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标题: 航天飞机三十年1——英雄谢幕 [打印本页]
作者: bayer    时间: 2012-5-16 18:43
标题: 航天飞机三十年1——英雄谢幕
本帖最后由 bayer 于 2012-7-14 19:57 编辑 + V, y8 w& n5 G3 q$ L$ n0 O; t* U" l

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发射时间：2011年7月8日11:29，任务编号：STS-135，指令长：Chirs Ferguson ，阿特兰蒂斯号的最后一次飞行 。! K- d5 u3 F0 `  b- \# z. N
太空竞赛
“从波罗的海边的什切青到亚得里亚海边的的里雅斯特，一副横贯欧洲大陆的铁幕已经拉下”，铁幕两边的两大阵营展开疯狂的军备竞赛，“像生产香肠一样生产导弹”。双方在太空领域也展开了全面的竞争，前期苏联人全面领先：1957年10月4日发射了第一颗人造卫星——史泼尼克，11月3日将狗送入空间轨道；1961年4月12日，尤里·加加林乘坐东方号完成了人类历史上第一次载人宇宙飞行；1965年3月18日，列昂诺夫走出上升2号，在舱外活动了23分41秒，完成了人类第一次太空行走。4 c% U2 |& g  H1 _$ g( C, {
为了挽回颓势，美国启动了浩大的阿波罗登月计划，1969年7月20日2点56分，尼尔·阿姆斯特朗（Neil Armstrong）和巴兹·奥尔德林（Buzz Aldrin）走出阿波罗11号登月舱，人类第一次踏上了月球，美国重新夺回了太空竞赛的头把交椅。2 z. E! P6 L! Y1 p( S
苏联人则开始走背运，R16事故、科罗廖夫和加加先后离世，N1火箭连续试射失败，使得苏联放弃登月计划转而将注意力放在更具有实用价值的载人航天器和空间站上，联盟系列飞船和礼炮系列太空站不断升空。0 B! z( _; @9 ~
针锋相对的美国人开始研制可以重复使用的太空运载系统（STS）——航天飞机计划。
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看看这张图就不难想见当时竞争的激烈程度
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从银鸟到航天飞机
在航天飞机前，美国和苏联一样使用太空船运送航天员。NASA预计随着太空资源的大规模开发和利用，尤其是大型空间站建成后，航天发射将常态化达到一年十几次甚至几十次。但是太空船和运载火箭都是一次性的，每次发射需花费数千万美元，年发射费将达到几十亿美元，即便是财大气粗的美国佬也难以承受。为了大幅度降低航天发射费用，NASA开始研制以火箭发动机作为动力，既可以运送人员器材进入太空又可以像普通飞机一样返回地面，反复使用的太空运载系统（STS）——航天飞机。& k* x& h  y  p: g
银鸟! K  c5 _1 `4 q: u" g
早在上世纪二十年代，奥地利科学家尤金·桑格尔（Eugen Sänger）提出了高空高速火箭飞行器概念，靠火箭发动机的强大推力爬升至大气层的边缘，利用高空和太空之间的密度差“打水漂”，进行跳跃式弹道飞行。1933年，桑格尔领导的德国团队提出了银鸟高超音速轰炸机计划，准备用来轰炸美国本土。
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桑格尔和他的银鸟
X系列验证机+ x$ g) {  T% L0 T) \' g
二战后美国在获得了相关资料后，在1947年制造了X-1验证机，开始进行高超音速领域的研究。/ ~5 ]3 O( ^5 H7 r4 r7 j6 x
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X-1
六十年代NASA联合美国军方陆续制造了X-15、X-20、X-23、X-24验证机。X-15装备两台火箭发动机，由B52作为载机。在长达近十年的飞行生涯中，X-15创造了6.72马赫、108000米的速度和升限记录，它的几乎涉及了高超音速研究的所有领域，为水星、双子座、阿波罗和航天飞机计划打下了坚实的基础。X-20是波音为美国空军设计的载人航天轰炸机，以大力神火箭做载具送入地球轨道，虽然由于种种原因最终被放弃，但从某种意义上说它是航天飞机的雏形。X-23和X-24则用来验证再入大气层控制翼面和升力体技术验证。这些验证机的设计制造为航天飞机计划的顺利实施提供了很多宝贵的经验。至此，航天飞机的技术储备基本完成。
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X-15
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X-20

