轨道器是整个航天飞机的中心，也是惟一载人的部分。它长37m,翼展23.7m,自重68t.货舱长18.3m,直径4.6m,可容纳人造卫星、各种科学仪器等设备近30t.乘员舱可乘3名航天员（指令长驾驶员和飞行专家各一人）。舱内大气为氧、氮的混合气体。气压为14.7lb/in2.在这里航天员可不穿航天服。轨道器在轨道上运行时间为7天，以后可望延至30天。飞行期间航天员执行各项预定任务。
任务完成之后轨道器通过机动发动机的工作制动减速，并离开运行轨道，下降返航，像一架滑翔机那样在跑道上水平着陆。轨道器可重复使用100次。航天飞机基本飞行过程见图6-2.
3.形态各异、功能齐全--航天飞机的种类
形态各异不同国家不同型号的航天飞机其尺寸、形状、载重量、性能等指标都不完全相同。下边举例看一下几种型号航天飞机的情况。
（1）“哥伦比亚号”航天飞机（美国）1984年4月12日首次发射。机身总长56米，翼展宽24米，火箭及航天飞机起飞重量约2040吨，起飞总推力达2800吨，飞机最大有效载荷29.5吨。核心部分货舱长37.2米，每图6-2航天飞机基本飞行过程1-发射；2-助推器分离；3-主发动机关闭；4-外储箱分离；5、6-入轨；7-轨道作业；8-离轨点火；9-旋转、离轨；10-再入；11-进场；12-着陆；13-助推器溅落、回收；14-外储箱溅落、不回收。次飞行最多载客量为8人。飞行时间7~30天。它可重复用100次。
（2）“暴风雪号”航天飞机（前苏联）该航天飞机大小类同普通大型客机，外形同美国航天飞机相仿。机翼成三角形。机长36米，高16米，翼展24米，机身直径为5.6米，起飞重量为105吨，返回后着陆重量为82吨。它的货舱长18.3米，直径4.7米。能将30吨货物送上近地轨道。将20吨货物运回地面。头部是乘员舱，容积为70立方米，可乘10人。用地面遥控机上的电脑系统顺利升空与返航。在跑道着陆，难度高于1981年美国有人驾驶的航天飞机试飞和着陆的难度。
（3）欧洲宇航局的航天飞机欧洲10国组成的欧洲宇航局也在不断地研制航天飞机。其各国研制情况为：
A.英国正在研制“霍托尔号”单级航天飞机。它长52米，翼长20米，其大小、重量与一架协和式喷气客机差不多。可在3500米长的跑道上起飞，起飞重240吨，这是一种重复使用、水平起飞、无人驾驶的航天飞机，主要用于施放、回收卫星，为有人操纵的空间站和无人操纵的空间平台运送物资，也可用作空间实验室或用于军事目的。
B.德国已着手研制“桑格尔号”两级航天飞机，计划2006年正式飞行。它的第一级是一架装有航空发动机的高超音速运输机，第二级是一个装有火箭发动机的有翼轨道飞行器。
C.欧洲空间局以法国为主研制的“海尔梅斯号”航天飞机，将用“阿丽亚娜”5型运载火箭发射入轨。它可载6名宇航员和4.5吨有效载荷，载荷容积为35立方米，计划每年飞行6次，机长17.9米，宽10.2米，相当于一架歼击机大小，将在本世纪末或下世纪初载人飞行。
功能齐全大运载能力的空间运输工具--航天飞机的出现，将使开发、利用空间的幻想变为现实。
首先航天飞机具有平稳性。众所周知，人所能承受的加速度极限为10g左右（g为重力加速度，为9.8米/秒2）。现在宇航员乘坐飞船在发射加速阶段所受到的超重大约是5至6倍地面正常重力的压力（即加速度为5~6g）。那滋味决不是普通人忍受得了的；而乘坐航天飞机，这种超重将减少一半，只有大约3倍于地面正常重力的压力（即加速度为3g）。这将使任何一个没有晕车病的健康人都可以承受得了。于是科学家也可乘航天飞机去太空试验。
这就为航天飞机在太空开发中广为应用。有人预计，航天飞机将会给工业和科学技术带来一场革命。
譬如说，空间中的高真空和零重力条件，这就提供了地面上无法取得的优越技术环境。在没有重力的条件下，人们可以制造出完美的球体，比如滚珠轴承。由于没有重力妨碍，人们还可以把化学性质极不相同的材料--如钢和玻璃混合在一起，从而可能制造出在地面上不可能得到的超强度的抗热金属合金，以及新型半导体材料。在空间也能够制备出无缺陷的大块硅单晶和锗单晶，从而极大地改进了许多电子器件的性能。由于许多生物物质--从各种酶到血细胞在空间能够更有效地分离出来，空间制药工业看来也有发展前途。例如，在1975年“阿波罗-联盟号”合作飞行中有一项实验证明，有一种溶解血栓的特效药尿激素酶，在空间就很容易从肾细胞中分离出来。这种药物在地面上很难制造，因而十分昂贵。所以，随着航天飞机费用的降低，这样一类药物如果在空间制造，它的价格便有可能大幅度地下降了。
