要装置的发射，建成核心部分，可具备3名宇航员在轨工作、开展科学研究的能力。此阶段共需进行15次发射。从1999年7月到2003年12月为第三阶段（现在已推迟到2006年），这阶段将全面完成所有装配任务，将美、俄、加、欧空局、日制造的各种舱段和桁架结构按顺序发射并组装起来，还能具备6～7名宇航员在轨工作的能力。此阶段共需发射30次。建成后，它将成为真正的太空研究试验机构。
第一个空间站
载人飞船进入太空，无疑是人类在载人方面取得的一项辉煌成就。但是，由于载人飞船内部空间相当有限，只能乘坐1～3名航天员，狭窄的舱里没有多余的活动余地，很难从事更多的观察科研和生产等活动。因此，科学家们设想在太空建造一个内部空间较大的能在轨道上长时间飞行的工作站，这样，航天员就可以像地面的实验室那样从事科学研究，像地面的车间那样从事加工生产，可居高临下，充分地发挥人的因素，从事军事活动。基于上述原因，20世纪70年代初，前苏联载人航天的重点转向了空间站。
1971年4月，前苏联发射了世界上第一个空间站，取名“礼炮1号”。它重约18吨，长约14米，最大直径4.2米，飞行轨道近地点219公里，远地点275公里，倾角51.6°。“礼炮号”由轨道舱、对接舱和服务舱三大部分组成。轨道舱类似于由直径分别为3米和4米的两个圆筒拼在一起，它是航天员工作、用餐、休息和睡眠的场所。舱内保持着与地面相同的小气候环境，舱内的地板、天花板以及周围的墙壁漆成了不同的颜色，这是为了有利于航天员区别方向时作参考。“礼炮号”在太空长期运行时，航天员的更换和所需消耗物资的补充分别由“联盟号”和“进步号”天地往返运输器承担，因此，“礼炮号”的对接舱是供“礼炮号”与“联盟号”和“进步号”在太空对接时用的，也是航天员进出空间站的出入口。如“礼炮6号”的对接舱设有两个对接口，既可同时与两艘“联盟号”飞船对接，也可用一个接口同“联盟号”对接；另一个供停靠“进步号”飞船用。“进步号”无人运货飞船是专为空间站运转货物而研制的，实为“联盟号”飞船的改型，长8米，直径2.2米，由运货舱、燃料舱和工作舱三部分组成，一次能运货2.3吨，包括燃料、食品、水和氧气等必需品。当“进步号”升空与空间站对接后，自动将货物卸下，并装上空间站不再需用的物品然后自动脱离空间站，其中运货舱与燃料舱在进入大气层后烧毁，只保留工作站继续留在空间。“礼炮号”空间站分科学研究型和军用型两种。前者的主要任务是完成天体物理学、航天医学、生物学等方面的广泛研究，考察地球自然资源和进行长期失重条件下的科学实验。后者主要进行高空照相侦察以及高能武器的可行性实验研究等。自1971年4月至1982年4月，前苏联共发射了7艘“礼炮号”空间站，其中1973年4月3日发射的“礼炮2号”（即“钻石-1号”）1974年6月25日发射的“礼炮3号”（即“钻石-2号”）和1976年6月22日发射的“礼炮5号”（即“钻石-3号”）为军用型空间站，其余为科学研究型空间站或军民结合型。
军用型空间站是由前苏联切洛米伊设计局负责研制的，它属于绝密的“钻石计划”。在空间站的工作舱里装有口径达1米的专用侦察照相机，所拍照片装在特制的密封盒里由运输飞船带回地面。工作站内还装有当时最先进的计算机等操纵设备，研究新式武器的一些秘密装置和探测太空环境的望远镜等。此外，还装备了当时最完备的防御开武系统。在空间站内工作的也全是清一色的军事专家，每个空间站的有效使用期为1～2年。
