Shuttle Sunday: STS-2 to STS-4

航天飞机的早期测试飞行

航天飞机的讨论与回顾

• 大家好，今天是航天飞机星期日，主持人将分享关于航天计划的兴趣，并介绍了参与者Sawyer和Jack。

• Sawyer表示他很喜欢讨论航天飞机，并重温早期的研究资料，重新点燃对这项技术的热爱。

• Jack提到这是一个很好的机会，让他重新阅读有关航天飞机的书籍，如《Bold Day Rise》和《Into the Black》。

STS-2、STS-3 和 STS-4 的重要性

• 主持人提到将重点讨论STS-2、STS-3和STS-4，因为它们是最终测试飞行，这些任务为后续操作奠定基础。

• 通过比较当前的星际飞船（Starship）测试飞行，强调了航天飞机在开始时就有载人飞行的重要性。

STS-2 任务概述

• STS-2于1981年11月14日发射，由指挥官Joe Algen和副指挥Richard Tully驾驶，从39A发射台起飞。

• 此次任务标志着航天飞机项目能力的提升，包括使用机械臂进行实验和卫星发射与回收。

航天飞机外部油箱设计变化

• 提到白色外部油箱是最后一次使用，之后将转向未涂漆的橙色外部油箱设计。

热防护系统（TPS）的演变

航天器热保护系统的演变与挑战

航天器瓷砖的标准化

• 不同航天器上的瓷砖可能会有显著差异，尽管它们位于相同位置。由于航天器的设计是一个巨大的圆柱体，因此其瓷砖在标准化方面具有优势。

定制瓷砖的手工劳动

• 对于如机翼边缘、焊接缝隙和鼻锥等部位，定制瓷砖所需的手工劳动量引发了讨论。希望星际飞船能成为我们期待中的“航天飞机2.0”，并从过去的经验中学习。

热保护系统（TPS）的发展

• 在讨论完毕之前，有人提到对里根演讲相关问题的好奇，这与星际飞船和航天飞机2.0有关。

航天飞机任务中的热保护挑战

• 提到STS-2任务中，由于加注燃料时发生泄漏，导致需要拆除并重新制造部分瓷砖。这反映出热保护系统在后期任务中变得更加复杂。

碳复合材料在热保护中的应用

• 讨论了碳复合材料（RCC）在航天飞机机翼前缘的重要性，以及其在哥伦比亚号航天飞机事故中的作用。该材料能够承受再入过程中的高温，但也面临着潜在风险。

未来星际飞船热防护设计的可能性

多种材料组合的设想

• 有人提出，未来星际飞船是否会采用类似于航天飞机那样结合多种材料进行热防护，例如使用碳复合材料替代复杂且劳动密集型的鼻锥瓷砖。

SpaceX工程师对历史数据的利用

• SpaceX工程师们正在借鉴过去几十年的数据，包括龙飞船项目，以改进新一代载人飞行器，如星际飞船。

龙飞船与星际飞船之间的数据共享

• 提到龙飞船上曾测试过一些星际飞船用瓷砖，这表明两者之间存在技术和数据共享，以提升安全性和性能。

航天飞机不同部件材质分析

• 讨论了舱体不同部件所用材质的问题，特别是鼻锥部分是否使用了橡胶盖而非RCC，并强调这些细节对整体设计的重要性。

再入过程中各部件表现评估

航天发射的细节与历史

航天发射结构与功能

• 讨论了39A发射台的历史，强调这是SpaceX在租赁期间为猎鹰火箭修改的固定服务结构，并未拆除。

• 提到该结构主要用于提供天气保护，有时会将有效载荷旋转并放入货舱中。

• 介绍了有效载荷进入货舱的过程，以及如何关闭货舱门。

航天摄影与视觉效果

• 提到NSF直播开场中的旋转镜头是经过精心编辑，以确保聚光灯与音乐节拍同步。

• 描述了使用氙气灯进行航天器滚出时的壮观场景，比较其与好莱坞颁奖典礼上的闪光灯相似。

发射过程中的紧张感

• 分享了更换氙气灯泡的危险性，强调这些灯泡高度加压且极具危险性。

• 回忆起早期互联网论坛上关于航天飞机照片的讨论，指出许多误解和错误信息。

航天任务的重要性

• 强调航天任务中存在的风险和压力，与现代龙飞船发射相比，航天飞机发射带来的紧张感更强烈。

航天任务回顾

航天飞行的初步阶段

• 在25秒时完成翻滚机动，30秒时确认科伦比亚一号的高度状态。

• 经过1分钟后，科伦比亚一号的引擎恢复到100%，并且在1分20秒时达到9海里高度和300英尺每秒的速度。

固体火箭助推器分离

• 确认固体火箭助推器分离，这一过程非常重要，因为在前两分钟内会经历剧烈震动，但分离后飞行变得平稳。

• 飞行指挥官在面对主警报时表现出冷静，尽管面临巨大的发射推力，他依然选择继续执行任务。

任务设计与挑战

• 提到首次观察到O型环烧穿现象，这对未来的航天任务有重要影响。

• 初始设计中希望进行Skylab重启任务，但由于项目延误，该计划未能实现。