此外，在太空活动中，利用航天飞机还创造了许多前所未有的记录，从而为人类认识太空，认识宇宙发挥自我能力提供了第一手资料。
4.辉煌灿烂的神话--航天飞机的成就
航天飞机上天10年，探索成果累累，取得的成就让世人瞩目，无论是在民用方面，科学实验方面，还是在军事应用方面，都获得了难以估量的巨大效益。目前，一些国家正在积极抓紧研制这种飞机。10年来取得的成果，可简要概括如下几点。
价值非凡的经济效益1983年11月28日，“哥伦比亚”号把欧洲空间局的“空间实验室-1”号送上太空轨道，进行了73项科学实验，取得丰硕成果。1984年4月6日，宇航员乘“挑战者”号在轨道上捕获、修复失灵的“太阳峰年”探测卫星，仅此一颗就价值2.4亿美元。在1990年底以后又进行了多次修复故障、失灵、老化的卫星都取得很大效益。例如，1992年5月13日，“奋进”号首次升空，就拯救了“国际通信卫星-6”号，这颗卫星价值2.7亿美元，而且需要两年才能制造出来，而这次捕获、修复、重新施放才仅花了9300万美元和只用了三天（实际是只用了几个小时就完成了）。这项修复后可使该卫星寿命继续延长12年，为全世界转播3套彩色电视和12万路电话，每天使国际卫星组织净收24万美元。1990年2月20日，“哥伦比亚”号将美国施放的“LDEF（长期暴露装置）卫星”带回地面，为获得设计永久性空间站所必要的实验数据提供了极宝贵的材料。至于在施放和捕捉各种航天器所获的经济价值，简直难以计数。
战略威慑的军事应用航天飞机在军事用途方面更是广泛，而且是具有独特能力的军用航天器。
--施放、回收军用卫星同施放和回收民用卫星一样，航天飞机在已施放的（截止1990年底）46颗卫星中，有占比例很大的军用卫星，这些军用卫星的施放既可节约发射费用，更能灵活机动，保密性好，具有重要军事意义。
--试验“星球大战”（SDI）激光1985年6月21日，“发现”号航天飞机成功地进行了激光高精度跟踪试验，验证了激光跟踪低轨道高速运动目标的能力。这是美国“星球大战”计划中的重要项目。
--建立完整的空间军事系统航天飞机具有运载量大的突出特点（一次最多载荷29.5吨），就可把特大构件运上轨道。1985年1月24日，“发现”号部署了一颗绰号“大耳朵”的大型军用侦察卫星，送入了地球同步轨道。这颗卫星能截获前苏联向太平洋发射远程导弹的遥测信号，还可窃听欧、亚、非三大洲大部分地区的军事和外交情报。
--直接从事军事行动航天飞机有很大的军用潜力。在担负侦察任务时，在200公里高空拍摄地面照片，可辨别1米长的物体，可作为高能激光武器、粒子束武器和小型导弹的发射平台，能攻击敌方飞行中的导弹，也可直接攻击地面目标。能成为太空杀手，既可消灭别国卫星，也可捕获据为己有，还可在太空试验各种军事装备；同时，由于它具有往返天地之间的能力，自然可作为军事后勤保障的重要工具，成为“太空军事后勤部”.
四、航天站--人造天空的
“灵霄宝殿”
1.日行百万里的天上宫殿
迄今为止，各国人造卫星、载人飞船和各类宇宙探测器，由于受到外廓尺寸、起飞重量、工作空间、生活条件，以及能源供应等多重条件的制约，多数只能执行短期的（几天至几个月，最多几年）、单一的（诸如通信、导航、气象、侦察和星空探测等）航天任务。使得发射费用庞大、运载火箭坠毁、航天器本身被迫放弃，并造成太空垃圾骤然增多等多种损失，特别是经济损失巨大，使航天事业发展受到一定制约。航天飞机的发展，虽然已部分解决了重复使用和在轨道上执行发射任务的问题，但仍没有一个可靠的长期停靠的轨道空间站可供使用。
这就需要发展一种能长期滞留轨道上、体积空间较大、可完成多重综合任务的巨型航天器。
这正是航天站产生的内在原因。
航天站比一般航天器规模宏大、容积宽阔、配置设备多、能源供应足、机动动力大，不仅可装载更多的仪器设备和更多的航天乘员，执行多种综合任务，更重要的是它的长寿命，这是一个突出的特点。航天站能在轨道上运行5年、8年（“礼炮-6”号工作了5年，“礼炮-7”号工作了8年），甚至更长的10年、20年、30年。只要能及时供应、维修、局部更新，就可以长期运行下去。而供宇航员工作、生活的必需条件尤如在地面工作一样，可较长期驻站，也可定期不定期轮换。