科学研究型空间站则是由科罗廖夫设计局负责研制的，在发展初期并不顺利。1971年4月19日，由卡拉廖夫设计局负责研制的“礼炮1号”虽然成功地进入轨道，3名航天员在太空逗留24天，创造了新的世界纪录。不幸的是，他们于6月30日在返回途中，当他们发动下降的制动火箭时，因返回舱的一个阀门密封件失灵，舱内空气在极短的时间内大部分漏走，导致航天员全部窒息而亡。但1977年9月发射的“礼炮6号”和1982年4月发射的“礼炮7号”，在技术上有较大改进，安全性和可靠性也有了更大的保障。从“礼炮1号”至“礼炮5号”，每个都只有一个接口，而“礼炮6号”、“礼炮7号”各有两个接口，即它们的前后轴向各有一个对接口。这两个空间站都多次与“联盟号”、“联盟T号”及“进步号”飞船顺利对接。“礼炮6号”接待了16批乘员，“礼炮7号”接待了21批乘员，他们各自肩负使命，在太空多次进行载人对地观测、天文观测和与天气预报有关的高层大气和红外辐射观测，开展了微重力条件下的空间新型合金等材料生产、金属熔化过程的研究和空间焊接，还进行了小球藻的培育、乘员心血管系统的观测等研究。1984年7月17日，前苏联女航天员萨维茨卡娅乘坐“联盟T-7号”飞船进入“炮礼7号”工作了8天。她同另外几位男航天员共同开展科学实验活动。7月25日，她随指令长扎尼别科夫步出舱外，顺利完成了切割、焊接、喷涂等复杂操作任务，共在舱外进行了3小时35分钟的作业。她不仅创造了妇女在太空行走的纪录，而且她在这次飞行后不久完婚，1986年10月喜生贵子，这表明太空生活对妇女生育并无根本性的影响。“礼炮号”的一系列活动，还雄辩地表明人类在太空中具有有效生活和工作的能力，人在环绕地球的轨道上，能从事探测、研究、生产和维修等各种有意义的活动。前苏联不仅是最早发射空间站的国家，开创了航天史上载人空间站的新时代，还曾相继创下航天员在太空持续生活75天，96天，140天等一系列世界纪录。
像陀螺一样旋转的航天器
在无依无靠的太空中，一个航天器始终要保持一种特定的“姿势”，在某个轨道上运行，或是“固定”在太空的某个位置上，是十分困难的。
太空中没有“风”吹，没有“人”去推，航天器为什么还会自己“开小差”呢？其实，由于太空中的不均匀的引力、残留的大气和空间微小颗粒的碰撞，都会使航天器处于不稳定状态。
为了使航天器保持稳定的状态，科学家们干脆使航天器像陀螺那样旋转起来。我们知道，凡是高速转动的物体，都有一种保持转动轴方向不变的特性，这叫做自旋稳定或定轴性。
玩过陀螺的人都知道，陀螺可以围绕它的转轴旋转很长时间，如果没有空气的阻力和转轴与桌面的摩擦力，理论上，陀螺可以非常稳定地围绕转轴永远旋转。人们模仿陀螺制成了陀螺仪，它就是利用陀螺高度稳定的定轴性，可以测出微小的位置变化。
在太空中，航天器受到的空气阻力很小，又没有摩擦力，所以，让航天器像陀螺那样旋转，可以十分经济有效地使航天器保持稳定的定向，这种自旋稳定还具有较强的抗干扰能力。
许多航天器都采用自旋稳定，而且它们的形状接近矮圆柱形，呈轴心对称，这就可以避免出现自转轴的周期性微小变化。自旋稳定的优点是操作简单，不消耗能源。当然，一些形状不规则或不呈轴心对称的航天器，就不能采用自旋稳定来保持稳定状态。
航天器在太空中的姿态
我们在读书写字时要保持正确的姿势，航天器在太空中也要保持正确的姿势吗？是的，这可是航天器在执行任务时，要满足的最起码的条件。
进入太空的航天器，如人造卫星，都是为了执行一些特定的任务。有的要对宇宙中的某一个天体进行观测；有的要监视地球的某个地域；有的要在空中对地球进行多地点的无线电转发；等等。许多航天器还装有大面积的太阳能电池板。如果把航天器上的各种探测仪器的传感器比作眼睛，把航天器上向地面传送信息的天线和接受太阳能的电池板比作耳朵，那么，航天器的“眼睛”和“耳朵”带有明显的方向性，只有同时对准各自特定的目标，航天器才能做到“耳聪目明”。
如果本来应该对准地球的传感器却面朝太阳，本来要对准太阳的太阳能电池板却背着太阳，处在阴暗面，那么，辛辛苦苦发射到太空的航天器就不能正常工作，成为一堆废物。举个例子，如果某颗负责电视转播的通信卫星的姿态发生了较大的误差，地面上成千上万的定向卫星电视接收天线将收不到电视信号。
