挑战者号航天飞机

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挑战者号航天飞机（STS Challenger STA-099/OV-099）是由罗克韦尔国际制造、美国国家航空暨太空总署操作的航天飞机轨道器。其名称源自一艘十九世纪的挑战者号_(船)。挑战者号是继哥伦比亚号航天飞机之后第二架进入太空的航天飞机轨道舱，并于1983年4月执行STS-6首航。

最初建造时，挑战者号被设计为不进入太空的试验飞行器，主要用于地面测试航天飞机轨道舱的结构设计。然而NASA发现，将原计划升级至可执行太空飞行的企业号航天飞机成本高于升级挑战者号，因此将其投入航天飞机计划的实际运作。根据哥伦比亚号首次轨道飞行的经验，挑战者号采用了较少的热防护系统瓦片，并将机身与机翼重量减轻，使其重量比哥伦比亚号轻约2,200磅（约998公斤），但仍比发现号航天飞机重约5,700磅（约2,585公斤）。

在三年的服役期间，挑战者号共执行航天飞机计划中的十次任务，累计在太空中停留超过62天，绕地球近1,000圈。首航后，挑战者号取代哥伦比亚号成为航天飞机舰队的主力轨道舱，在其服役期间飞行次数最多，而哥伦比亚号同期使用频率较低。挑战者号执行多次民用卫星发射任务，包括首颗美国追踪与数据中继卫星、帕拉帕B卫星通讯卫星、长期曝光设施以及地球辐射预算卫星。它也作为载人机动单元（MMU）的试验平台，并用于维修故障的太阳极大任务望远镜。此外，1985年，挑战者号执行了三次连续太空实验室任务，其中包括STS-61-A。曾搭载的太空人包括美国首位女性太空人萨莉·莱德、美国首位女性太空行走者凯瑟琳·苏利文、首位非裔美国太空人圭恩·布鲁福德，以及首位加拿大太空人马克·加诺。

1986年1月，在第十次飞行（STS-51-L）中，挑战者号于升空73秒后解体，七名机组员全部罹难，其中包括原定成为太空教师计划首位教师的克里斯塔·麦考利芙。罗杰斯委员会报告指出，挑战者号其中一个航天飞机固体助推器的O形环密封失效，使增压燃烧气体外泄，导致挑战者号外部燃料箱结构破坏，并在气动力作用下解体。报告亦检视NASA的组织文化，并对航天飞机计划取代美国一次性运载火箭的目标提出质疑。

挑战者号及其机组员的丧失促使航天飞机计划进行全面调整，包括以奋进号航天飞机取代挑战者号，并取消部分原计划，如范登堡航天发射复合体6发射、MMU任务及航天飞机-半人马座，以提升机组员安全。在航天飞机计划中，仅挑战者号与亚特兰提斯号航天飞机曾改装以执行航天飞机-半人马座任务。挑战者号回收的遗骸主要埋藏于卡纳维拉尔角发射场31号的导弹井中，其中一块则展示于肯尼迪太空中心访客中心。

## 简介

挑战者号航天飞机（STS Challenger，STS是太空运输系统Space Transportation System的缩写，是美国官方对于航天飞机这种设备的正式称呼）是美国航空太空总署（NASA）旗下正式使用的第二架航天飞机。开发初期原本是被作为高拟真结构测试体（high-fidelity Structural Test Article，因此初期机身代号为STA-099），但在挑战者号完成初期测试任务后，被改装成正式的轨道载具（Orbiter Vehicle，因此代号改为OV-099），并于1983年4月4日正式进行任务首航。然而很不幸，挑战者号在1986年1月28日当地时间早上11时38进行代号STS-51-L的第10次太空任务时，因为右侧固态火箭推进器（Solid Rocket Booster, SRB）上一个O形环失效，导致一连串连锁反应，在升空后73秒爆炸解体坠毁。当时机上的7名太空人，全在该次意外中丧生。

## 历史

美国的航天飞机都是以早期的研究船名作为命名，因此挑战者号的命名由来也不例外，是承袭自1870年代航行于大西洋与太平洋上的英国海军研究船挑战者号（HMS Challenger），除此之外，“挑战者”这名字，也曾经被拿来命名阿波罗17号（Apollo 17）的登月模组。