而且，航天站还具有七大用途，主要包括：一是进行科学实验，利用站上各种实验室和舱外平台等设施，可进行各种科学实验活动，包括生命科学、生物工程、天文观察、对地探测和空间环境考察等多种空间学科的研究实验；二是开发空间资源，利用航天站“得天独厚”的有利位置，可获得诸如超高空、超洁净、超真空、超无菌、超微重力以及超阳光辐射等地面所不可能具有的自然条件，进行多种生产、科研活动；三是发展空间产业，利用站上所获得的空间资源，进行特种材料加工和医药生产以及种种新产品生产；四是进行高新技术试验，利用站上的特殊环境条件，进行通信、太阳能、空间推进、对地遥感等多种技术领域的实验工作；五是在轨服务，可在站上对本体维修，还可对其他航天器进行维修、设备的更新换代、建造大型空间设备等服务活动；六是太空驿站，可作为飞往月球、火星等各大行星的过渡站、加油站、换乘站、供应站等；七是军事作战，这是所有航天器的共同用途，但航天站有着独特的有利条件，成为外层空间的第四战场指挥中心，可从事各种军事活动，包括侦察、照相、太空兵器发射和试验、指挥控制、协调联络等，无疑可成为“天军”作战司令部。
2.巡视宇宙的多舱风险专列
一般航天站的基本构架，由大型运载火箭发射入轨，本体可以载人入轨，也可先不载人，随后上天；或短期上人，长期自行工作。根据需要，随后发射货运飞船或航天飞机把有效载荷运送入轨与之对接，采取积木式建造逐步扩展。
航天站通常由本体即中心构架、对接舱、气闸舱、轨道舱、生活舱、服务舱、专用设备舱和太阳能电池阵列板等组成。
--对接舱用于停靠飞船、航天飞机和各种航天器，一般有两个以上。开始的“礼炮”1-5号只有一个对接舱口，到“礼炮”6-7号增为两个，而“和平-1”号已达6个，未来的航天站将有12个至20个。
--气闸舱用于密压舱段与真空空间之间的隔离段，为宇航员进出站内外提供必经的过渡通道，设有两道舱门，分别与密压舱和外壳舱相连，一般宇航员要在气闸舱内吸纯氧至少3.5小时才能出站活动，这叫“吸氧排氮”的“人体处理”.
--轨道舱用于宇航员的工作场所，包括实验室、加工室、航天站控制室和修理间。舱内形成了和地球常规环境、压力、温度、湿度等地面自然条件相同的人造环境条件。
--生活舱用于宇船员食、住和休息娱乐，一般设有卧室、餐厅、卫生间等，宇航员还能洗澡、沿“微型跑道”跑步、骑“自行车记功器”锻炼身体，以及散步、看电视，与地面通过可视电话进行聊天、联络等。其舱内自然环境条件也和轨道舱一样。
--服务舱用于装备推进系统，即作为机动转移、调姿、加速、减速、侧滑等动力设置，气源和电源等能源保障设施，供全站使用。
--专用设备舱根据特定任务而设置的可安装专用仪器设备的舱段，如空间探测器、天文望远镜、各种测试仪，电视摄像机以及遥控侦察照相机等。
--太阳能阵列板是站载各种设施的用电电源。
现今这个由多种舱组成的太空专列，虽然工作条件和生活环境已有了很大改善，但仍是风险度很大的一个特殊空间。在航天站外通常都停靠着一艘载人飞船，随时准备救援。这种救援船，有人就叫它“轨道救生艇”.
此外，当今的航天站还有许多重大技术问题有待解决。
目前已上天的航天站实质上不是永久性的，所谓“永久性航天站”是指在长寿命基础上增加轨道上的替换、补给和维修能力，使航天站的寿命延长到不再需要时为止。所以，未来的航天站的发展仍需要走很长的一段路。
3.昙花一现的过客--第一代航天站
“礼炮”号航天站从1971年4月19日发射命名为“礼炮-1”号第一座到1976年6月22日命名为“礼炮-5”号升空，划为第一代航天站。这5座航天站寿命一座比一座长，驻站宇航员工作天数越来越多，进行的科研项目和内容也逐渐增多，在这期间多次与载人飞船对接，还试验了由不载人的“联盟-20”号船给“礼炮-4”号运送燃料，从而使它在太空运行的时间延长到15个月，这对向“长寿命航天站”方向发展，具有重要意义。
第一代航天站纯属试验性飞行，但也取得许多重要成果，特别是证明人能够在太空失重条件下长期生活，还进行了航天站与宇宙飞船的对接试验和演练，为以后的组成多元复合体积累了经验，同时在站上还开展了冶金和晶体生长等实验工作。第一代航天站存在的主要问题是只有一个对接舱口，只能与一艘飞船对接，而这艘飞船又担负“轨道救生艇”的值班任务，使后勤补给问题难以解决。加之乘员工作、生活舱容积很小，所带生活用品和实验用品有限，因而使宇航员驻站时间和实验工作都受到了很大限制。
4.升级换代新结晶--第二代航天站
第二代航天站“礼炮-6”号和“礼炮-7”号都增加一个对接舱口，这样，就可以同时与两艘飞船组成轨道复合体，一个舱口接待“联盟”号载人飞船，另一个舱口可供“进步”号货运飞船定期往返航天站对接之用，为宇航员及时运送工作生活必需品。这样，就不仅可以扩展宇航员的活动范围，还使航天站停留时间明显增长，使航天站向长寿命方向又迈进了一步。
