肯尼迪航天中心

概況

肯尼迪航天中心設(shè)在美國(guó)東海岸佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角西北的梅里特島，西經(jīng)80°42′、北緯28°30′，長(zhǎng)55千米、寬10千米，占地567平方千米。這里緯度較低，向東發(fā)射可較好地利用地球自轉(zhuǎn)附加速度，主要用于小軌道傾角航天器的發(fā)射。

1949年美國(guó)在卡納維拉爾角設(shè)立了導(dǎo)彈試驗(yàn)場(chǎng)，成為美國(guó)國(guó)防部戰(zhàn)略導(dǎo)彈試驗(yàn)基地，1960年7月，美國(guó)宣布了“阿波羅”載人登月航天計(jì)劃，為了這個(gè)計(jì)劃的需求，1962年7月美國(guó)航宇局在梅里特島上開始建立土星5號(hào)運(yùn)載火箭和阿波羅號(hào)飛船發(fā)射場(chǎng)，1963年11月為紀(jì)念一周前剛剛被刺殺的約翰·肯尼迪總統(tǒng)，將此命名為約翰·肯尼迪航天中心。

肯尼迪航天中心共有14個(gè)發(fā)射區(qū)，其中多數(shù)已停止使用或拆除，目前主要用于航天飛機(jī)發(fā)射和著陸。中心目前用于載人航天的區(qū)域主要由四部分組成，即：工業(yè)區(qū)、39號(hào)發(fā)射中心、航天飛機(jī)著陸場(chǎng)、參觀中心。

工業(yè)區(qū)由組裝廠房、控制中心、氣象中心、新聞工作區(qū)組成，支援設(shè)施和管理總部也在此區(qū)內(nèi)。

39號(hào)發(fā)射區(qū)的設(shè)計(jì)采用了與以往不同的方法，取消了水平測(cè)試，把整個(gè)火箭和航天器的總裝、測(cè)試和發(fā)射前準(zhǔn)備工作集中在一個(gè)巨型廠房?jī)?nèi)在垂直狀態(tài)下進(jìn)行。僅于發(fā)射前兩周，甚至更短的時(shí)間才將組裝在一起、垂直狀態(tài)的火箭、航天器和發(fā)射臺(tái)一起運(yùn)往發(fā)射工位，在發(fā)射工位上只進(jìn)行加注推進(jìn)劑、必要的射前檢測(cè)和實(shí)施發(fā)射。

航天飛機(jī)的整個(gè)發(fā)射程序可概括為：航天飛機(jī)各部分被送至39號(hào)發(fā)射區(qū)的碼頭或機(jī)場(chǎng)，然后運(yùn)往運(yùn)載器總裝大樓，在大樓的低廠房?jī)?nèi)分別完成測(cè)試，而后運(yùn)至高廠房，并在活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)上進(jìn)行總裝、綜合測(cè)試等工作，之后，運(yùn)輸車將活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)和測(cè)試好的航天飛機(jī)一并轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射工位，進(jìn)行發(fā)射前的測(cè)試、加注并安放火工品，實(shí)施發(fā)射。

運(yùn)載器總裝大樓

該樓是火箭和航天器分級(jí)和整體裝配測(cè)試的場(chǎng)所。整個(gè)建筑由高跨、低跨兩部分廠房組成，總體積3665000立方米。高跨廠房高160米，底面積134米×156米，分4個(gè)獨(dú)立區(qū)域，兩個(gè)在建筑物的西部，稱為2工位和4工位，用于貯存和處理航天飛機(jī)外貯箱，還用于有效載荷容器的操作和固體火箭助推器意外事故的處理。靠近東側(cè)的兩個(gè)工位稱為1工位和3工位，用于在活動(dòng)發(fā)射臺(tái)上組裝整個(gè)航天飛機(jī)。低跨廠房高64米，底面積84米×134米，其中設(shè)有8個(gè)工作間，通過工作平臺(tái)對(duì)火箭各級(jí)和航天器進(jìn)行測(cè)試和準(zhǔn)備工作。

高、低工位區(qū)由通廊連接，方便航天飛機(jī)部件轉(zhuǎn)運(yùn)。

在航天飛機(jī)組裝期間，固體火箭助推器轉(zhuǎn)運(yùn)到運(yùn)載器總裝大樓后，在1或3工位起吊到活動(dòng)發(fā)射臺(tái)上。

外貯箱用駁船經(jīng)海上運(yùn)抵后，貯存到2或4工位，最后轉(zhuǎn)運(yùn)到已經(jīng)組裝好固體火箭助推器的工位，與固體火箭助推器組裝在一起。

航天飛機(jī)軌道器是最后組裝的部件，從軌道器維修廠房轉(zhuǎn)運(yùn)到運(yùn)載器總裝大樓，與組裝后的外貯箱對(duì)接在一起，構(gòu)成完整的航天飛機(jī)。

然后，對(duì)組裝完畢的航天飛機(jī)進(jìn)行檢查，履帶運(yùn)輸車開進(jìn)運(yùn)載器總裝大樓，拖起活動(dòng)發(fā)射臺(tái)與航天飛機(jī)的組合體，開始向發(fā)射工位轉(zhuǎn)運(yùn)。