所以，航天器要时刻进行姿态控制，使自己的“眼睛”和“耳朵”始终对准目标。一些执行复杂任务的航天器，还要随时从一种姿态转变成另一种姿态。
太空中航天器的修理
如同飞机、汽车等会发生故障一样，航天器同样也会出现各种各样的毛病。然而，远在地球上空400～500千米处飞行的“患病”航天器能不能修理呢？回答是肯定的，派航天飞机去修。
航天飞机本身就是绕地飞行的航天器，它所处的高度和速度跟那些出了问题在轨道上游荡的航天器几乎相同，加上它又具有能改变自己绕地轨道的轨道机动辅助发动机、控制飞行姿势的反作用控制发动机、抓取卫星的遥控机械手等精良设备，所以它就有可能飞到那些发生故障的航天器身旁去进行修理。
1984年4月，美国“挑战者号”航天飞机首次在空间绕地轨道上，捕获并修复了一颗名叫“太阳峰年”的观测卫星。“太阳峰年”卫星是美国在1980年2月发射的，用来监测1980年太阳活动峰年中太阳表面耀斑的活动情况。同年11月，这颗卫星上的姿态控制装置和3台电子观测仪器突然失灵，接着又从540千米高的轨道上逐渐下降到480千米高的轨道上，并有可能坠落于地球大气层焚毁。“出诊”的航天飞机，花了约4小时的时间，飞到距卫星约60米的地方。随机“出诊”的航天员穿好舱外航天服，背上一具装有喷气推进器的背包式生命维持装置，离开机舱。他借助于喷气推进器喷出的气流在太空“行走”，缓慢地“走”向5.4米高的六角形卫星主体。但因卫星每6分钟转一周的自转速度太快，使处于失重状态下的航天员无法用手里的1.2米长、雨伞状的捕捉杆插入卫星体上的火箭发动机喷口。于是请地面卫星控制中心对“太阳峰年”卫星上的电脑发出减慢自转速度和保持稳定的两个指令，再用航天飞机的机械手的“手指”插进卫星体上的火箭发动机喷口，才把卫星牢牢地拴连在机械手上，拉回来放到航天飞机敞开的货舱内特设的修理台上，用新的零部件换下了卫星上损坏了的姿态控制装置和一台日冕观测仪的电源部分，修理了硬X射线成像分光计以及软X射线多色仪。全部工作花了将近200分钟才完成。修复的卫星最后由航天飞机调整自己的飞行高度，升高到“太阳峰年”的原来绕地运行轨道上，通过机械手把卫星推向太空。
1992年5月14日，美国“奋进号”航天飞机将一颗两年前发射的因火箭发动机故障未进入预定轨道的“国际通信卫星6号F3”救了回来。给它安装了一个新火箭发动机，直接弹射入太空，使卫星进入预定轨道。这颗价值1.57亿美元的卫星终于得以重新“就业”。
1993年12月，美国“奋进号”航天飞机对哈勃望远镜进行了修理。哈勃望远镜升空以后，科学家发现它发回的图像模糊，没有达到预期的效果。原来它的主镜磨坏了一点。以后又发现它的太阳能电池板出了问题，计算机的数据存储器也相继失灵。
于是，“奋进号”的机械臂把“哈勃”抓进了航天飞机，航天员为它更换了零件，并安装了一个新型的行星照相机等。这些修理工作进行了7天，修复后的哈勃望远镜比修复前分辨率大大提高，可见到暗10～15倍的天体。
这些都得归功于“太空修理工”。
能“飞回来”的航天器
航天飞机是运载火箭、宇宙飞船和飞机巧妙的“混血儿”。它在发射时，垂直起飞，像火箭一样；入轨道后绕地球飞行，像一艘宇宙飞船，并有与其他航天器机动对接的能力；返回地球时，又像一架滑翔机，在传统的飞机跑道上降落。对于使用一次就“报销”的运载火箭和宇宙飞船来说，航天飞机可以重复使用上百次，是航天技术一个重大的飞跃，被公认为20世纪科学技术最杰出的成就之一。
作为天地往返的运输系统，航天飞机最为高明之处就是它能像飞机那样平安、完整地返回地面，从而实现了航天器的反复利用，这就大大降低了航天活动的成本。
然而要使航天飞机飞回来并不是件容易的事，主要的难关就是防热。