轨道测试与燃料电池问题

• 测试了航天飞机远程操作系统（SRMS），这是该任务的重要组成部分。

• 因为燃料电池问题，任务被迫缩短，但仍然完成了90%的预定目标。

着陆过程与飞行员经验

• 每次航天任务都会拍摄团队合影，这是一个传统，而STS2也不例外。

回顾航天飞机的美学与技术

航天飞机的外观与设计

• Jack 表达了对航天飞机（Columbia）和运输机（SCA）外观的赞叹，认为重新粉刷后的外观非常酷。

• 他提到这两台机器在某种奇怪的复古方式中看起来仍然很未来感，并对尾锥的设计表示不满，认为其影响了航天飞机的美感。

• Jack 解释了他对尾锥存在的理解，但更喜欢没有尾锥时航天飞机的经典形象。

直播互动与观众支持

• 在直播中，Jack 感谢了支持者们，包括赠送会员的人，并表示这种互动让他感到惊讶和开心。

• 有观众询问关于航天飞机金属化瓷砖的问题，Jack 对此进行了详细解答。

航天任务中的技术细节

• Jack 提到了 Gap fillers 的作用，这些是用于填补瓷砖之间缝隙的小塑料条，以防止瓷砖间相互碰撞。

• 他分享了一次特别任务，其中宇航员 Steve Robinson 在太空行走中取出了一个突出的 Gap filler，并幽默地称之为“治愈”航天飞机。

航天飞行中的趣事

• Jack 描述了 Steve Robinson 的幽默表现，以及他如何将这一过程比作给航天飞机“看病”，增添了一丝人性化色彩。

讨论即将进行的新话题

• Jack 提到 Discord 上有关于金属化瓷砖的新信息，他希望能进一步探讨这个话题。

航天摄影的历史与重要性

航天计划中的珍贵照片

• 许多航天计划的照片因被删除而保存于历史档案中，特别是来自参与航天飞机项目的工作人员。

• 从Sha那里获得了900张美国宇航联盟的照片，这些照片将在接下来的一周内上传到LT平台。

照片展示与分析

• 这些照片展示了STS-3任务，尤其是着陆时的场景，反映出当时技术和设计的问题。

• 提到在白沙试验场（White Sands）着陆时使用的小型临时支架能够承受航天飞机前轮的重量。

白沙试验场的运作方式

• 为节省成本，设备并不是通过卡车运输，而是通过火车送往白沙试验场。

• 在加利福尼亚有专用设备，但白沙需要特殊起重机来将轨道飞行器装载到运输工具上。

航天飞机任务记录

• 第三次飞行任务持续了八天，比原定七天多一天，这是航天飞机的新纪录。

• 启动照片受到广泛喜爱，展现了发动机喷出的蓝色火焰，与其他发射相比具有独特魅力。

发射过程中的技术细节

• 现代相机技术使得拍摄航天飞机发射变得更加清晰和生动，与SLS发射平台相比，航天飞机在结构上的不同也影响了拍摄效果。

航天飞行的体验与挑战

航天飞行中的空间感受

• 讨论者提到，尽管在航天飞机的中层舱内飞行，但仍然愿意尝试，因为有小窗户可以看到外面的景象。

• 表达了对狭小空间的不在乎，认为能够乘坐航天飞机是一次难得的机会。

航天飞机上的设施问题

• 提到航天飞机上厕所的问题，在首次使用后就出现故障，影响了乘员的体验。

• 讨论了由于燃料电池的问题，导致无法获取水源，虽然有便携水，但不被信任，因此未饮用。

航空器运输方式的思考

• 讲述了运输航天器时的不同方式，并表达希望能水平运输星际飞船，这样看起来会更酷。

• 提及运输过程中可能需要特殊设备来应对转弯等复杂情况。

航空器退役与搬运机制

• 讨论者回忆起用于退役航空器（如企业号）搬运的方法，与其他航空器相似。

• 强调大吊车的重要性，并提到这些设备已为新的任务进行了改造。

发射过程中的关键时刻

• 描述发射倒计时和主要引擎点火过程，以及控制中心确认操作。

• 在通过最大气动压力（Max Q）时，确认发动机状态良好并进行推力调整。

应急措施与安全考虑

• 提出关于发射后弹射座椅使用限制的问题，并表示如果在发射后尝试弹射可能会面临危险。

航天飞机着陆过程中的挑战

航天飞机的设计与风险

• 在航天飞机的设计中，曾考虑过使用弹射座椅，但由于固体火箭助推器（SRB）仍然连接，这种选择存在很大风险。

• 发射期间可用的时间窗口非常短，因此在紧急情况下使用弹射座椅并不现实。

着陆时轮胎问题

• 着陆过程中可能是主起落架的轮胎出现了问题，历史上没有记录到鼻轮损坏的情况。

• 讨论了航天飞机最戏剧性的着陆事件，强调了着陆速度过快对安全的影响。

商店商品与支持摄影师

• 提到商店中的金属印刷品，并鼓励观众购买以支持摄影师和商店运营。