挑战者号在1972年签约建造时，主要的功能并非实际担负往返地球与外太空之间的轨道运具功能，而是美国的航天飞机建造计划初期，用来测试机身结构安全性的高拟真结构测试体（编号STA-099），由洛克威尔（Rockwell）公司承造，在1978年2月4日送抵洛克希德（Lockheed）42号工厂，开始进行实际的结构测试。之所以需要这种测试，是因为航天飞机本身虽然是一种需要承受极大外力的飞行工具，但它同时也需要尽可能的减轻本身重量，因此几乎整架机身的每一部分，都负担了非常大的结构应力。但考量到当年的电脑技术有限，工程师们并没有把握仅靠软件模拟就能将航天飞机在受到机械负荷与热负荷情况下的表现计算到非常精准的程度。为了安全，唯一的解决方法就是用真的航天飞机进行测试分析，这也是挑战者号被制造出来的初衷。

STA-099在一个由256架油压千斤顶所组成的43吨重测试仪中，进行了为期11个月的测试与分析，这些千斤顶能在836个不同的部位上施加荷重。在电脑的控制下，能够逼真的模拟出航天飞机在发射、爬升、绕行轨道、重返大气层与降落时所受到的各种力量，其中，航天飞机主引擎启动时的庞大推力是由三具一百万磅（约450公吨）推力的液压汽缸来模拟。

在洛克威尔公司当初获得的那纸26亿美元合约中，该公司需负责制造一对静态测试体（也就是主推进器测试体MPTA-098与结构测试体STA-099），以及两架初期飞行测试载具（也就是OV-101与OV-102）。但在1978年达成的一项决议中，决定不以主要是用来作为迫近与降落测试（Approach and Landing Test，ALT）用途的企业号航天飞机改装成可以实际使用的的轨道载具，使得真正可以执行任务的轨道载具剩下了哥伦比亚号而已。因此在1979年1月29日时，NASA与洛克威尔补签了一张合约，将挑战者号（当时编号STA-099）从测试载具的状态改装成真的可以执行太空任务的轨道载具OV-099。

STA-099在1979年11月7日被送回洛克威尔，改装工程也从那时开始。虽然比较起企业号，要将挑战者号由测试用途改装成任务用途的工程规模比较单纯，但挑战者号依然躲不掉整架被拆解开来再重新组装的命运。这主要是因为，原本的挑战者号上装置的是一个模拟用的乘客舱，因此工程师得将整个航天飞机的前半段机身拆开，才有办法取出模拟舱，放入真正有功能的乘客舱模组。除此之外，挑战者号的机翼部分也经过相当程度的改良与强化，这些参考数据全来自它先前所进行的那些实机测试。最后，在驾驶舱中加装上两具抬头显示器（HUD）之后，挑战者号的改装工程遂告一段落，整架航天飞机的空重为155,400磅（70,552公斤），加上主引擎后重175,111磅（79,500公斤），较哥伦比亚号约轻了2,889磅（1311公斤）。

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在实际服役过程中，挑战者号与另一艘航天飞机发现号曾经在肯尼迪太空中心被改装，以便能够在筹载舱里面载送半人马上节火箭（Centaur Upper Stage）。配合这点航天飞机的筹载舱里需装设额外管线、通风管与可以监控上节火箭运作的飞行平台，以配合半人马火箭的低温（L02/LH2）推进燃料（大部分的惯性上节火箭（IUS）都是使用固态推进燃料）。不过NASA不曾实际进行用航天飞机载运半人马火箭的任务。而自从挑战者号爆炸坠毁后，NASA决定中止这种危险尝试；毕竟，在筹载舱里放了一具装满高爆燃料的火箭，风险实在太大。

2022年11月10日，在佛罗里达州太空海岸水下发现来自挑战者号航天飞机的残骸。

### 20周年悼念活动

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2006年1月28日美国东岸时间早上十时，美国佛罗里达州肯尼迪航太中心举行活动纪念三次美国航天灾难，并向罹难的7名太空人致敬。三次美国航天灾难均集中在1月27日（阿波罗1号）、1月28日（挑战者号）及2月1日（哥伦比亚号）。