虽然航天飞机具有三角形机翼和垂直尾翼，使它在大气中飞行时能够具有良好的稳定性和操纵性，犹如一架飞机一样飞行自如，但当它从地球轨道返回地球时，会以极高的速度（接近30倍音速）冲入大气层，机身表面将跟空气发生剧烈摩擦，使表面温度急剧升高，这就是所谓的气动加热。加热的后果是使用铝合金制成的飞机结构立即熔化，因为铝合金的熔点只有660℃。因此，科学家不得不给飞机穿上一件特殊的“防热衣”。
在机头和机翼前缘，那里的温度最高，可以达到1600℃左右，就给它“穿”上一层耐高温的石墨纤维复合材料，以保护铝合金不被烧熔。在机身和机翼的上表面，温度大约是650～1260℃，这些地方就“穿”上一层由2万块左右耐高温的陶瓷瓦拼成的阻热层。陶瓷瓦每块15厘米见方，2～6厘米厚。在机身的侧面和垂直尾翼的表面，温度比较低，只有400～650℃。这些地方只需稍加保护，就“穿”上7000块另一种规格的陶瓷瓦。这种陶瓷瓦每块20厘米见方，0.5～2.5厘米厚。其他的部位最高温度不会超过400℃，“穿”上一层涂有白色硅橡胶的纤维毡就可，而不需去使用前面那种分量较重、价格昂贵的陶瓷瓦了。
要把这2.7万多块陶瓷瓦贴上飞机表面，也非一件轻松的事。虽然陶瓷瓦的尺寸大部分是相同的，但也有少部分是根据飞机机身的特定部位而“量体裁衣”定制的。每块瓦上都预先标好号码，对照工艺图纸，一一“对号入座”，用黏胶贴上去。由于陶瓷瓦非常容易碎裂，因此工人们粘贴时务必小心翼翼，轻手轻脚，“慢工出细活”。美国第一架航天飞机，为粘贴防热瓦足足花了一年的时间。后来采用了粘贴机器人，进度才加快了许多。
从电视上我们还能看到，航天飞机在机场上着陆时，尾部会打开一顶大大的降落伞，这是为了使航天飞机更快地停下来，以缩短机场跑道的长度。
宇宙飞船和航天飞机的区别
宇宙飞船和航天飞机都同属于载人航天器，也就是说，它们都能保障航天员在太空中生活和工作，并最后平安返回地面。但是，它俩之间有什么区别呢？
先说宇宙飞船吧。宇宙飞船实质上就是载人的卫星。既是卫星，它就有许多与卫星相同的系统，除结构、能源、姿控、温控外，还有遥控、遥测、通信、跟踪等无线电系统。但因它又是载人的，因而就有与卫星不同的系统，包括应急营救、返回、生命保障等系统，以及交会雷达、计算机和变轨发动机等设备。
宇宙飞船通常由三大部分组成。一是返回舱，除供航天员乘坐外，也是整个飞船的控制中心；二是轨道舱，这里装备有各种实验仪器和设备，是航天员在太空的工作场所；三是服务舱，装备有推进系统、电源和气源等设备，对飞船起服务保障作用。由于宇宙飞船源于卫星，其体积和重量都不能很大，船上携带的燃料和生活用品都是有限的，因此飞船每次只能乘载2～3名航天员，在太空中的停留时间也只能是短短的几天。
在20世纪60年代至80年代，前苏联和美国都研制了好几种宇宙飞船，把航天员送上了地球上空甚至到达月球。现在，俄罗斯的“联盟号”宇宙飞船仍在服役使用。
再说说航天飞机。航天飞机的外形类似普通大型飞机，由机头、机身、机尾及两个三角机翼、垂直尾翼构成。机头是航天飞机的驾驶舱，航天员在这里控制飞机的飞行。机身是飞机的大货舱，有一节火车厢那样大，可装20～30吨的货物，机械手可伸到15米远的地方，把十几吨的卫星抛入太空，或把在太空有故障的卫星捉住，送入货舱。机尾是航天飞机的主发动机。它们两侧有两个对称细长的固体燃料助推器，下方还有一个巨大的楔形推进剂外储箱。航天飞机垂直发射起飞，上升到一定高度以后，将使用过的助推器和外储箱卸掉，靠主发动机进入近地轨道。完成任务后重返大气层，像飞机一样滑翔到预定的机场。助推器坠落在洋面上，可回收再用20次。而航天飞机返回地面后，经过检修也可重复使用100次。
从1981年至今，美国已有五架航天飞机在太空遨游，完成了95架次的飞行。它的每次航行，最多可载8名航天员在太空呆上7～30天。