運(yùn)載器總裝大樓的高工位大門總高139米，其中，低門高35米、寬59米，上門高104米、寬23米。上部有7個(gè)扇門，底部有4個(gè)扇門，11個(gè)扇門的重量分別在29噸～66噸之間，開啟它們要花費(fèi)近1小時(shí)的時(shí)間。

運(yùn)載器總裝大樓有70部電梯，有兩臺(tái)橋式起重機(jī)，起吊能力250噸。

該大樓設(shè)計(jì)能夠抵抗每小時(shí)200千米的強(qiáng)風(fēng)，在每小時(shí)100千米強(qiáng)風(fēng)作用下，頂部晃動(dòng)不超過15厘米。

活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)

活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)具有三重作用：在運(yùn)載器總裝大樓內(nèi)，它作為一個(gè)裝配平臺(tái)，航天飛機(jī)豎立在上面，進(jìn)行裝配和測(cè)試；在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，它作為基座，馱負(fù)著航天飛機(jī)移動(dòng)；它也是發(fā)射平臺(tái)，航天飛機(jī)在其上面進(jìn)行推進(jìn)劑加注、射前檢查、點(diǎn)火和發(fā)射。

活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)基體由兩層鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)成，長(zhǎng)49米、寬41米、高7.6米，有20多個(gè)房間，包括機(jī)械設(shè)備間、操作支援間、通信電視間和其它設(shè)備間。平臺(tái)上有4個(gè)支撐臂，用來支撐航天飛機(jī)。還有兩個(gè)長(zhǎng)4.6米、寬2.7米、高9.4米的勤務(wù)臺(tái)，為航天飛機(jī)提供與地面設(shè)備的電、氣、液連接。

活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)凈質(zhì)量4190噸，裝載未加注推進(jìn)劑航天飛機(jī)時(shí)總質(zhì)量5450噸，航天飛機(jī)加注推進(jìn)劑后活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)承重總質(zhì)量達(dá)6220噸。

在運(yùn)載器總裝大樓或發(fā)射工位，活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)由8根長(zhǎng)7米的鋼鐵柱子支撐。

在執(zhí)行阿波羅飛船-土星5號(hào)運(yùn)載火箭任務(wù)時(shí)，活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)上有臍帶塔，塔上有9個(gè)通往飛行器的擺臂，17個(gè)工作平臺(tái)以及推進(jìn)劑、氣體、電氣和儀器系統(tǒng)的分配管線。

活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)上安裝有激光定位系統(tǒng)，使航天飛機(jī)準(zhǔn)確地定位在發(fā)射工位上。

履帶運(yùn)輸車

履帶運(yùn)輸車是世界上最大的陸地運(yùn)輸車之一，它的作用是將活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)連同其上的航天飛機(jī)一起牽引至發(fā)射工位。

履帶運(yùn)輸車長(zhǎng)41.2米、寬34.7米，自重2720噸，運(yùn)行總質(zhì)量超過8160噸，負(fù)載行駛速度為1.6千米/小時(shí)，空載行駛速度為3.2千米/小時(shí)。運(yùn)輸車底盤每端各設(shè)一個(gè)駕駛室，在每個(gè)履帶上方設(shè)有一個(gè)液壓千斤頂，上下活動(dòng)在5厘米以內(nèi)，用以保持航天飛機(jī)始終處于垂直狀態(tài)（至發(fā)射工位道路有5％的坡度）。動(dòng)力裝置是4臺(tái)1000千瓦柴油發(fā)電機(jī)，通過16臺(tái)牽引馬達(dá)驅(qū)動(dòng)4套雙軌履帶。用兩臺(tái)750千瓦柴油發(fā)電機(jī)給調(diào)平、起重、轉(zhuǎn)彎、照明、通風(fēng)系統(tǒng)供電。它的每條履帶由57塊履帶板組成，每塊板長(zhǎng)0.3米、寬2.3米，重約450千克。

肯尼迪航天中心的39號(hào)發(fā)射區(qū)，有39A和39B兩個(gè)相同的發(fā)射工位，從運(yùn)載器總裝大樓到39號(hào)發(fā)射工位的道路是為履帶運(yùn)輸車特殊設(shè)計(jì)的，兩條寬12米的路，中間隔15米，至39A全長(zhǎng)5.5千米，至39B 6.8千米。

39號(hào)發(fā)射工位

39號(hào)兩個(gè)發(fā)射工位相距2657米，每個(gè)占地約0.6平方千米，39A海拔15米，39B海拔17米。發(fā)射工位主要由勤務(wù)塔、臺(tái)座、地下室、排煙道、推進(jìn)劑貯罐和照明設(shè)備等組成。