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X-23
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X-24A/B
闪耀登场1 P  o" Q' S+ d! o
在阿波罗登月计划行将结束时，航天飞机计划开始提上NASA的议事日程。经过多次选型，最终麦道和北美-罗克韦尔联合方案中标。
7 ?3 z" [, e8 N0 @" H4 Z6 G+ ^1972年，尼克松总统签署命令，太空运载系统计划正式立项。
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, q  n0 f' u2 h. H整个太空运载系统由航天飞机（OV）、外贮箱（ET）和固体助推火箭（SRBs）三部分组成。& Z( w) u- q! O$ U, }
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外贮箱长47米直径8米，前部为液氧箱后部为液氢箱，为航天飞机主发动机提供燃料，发射后8.5分钟与航天飞机分离。固体助推火箭一共两枚，每枚长45米直径4米，推力1315吨。在航天飞机升至50千米高空后分离，打开头锥中的降落伞减速降落，降落在大西洋上，由军舰回收后重复使用。* \- u# K' `. T5 p
航天飞机长37.24米高17.27米，分为三段——前部为乘员增压舱，在舱内可穿普通服装工作和生活，一般情况下可容纳7人，紧急情况下可容纳10人；中部为长18米宽4.5米货舱，还有1个乘员控制的长19.7米遥控机械臂，在失重条件下有效载荷10吨；后部装有三台主发动机、两台轨道机动发动机和反作用控制控制系统，轨道机动发动机为航天飞机提供进入轨道、进行变轨机动和对接机动飞行以及返回时脱离轨道所需要的推力，反作用控制系统用来保持航天飞机的飞行稳定和姿态变换。机身表面覆盖3万多块陶瓷隔热瓦，能经受再入大气层时摩擦产生的数百度的高温。除了多次往返使用之外，航天飞机一次可以运送7名航天员外加29.5吨的货物进入太空（“挑战者”号失事后，为安全起见降为24.4吨），在返回时可把16吨的有效载荷从轨道上运回。这意味着航天飞机可以直接将神舟号或者俄罗斯的联盟号飞船直接运上太空，由航天员对太空飞行器进行检修或者捕获太空中的其他飞行器带回地球。它不用每次执行任务就要使用一个新火箭，只要给航天飞机准备好助推火箭和外贮箱，装上货物就能上天，可以承担高密度发射。
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发射过程

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NASA七兄弟
NASA一共制造了七架航天飞机，号称NASA七兄弟。) u  N8 G1 T6 _5 c/ I. F: {/ f4 C

7 i7 h# J" G  o3 F+ r2 \没上过太空的企业号; [* O, w9 ]3 U
1976年9月17日，第一架航天飞机——编号OV-101的“企业”号完成总装，离开出生地加州棕榈谷来到肯尼迪空军基地开始它的职业生涯。喜欢星际迷航的朋友想必都对这个名字非常熟悉，没错，它的名字来自联邦企业号（USS Enterprise NCC-1701），看来起名字的人也是个GEEK，与它同名的还有至今仍在服役的美国海军企业号航空母舰（USS Enterprise CVN-65）。本来企业号是计划继哥伦比亚号后上天的，但后来NASA改了主意，把它变成了测试平台（STA-101），于是企业号先是被747背着飞来飞去，接着又做返回着陆测试，还多次被竖起配上燃料箱和助推火箭做发射测试，但是却没有机会进行一次真实的倒计时，像企业号星舰那样遨游太空。1984年企业号退休，成为国家航空与太空博物馆的馆藏。' m9 s" c+ l' p0 K8 `
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各种企业号

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Nimoy版Spock最有爱了
不会飞的开路者号0 h) l( c! l* H! F
开路者号（OV-098）其实一个钢筋木板构建的航天飞机模型，主要用来代替企业号做一些简单测试，现在在美国太空及火箭中心展览。
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悲情哥伦比亚号和挑战者号/ l6 d9 j7 Y4 F- P( l# v0 Q
哥伦比亚号(OV-102)是第一架正式服役的航天飞机，1981年4月12日首次升空。它的名字来自第一艘环球航行的美国籍船只——哥伦比亚号帆船。在22年的职业生涯中，它执行过28次任务绕地球4808圈总飞行距离超过2亿公里。它的最后一次飞行从一开始就很不顺利，由于各种技术故障和飞机调配等因素，原定2001年的飞行被推迟到2003年，在执行完任务返航途中，由于隔热瓦脱落导致它在德克萨斯上空爆炸解体，7名成员全部遇难。
0 y% h( V+ B3 L- h5 ?- C- t, F挑战者号(OV-099)，原计划作为测试机（STA-099），后来和企业号换了个个儿，成为第二架升空的航天飞机，在1986年1月28日执行第十次任务时，由于右侧火箭助推器上的一个O型垫圈失效导致连锁反应，在升空后73秒爆炸解体，7名成员全部遇难。% E  y$ i5 O- f9 z
这两次事故和阿波罗1号大火被并称为美国航天史上三次最大灾难，2006年1月28日，肯尼迪航天中心举行活动纪念这些为人类探索太空献出生命的英雄。
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哥伦比亚号罹难船员

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挑战者号罹难船员  

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' O# D4 R. V- u! S' S6 z% @9 W低调靠谱的发现号和阿特兰蒂斯号
# J! E5 I9 R7 w; w发现号(OV-103)和阿特兰蒂斯号(OV-104)是姊妹机，属于进过改进的第二批次航天飞机。+ F$ {% D7 Z* n
发现号是七兄弟里的“关键先生”，挑战者号和哥伦比亚号发生意外之后的首次升空任务都是由发现号执行的，展示了美国在重大挫折后重返太空的决心和勇气，为NASA重新赢得公众信任立下了汗马功劳。著名的哈勃望远镜和尤利西斯太阳探测器以及世界上年龄大的航天员——77岁的约翰·格伦也都是搭乘它进入太空的。6 j5 ~( y1 G* U1 ]. |
阿特兰蒂斯号的名声可能没有它的哥哥响亮，但是也一样执行过很多重要的任务。麦哲伦号金星探测器、伽利略号木星探测器、康普顿伽马射线观测器都是由它送入太空的，阿特兰蒂斯号还是第一架和和平号空间站对接的航天飞机。5 @# p9 Y" D" v! L3 T