通过对宇宙飞船和航天飞机的简单介绍，我们可以知道，宇宙飞船是一次性使用的，乘员少而且飞行时间短；而航天飞机是可重复使用的，与宇宙飞船相比，乘员更多，而且在太空中的时间更长，因此可以在太空中干更多的事情。
能发射和回收卫星的航天飞机
航天飞机有好些用途，其中发射和回收卫星，是它的重要使命。
太空中有成百上千颗人造卫星，时刻在为人类服务。但要把卫星送入太空，不是一件容易的事情，通常是采用多级运载火箭来发射。制造一枚运载火箭，从试验研究、设计制造到装配发射，不但要花很长的时间，还要耗费大量的人力、物力和财力。一枚大型运载火箭，价值都在几千万美元以上。不过最为遗憾的是，运载火箭只是一种一次性使用的工具。一旦把卫星送入轨道后，它自身的一部分会变成“太空垃圾”长留太空，其余部分则坠入大气层化为灰烬。要发射一颗卫星，就要制造一枚火箭，有时为保险，还要制造备用火箭。这需要多大的代价呀！因此，就是一些富有的航天大国也不堪负担，时时去寻找新的出路。
航天飞机的出现，为卫星发射新辟了路径。因为它运行在近地185～1100千米的轨道上，那里几乎没有重力，因而施放卫星只需要比地面上小得多的推力就行了。加上航天飞机有高达30吨的运载能力，完全可以把各种大小的卫星先装入机舱，再带到太空中去发射。这就好比把地面的卫星发射场，搬到了太空中的航天飞机上。卫星从航天飞机弹射出来后，再让卫星上的发动机点火工作，将卫星送入预定的位置。
科学家曾算过一笔账，由于航天飞机可以多次重复使用，用航天飞机发射卫星的费用，还不到用火箭发射的一半，你看这多划算。
同样的道理，航天飞机也可以在低地球轨道捕捉和修理失效的卫星。太空中那些昂贵的卫星，有时也会突然损坏，或未能进入预定轨道，或因“服役”期满而停止工作。那些因某个零部件损坏而“短命”的卫星，如让其在太空中“流浪”，真是极大的浪费。此时，航天飞机利用机动飞行，去接近卫星，实行“上门服务”，就地“诊断修理”。有些卫星实在无法修理，就带回地面“住院治疗”。这些“绝活”，绝非是运载火箭所能干得了的。
1984年，“挑战者号”航天飞机在太空中，首次修理好了“太阳峰年号”太阳观测卫星，开了航天飞机修理卫星的先河。1993年和1997年，又有航天飞机两次在太空中修理哈勃望远镜，使它更加“眼明心亮”。我国长征火箭发射的第一颗卫星——“亚洲一号”通信卫星，也是1984年航天飞机从太空中回收下来的美国“西联星6号”通信卫星，它因末级发动机故障未能入轨，在太空中“流浪”了大半年。
航天飞机用来发射和回收卫星，开创了航天器应用的一个新时代。
航天器在太空中的对接
汽车要进站，轮船要进港，航天飞机和宇宙飞船的“港湾”就是空间站。
空间站通常建在近地轨道上。1971～1982年，前苏联向太空发射了7座名为“礼炮号”的空间站；1973年，美国发射了一座名为“天空实验室”的空间站；1986年，前苏联又发射了“和平号”空间站。目前，美国、俄罗斯、日本、加拿大、巴西和欧洲空间局的11个成员国，正共同筹建世界航天史上的最大航天工程——国际空间站。
科学家建立这些空间的港湾，其目的是进行生物医学、天体物理、天文观测和建立太空工厂。因此，有许多科学家必须在空间站里工作一段时间，空间站里的设备需要维修，给养需要补充，人员需要更换……这些工作都由航天飞机和宇宙飞船来承担。当它们来到空间站的时候，由于太空的险恶环境，不能像汽车进站和轮船进港一样方便，这就需要进行太空对接。
1995年6月，美国的“阿特兰蒂斯号”航天飞机和俄罗斯的“和平号”空间站在太空首次对接成功。质量为100吨的航天飞机和质量为124吨的空间站，在缺乏重力的太空环境下对接，任何失误都可能导致相互碰撞而失败。因此，对接的过程十分缓慢，两者的相对速度大约是2.5厘米/秒。对接系统采用了两个圆环构成的双重结构，上层圆环可以缩进，装有3个花瓣状的挂接机械；下层是基座，装有12组挂钩和插销。
