航天飞机轨道器

航天飞机轨道器是航天飞机的飞机部件，是一个部分可重复使用的轨道航天器系统，是已停止的航天飞机计划的一部分。

从1977年到2011年由美国运营，该飞行器可以携带宇航员和有效载荷进入低地球轨道，进行太空操作，然后重新进入大气层，作为滑翔机降落，将其船员和任何机载有效载荷返回地球。

共建造了六架轨道飞行器用于飞行。企业号、哥伦比亚号、挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号和奋进号。所有这些都是由位于宾夕法尼亚州匹兹堡的罗克韦尔国际公司在加利福尼亚的帕姆代尔建造的。

第 一个轨道飞行器，企业号，在1977年进行了首飞。它是一个无动力的滑翔机，由一架改装的波音747客机携带，称为航天飞机运载机，并进行了一系列的大气层测试飞行和着陆。企业号在完成关键测试后被部分拆卸并退役。其余的轨道器是完全可操作的航天器，并作为航天飞机堆的一部分被垂直发射。

哥伦比亚号是第 一个具有太空价值的轨道器；它在1981年进行了首次飞行。

挑战者号、发现号和亚特兰蒂斯号分别于1983年、1984年和1985年发射。

1986年，挑战者号在其第10次发射后不久在一次事故中被摧毁。

奋进号作为挑战者的继任者被建造，并在1992年首次发射。

2003年，哥伦比亚号在再入大气层时被摧毁，只剩下三个轨道器。

发现号在2011年3月9日完成了它的最后一次飞行，奋进号在2011年6月1日完成了它的最后一次飞行。

阿特兰蒂斯号于2011年7月21日完成了最后一次航天飞机飞行，即STS-135。

除了机组人员和有效载荷外，可重复使用的轨道器还携带了航天飞机系统的大部分液体推进剂火箭系统，但其三个主要火箭发动机的液氢燃料和液氧氧化剂都由外部低温推进剂罐提供。

此外，两个可重复使用的固体火箭助推器（SRB）在发射的前两分钟提供了额外的推力。

轨道飞行器本身确实为其反应控制系统（RCS）推进器和轨道机动系统（OMS）发动机携带了高浓缩推进剂。

航天飞机轨道器的大小与麦道DC-9差不多，其设计类似于飞机，有一个标准外观的机身和两个双三角翼，两个后掠翼的内前缘角度为81度，外前缘角度为45度。

轨道飞行器的垂直稳定器的前缘是以45度角向后掠过的。

三角形机翼的后缘安装有四个升降机，在垂直稳定器的后缘安装有方向舵和速度制动器组合。这些与位于主发动机下方的可动体襟翼一起，在返回的后期阶段控制轨道器。

反应控制系统（RCS）由44个小型液体燃料火箭推进器及其非常复杂的飞线式飞行控制系统组成，该系统利用计算密集的数字卡尔曼滤波。

这个控制系统在发射、入轨和返回的所有飞行阶段沿俯仰、滚动和偏航轴进行常规姿态控制。

这个系统还执行任何需要的轨道机动，包括所有改变轨道的高度、轨道平面和偏心率。这些都是需要更多的推力和冲力的操作，而不是单纯的姿态控制。

反应控制系统的前部火箭，位于航天飞机轨道器的机头附近，包括14个初级和两个游标RCS火箭。后方的RCS引擎位于轨道器后部的两个轨道操纵系统（OMS）吊舱内，每个吊舱内包括12个初级（PRCS）和两个游标（VRCS）引擎。

PRCS系统提供了轨道器的指向控制，而VRCS则用于在与国际空间站，或以前与和平号空间站的交会、对接和脱钩机动中进行精细的机动。

在返回地球大气层的大部分时间里，RCS也控制着轨道器的姿态--直到空气变得足够稠密，使方向舵、升降舵和机身挡板变得有效。

orbiter/s的OMS和RCS燃料是单甲基肼（CH3NHNH2），而氧化剂是四氧化二氮（N2O4）。这种特殊的推进剂组合具有极强的反应性，在相互接触时自发点燃（高热）。

这种化学反应（4CH3NHNH2 + 5N2O4 → 9N2 + 4CO2 + 12H2O）发生在发动机的燃烧室内。然后反应产物在发动机喇叭口中膨胀和加速，以提供推力。