勤務(wù)塔由固定勤務(wù)塔和活動(dòng)勤務(wù)塔兩部分構(gòu)成，固定勤務(wù)塔高81.3米，其上有長(zhǎng)24.4米的避雷針，活動(dòng)勤務(wù)塔高57.6米。勤務(wù)塔上有5層封閉式工作平臺(tái)，有置于航天飛機(jī)外貯箱頂上用于防止結(jié)冰的氣氧排放收集臂（以每分鐘11千克的熱氮?dú)饬飨蚺艢饪冢c-180℃的氧氣混合，以免結(jié)冰），有用于航天員進(jìn)出軌道器的通道臂，有用于燃料電池維護(hù)和生命保障功能的中部機(jī)身臍帶裝置，有在垂直狀態(tài)裝載有效載荷的有效載荷裝載間。

活動(dòng)勤務(wù)塔沿著半徑為36.6米的半圓形軌道可以開啟120度。

臺(tái)座由52000立方米混凝土鑄成，上面支撐勤務(wù)塔和發(fā)射臺(tái)。下面是由電子設(shè)備終端間、環(huán)境控制設(shè)備間、高壓氣貯存系統(tǒng)室、航天員及工作人員緊急避難間等構(gòu)成的地下室。還有高13米、長(zhǎng)29米、寬18米的排煙導(dǎo)流槽，以及固體火箭助推器發(fā)動(dòng)機(jī)和軌道器主發(fā)動(dòng)機(jī)兩個(gè)排煙道。

為了保護(hù)發(fā)射結(jié)構(gòu)免遭發(fā)動(dòng)機(jī)工作產(chǎn)生的強(qiáng)烈聲壓損壞，設(shè)置了高88.9米、能夠容納1135000升水的貯水箱，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后向發(fā)射臺(tái)及導(dǎo)流槽表面大流量噴水。

巨大的液氧貯罐在發(fā)射工位的西北角，貯存3406500升液氧，溫度為-183℃。

液氫貯罐在發(fā)射工位的東北角，貯存3218250升液氫，溫度為-253℃。

在發(fā)射工位周圍共有5組、40盞高亮度探照燈，為場(chǎng)地提供照明。

緊急逃逸系統(tǒng)可以提供發(fā)射塔架上21個(gè)人緊急撤離，航天員乘坐繩索滑道吊籃可以迅速撤離至掩體內(nèi)。

發(fā)射控制中心

發(fā)射控制中心樓在運(yùn)載器總裝大樓的東南方，通過一條長(zhǎng)48米的通道與運(yùn)載器總裝大樓相通，共有4個(gè)控制間，其中3個(gè)控制間內(nèi)的儀器與運(yùn)載器總裝大樓的高跨工作間相連。中心計(jì)算機(jī)和控制臺(tái)都和總裝大樓里或發(fā)射工位上的航天飛機(jī)直接連接，在測(cè)試、推進(jìn)劑加注以及發(fā)射期間，控制人員可以直接或通過電視監(jiān)視并進(jìn)行控制。在發(fā)射期間，62臺(tái)電視攝像機(jī)為在發(fā)射控制中心內(nèi)的100塊屏幕提供閉路圖像。

發(fā)射控制中心的參觀區(qū)與控制間用透明玻璃隔開。

氣象中心

氣象中心為發(fā)射任務(wù)提供氣象預(yù)報(bào)，特別是負(fù)責(zé)發(fā)布對(duì)發(fā)射構(gòu)成重大影響的狂風(fēng)、閃電和大雨警報(bào)，并負(fù)責(zé)作出毒性燃料和放射性材料的擴(kuò)散預(yù)報(bào)。

軌道器維修廠房

軌道器維修廠房在運(yùn)載器總裝大樓西北，用于對(duì)從太空返回的軌道器進(jìn)行檢查、分解和維修，內(nèi)有一個(gè)高工位區(qū)和兩個(gè)低工位區(qū)。高工位長(zhǎng)60米、寬46米、高29米，面積2694平方米，有27噸橋式起重機(jī)，起吊高度20米，一個(gè)主橋和2個(gè)旋轉(zhuǎn)橋提供各種接近軌道器方式。

還設(shè)有固體火箭助推器處理廠房，原設(shè)計(jì)航天飛機(jī)發(fā)射后固體火箭助推器殼體回收，在這里分解與清洗，然后重新使用，但是至今也沒敢重復(fù)使用過。

著陸場(chǎng)

航天飛機(jī)著陸場(chǎng)位于運(yùn)載器總裝大樓西北約3.2千米處，跑道長(zhǎng)4572米、寬91米，通過一條柏油路與軌道器維修廠房相連。如果因天氣原因航天飛機(jī)降落在西海岸的范登堡空軍基地，它就由波音747背負(fù)運(yùn)送到這里。

參觀中心

肯尼迪航天中心有一個(gè)由幾個(gè)博物館、電影院組成的參觀中心，在這里不但可以近距離觀看各種火箭和航天器實(shí)物，親身體驗(yàn)航天場(chǎng)景，還可以參觀包括39號(hào)發(fā)射區(qū)、運(yùn)載器總裝大樓在內(nèi)的肯尼迪航天中心主要設(shè)施，還可以安排同航天員合影。這里還有一個(gè)太空紀(jì)念鏡，是刻有殉職航天員名字的巨大黑色花崗巖鏡，以紀(jì)念他們?yōu)槿祟愄剿魈账龀龅耐怀鲐暙I(xiàn)。