两个庞然大物在太空不断纠正航线，终于衔接在一起，这时机械弹簧锁把它们锁住。90分钟以后，对接口通道内灌进了加压空气，航天飞机和空间站的舱盖才打开，航天员们终于相会在一起，相互握手，欢呼对接成功。1995年11月，“阿特兰蒂斯号”航天飞机第二次与“和平号”空间站对接，为建立国际空间站做准备。
1998年12月6日，由美国“奋进号”航天飞机携带上天的“团结舱”——国际空间站的一个部件，与俄罗斯的“曙光舱”实现了对接。这次对接完成了国际空间站的第一期拼装工程，形成了国际空间站的核心。“曙光舱”和“团结舱”实施对接之后，使航天员完成了国际空间站两个太空舱之间的40对电气接头的连接工程，从而使电力和数据可以在两个舱之间流动。
1999年5月，美国“发现号”航天飞机又载着7名航天员前往国际空间站，它们为国际空间站运送1630千克的各种物资，包括计算机、急救药箱和一台建筑用的起重机，供组装国际空间站的需要。
这一次对接，安排在航天飞机和空间站均从俄罗斯地面站上空飞过的时候，计算十分精确，并且如期完成了对接。
新型航天飞机
随着世界新技术革命的发展和不断应用，航天技术又将出现一个更大的飞跃。
人们一直在考虑能否将航空和航天的优点集合起来，研制成一种低成本的运输工具。它既能从机场跑道起飞，又能以高超音速穿越大气层进入宇宙空间，完成航天的任务后，再进入大气层，在机场水平着陆，经过简单维修后，又可重新飞上蓝天。这种既有高超音速运输机功能，又具有天地间往返运输系统功能的有翼飞行器，被称为空天飞机。
空天飞机的设想早在20世纪三四十年代就已产生。50年代我国著名科学家钱学森教授曾提出航天技术和航空技术相结合的思想。1986年2月5日，当时的美国总统里根在一次大会演说中宣布：美国将研制一种新型的航天飞机——国家航空航天飞机，简称空天飞机。此后，美国正式成立了“国家航空航天飞机计划局”，开展空天飞机的研制工作。
不久，英国、法国、日本等都相继提出了空天飞机计划，一时间，全球掀起了一股“空天飞机热”，引起了人们的普遍关注。
专家们认为，把航空技术领域和航天技术领域的精华有机地结合起来，成为一个航空航天一体化的最新高技术密集体，在航天飞机的基础上加以改进和提高，朝着一个更高级的航天器方向发展，前景极为诱人。
未来的空天飞机用途更广泛，灵活性更高，维修使用更简便，运载费用更低廉，因此，有人把空天飞机誉为“21世纪的太空穿梭机”。
发展空天飞机要涉及到许多先进高技术。难度很大，而且研制经费高，风险大。但人类总是要前进的，这些先进的科学设想最终将会实现。到21世纪的时候，人们将会乘坐上这种崭新的空天飞机，从地球的一端起飞，进入太空轨道，领略一番太空的神奇景色，然后返回大气层，可以在任一机场降落下来，有如今天的旅游航班一样方便自如。
空天飞机采用航空喷气发动机和火箭发动机两种推进系统，它可以方便地往返于天地之间，是“空”与“天”的完美结合。它有异乎寻常的性能，最高时速达3万千米，可绕地球无动力飞行；飞行高度由零高度可直达200千米以上；起降方便，不受发射地点和天气的限制；维修简便，不必再像航天飞机那样飞行一次需要三个多月的检修期，临发射还要出动7000人的保障大军为之准备。飞行后检查和准备也很容易；结构巧妙，彻底抛掉了大包袱似的外储箱和助推器等外挂物，便于轻装上阵，便捷迅速：一机多用，既可载人又可载物，又可无人驾驶入轨与空间站对接；它的发射费用要比航天飞机便宜9/10，而且不需要规模庞大、设备复杂的航天发射场。
空天飞机是世界航天史上第一次把航空发动机引入航天领域，充分利用大气能源，从根本上改变了航天运载器只采用火箭的推进模式，从而将导致航空航天技术领域内的一场革命。
1983年，美国空军投资60万美元委托有关科研单位研制“跨大
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