在挑战者灾难中，七位太空人分别为机师麦克·史密斯（Mike Smith）、机长史高比（Dick Scobee）、专家麦克奈尔（Ron McNair）、专家鬼冢承次（Ellison Onizuka）、教师麦考莉芙（Christa McAuliffe）、专家贾维士（Greg Jarvis）、专家莱斯尼克（Judith Resnik）。

### 建造历程

- STA-099
- 1972年7月26日 - 签约
- 1975年11月21日 - 开始乘客舱模组的结构组装
- 1976年6月14日 - 开始后段机身的结构组装
- 1977年3月16日 - 机翼自格鲁曼（Grumman）公司送抵位于加州棕榈谷（Palmdale, CA）的洛克威尔工厂
- 1977年9月30日 - 开始最后组装
- 1978年2月10日 - 完成最后组装
- 1978年2月14日 - 在棕榈谷驶出棚厂，正式亮相
- OV-099
- 1979年1月5日 - 签约
- 1979年1月28日 - 开始乘客舱模组的结构组装
- 1980年11月3日 - 开始最后组装
- 1981年10月23日 - 完成最后组装
- 1982年6月30日 - 在棕榈谷驶出棚厂，正式亮相
- 1982年7月1日 - 以陆运方式将航天飞机自棕榈谷送至爱得华
- 1982年7月5日 - 空运至肯尼迪太空中心（Kennedy Space Center，KSC）
- 1982年12月19日 - 进行飞行准备点火
- 1983年4月4日 - 首次飞行（STS-6）

### 相关纪录

- 飞行次数：10次
- 绕行地球：987圈
- 任务长度：在太空中69日

## 历次任务

日期｜任务代号｜内容

1983年4月4日｜STS-6｜、部署数据追踪中继卫星（Tracking Data Relay Satellite）TDRS-1号、进行第一个在航天飞机上执行的太空漫步

1983年6月18日｜STS-7｜、部署两具通讯卫星、萨莉·莱德（Sally K. Ride）成为美国第一位女性的太空人

1983年8月30日｜STS-8｜、部署通讯卫星Insat-1B第一次进行航天飞机夜间发射与夜间着陆任务、圭恩·布鲁福德（Guion S. Bluford）成为第一位进入太空的非裔美国人

1984年2月3日｜STS-41-B｜、部署两颗通讯卫星，但是任务失败、第一次进行了不系绳的太空漫步

1984年4月6日｜STS-41-C｜、拯救并修复太阳活动观测卫星太阳极大期任务卫星

1984年10月5日｜STS-41-G｜、部署地球辐射分析卫星（Earth Radiation Budget Satellite，ERBS）、第一次有两位女性参与的太空任务、凯瑟琳·苏利文（Kathryn D. Sullivan）成为第一位进行太空漫步的美国女性

1985年4月29日｜STS-51-B｜、承载太空实验室（Spacelab）3号进行任务、王赣骏（Taylor Wang）参与此次太空任务，是第一位登上太空的华人。

1985年7月29日｜STS-51-F｜、承载太空实验室2号进行任务

1985年10月30日｜STS-61-A｜、承载隶属德国的太空实验室D-1号进行任务

1986年1月28日｜STS-51-L｜、原本的任务是以部署TDRS-2号卫星与哈雷彗星观测装置为主、在升空后73秒时爆炸坠毁，7名乘员全数罹难

## 基本资料

- 日语原文：挑战者号
- 编号：OV-099
- 国家：美国
- 签约日期：1972年7月26日
- 命名来源：挑战者号
- 首飞任务：STS-6
- 首飞任务：1983年4月4日–1983年4月9日
- 最近任务：STS-51-L
- 最近任务：1986年1月28日
- 升空次数：10
- 曾搭载航天员数量：60
- 总飞行时间：62.33 天
- 总飞行轨道数量：995
- 总飞行距离：–41,527,414 km、–25,803,939 mi
- 曾搭载卫星数量：10
- 和平号空间站对接次数：0
- 国际空间站对接次数：0
- 状态：1986年1月28日升空时失事爆炸