• 购买金属印刷品不仅能美化墙面，还能为摄影师提供收益，这是一个三方共赢的局面。

着陆过程分析

• 开始分析航天飞机SGS3的着陆过程，准备展示具体细节。

• 强调在复杂飞行器中，即使是微小的问题也可能导致重大后果，尤其是在高速度下。

控制系统与飞行员操作

• 讨论了航天飞机使用电传操纵系统（fly-by-wire），这在当时相对较新，需要解决控制权威性的问题。

自动驾驶与飞行测试的挑战

飞行中的自动驾驶问题

• 在飞行过程中，计算机执行降调时，飞行员却试图升调，这种循环可能导致“飞行员诱导振荡”现象。

• 测试中涉及的自动着陆功能并未在此次航班上完全实现，但进行了基本测试，人工着陆仍是主要方式。

自动驾驶的意外影响

• 此次航班中，尽管尝试手动控制，但自动驾驶系统未完全断开，直到接近着陆时才被发现。

• 由于风速原因，飞机采取了急转弯而非正常的缓慢下降方式进行着陆。

着陆过程中的独特视角

• 这是唯一一次在白沙基地（White Sands）降落，并且有两架T-38飞机伴随护航，非常罕见。

• 追踪飞机提供实时数据给指挥官和机组人员，以确保安全着陆。

航天飞机的历史回顾

• 提到哥伦比亚号航天飞机（Columbia）的热保护系统（TPS）损坏情况，并讨论了最严重的一次损坏事件。

• 描述了航天飞机在最后一次飞行前仍然存在灰尘的问题，以及与罗宾·威廉姆斯相关的幽默故事。

白沙基地的特殊环境

• 白沙基地的沙子由非常细腻的石膏组成，与普通海滩沙子不同，这对设备造成了一定影响。

Apollo 13与航天飞机的历史

Apollo 13的故事

• Apollo 13电影中，Ken Mattingly因麻疹风险未能参与任务，但他在救援过程中发挥了重要作用。

• 此次发射是航天飞机历史上首次按计划准时发射，具有极高的稀有性。

照片和社区贡献

• 一些照片并非来自NASA，而是L2社区成员上传的个人收藏，展示了珍贵的航天历史。

• 社区成员通过整理和扫描旧照片，将其数字化并分享，使得这些从未在互联网上出现过的图像得以传播。

发射视频回顾

• 视频展示了一张T38飞机降落时的美丽照片，捕捉到了精彩的角度。

• SS4发射视频显示了美国航天飞机第四次任务成功升空，画质令人惊叹。

着陆过程

• 着陆过程顺利，但事件本身引起了人们对宇航员安全通信的重要关注。

• 宇航员在自动控制下进行着陆，并准备好迎接最终着陆。

总结与反思

航天飞机项目的测试飞行与风险管理

测试飞行的必要性

• 四次航班主要是测试航天飞机的操作资产，包括远程MIP系统和返回着陆。由于仅有两名机组成员，认为要实现全面运营需要进行完整机组（通常为六到七人）的测试。

• 航天飞机作为一种全新且创新的飞行器，面临许多前所未有的挑战，因此在第四次飞行后就宣布其为“可操作”的做法值得商榷。

航天飞机计划中的创新与改进

• 讨论中提到，如果航天飞机项目能够被视为一个更具创新性的尝试，而不是在第四次飞行后就停止改进，可能会导致不同的发展结果。

• 如果继续投入资金用于改进系统，例如回收固体火箭助推器等，或许能更接近每月两次发射的目标。

风险管理与历史教训

• 对于航天飞机项目早期阶段的风险管理感到不安，尽管四次成功测试后准备进入下一阶段，但仍然认为这并不足以证明其完全可操作。

• 在不同历史时期对风险的接受程度不同，以阿波罗计划为例，当时对风险的容忍度较高，而如今则更加谨慎。

政治因素与公众形象

• 提到政治因素影响了航天计划的发展，例如为了迎合国会和公众形象而提前宣布可操作性，这种做法在当时是必要的，但也带来了潜在的问题。

未来展望与反思

• 讨论者希望未来能够吸取航天飞机项目中的经验教训，并将这些经验应用于新的太空探索任务中，以避免重蹈覆辙。

关于直播与录制视频的讨论

直播与录制视频的区别

• 提到YouTube直播中广告的问题，虽然不是他们的错，但影响了观看体验。

• 强调录制的视频将不会有广告干扰，观众可以在之后回看完整内容。

• 讨论了直播时长超出预期，实际进行了一个小时二十分钟。

感谢参与者

• 对Jack表示感谢，并提到可以围绕单个任务进行更长时间的讨论。

• Sya也表达了对参与讨论的愉悦感，并分享了自己对航天飞机时代的怀旧情感。

未来计划与主题设想

航天飞机周日活动

• 计划继续举办“航天飞机周日”活动，可能会结合博物馆展览或访谈等形式。

• 提到将探讨早期航天飞行任务，如STS-5，以及其他重要任务如哈勃望远镜发射。

现代航天飞机任务回顾

• 将考虑回顾现代航天飞机任务，包括高质量视频资料和倒计时过程。