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意外带来的小兄弟奋进号8 o* L0 l7 B0 _1 S+ _6 c
奋进号(OV-105)是七兄弟里最小的一个，诞生于上世纪九十年代初，是NASA为了填补挑战者号坠毁后的空缺，利用发现号和阿特兰蒂斯号生产的备用零件拼装出来的。由于是最新机型，在建造工程中进行了重大改良。由于出生地晚，奋进号执行的任务次数要远少于两个哥哥发现号和阿特兰蒂斯号，主要就是搭建国际空间站。2007年8月奋进号执行第二十次任务时，被发现机身隔热瓦破损，让人们为它捏了一把汗，不过万幸没出什么差错。
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壮志未酬身先死的暴风雪号
/ N* ~) N; w# [) l这架翅膀上涂有红旗和CCCP字样的航天飞机叫暴风雪号（Буран）来自前苏联，是暴风雪计划中5架航天飞机的首机。
; O: Y' G) d' R+ l, [' |6 z1988年11月15日于拜科努尔发射场首次升空，可惜生不逢时赶上苏联解体，只飞行了一次就被封存在拜科努尔的机库里，2002年由于机库坍塌而损毁。它的兄弟们没有组装完成就被放弃了。% E; |7 l" D# u7 t- o* c

2 _' K) t, R" v) {0 R  r4 A8 L世界最大的运输机安-225就是专门为暴风雪计划设计建造的，它长84米，翼展88米，最大起飞重超过600吨，货仓一次可以装载16个集装箱。在灾难电影《2012》里面我们能看到它的雄姿。
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后航天飞机时代
5 U( M2 z! U# ?$ j( v; G. b   随着美国航天飞机的使用寿命行将到期，出于成本和安全的考虑，奥巴马政府决定到2011年将现有的三架航天飞机全部退役，转而将目光投向更为纵深的小行星和火星，提出了载人探索飞行器（CEV）——猎户座计划，计划于2015年进行首次发射。同时鼓励个人和私人企业参与近地轨道飞行器项目的研发，借此有效降低跨大气层飞行的成本。
  z: Z) }& a  _2 m美国人几十年来通过使用航天飞机获得大量的多次往返大气层和高超音速飞行的实际经验也没有浪费，国家空天飞机项目（NASP）相关的X-37、X-38、X-39、X-40、X-41、X-42系列验证机和高超音速试验计划（Hyper-X）X-43、X-51系列验证机就是已经多次试飞，超燃冲压发动机开始从图纸走向实用化。9 B& ?7 f  L9 ~6 R' P! k" {- d

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赢得过安萨里X大奖的SpaceShipOne太空飞机

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1 ?8 _) q2 h5 i* b结语
6 e: o/ _# k# Z) E/ V- ^- n' [30年，航天飞机完成了它的历史使命逐渐淡出历史舞台，但是人类探索太空的脚步并不会因此停息。通过航天飞机积累的技术资料和设计经验逐步应用到新一代的亚轨道飞行器设计中，为航空航天事业继续做出贡献。相信在不久的将来，随着空天一体化技术的成熟，北京到纽约两小时直达将不再是梦想。
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最后，以为太空探索而献身的挑战者号宇航员、女教师麦考利夫最喜欢的《高飞（High Flight）》作为结尾：
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& B  W' I) ~5 ?% S/ VOh! Ihave slipped the surly bonds of Earth; y0 C  i: B2 T' A
Anddanced the skies on laughter-silvered wings;
) R3 @, A' F5 a. N+ d! j/ A; GSunwardI’ve climbed, and joined the tumbling mirth of sun-split clouds, — and done ahundred things; h* l  l3 {* D, B
You havenot dreamed of — wheeled and soared and swung
3 c1 G; C" X2 y) KHigh inthe sunlit silence. Hov’ring there,
& O( _% \2 h/ I+ y" E' n* X2 aI’vechased the shouting wind along, and flung+ A, J% v0 P: G& w# m/ `; a( P  C
My eagercraft through footless halls of air….
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1 B+ `6 Z. o6 h8 s# }0 P# kUp, upthe long, delirious, burning blue
* w7 [  T% D* fI’vetopped the wind-swept heights with easy grace.* Z' u7 _0 K5 p
Wherenever lark or even eagle flew —
. P! y2 o7 e5 ?3 HAnd,while with silent lifting mind I’ve trod+ n+ Q9 t: i3 s1 h
The highuntrespassed sanctity of space,
" K" i7 G* @" H+ W: \7 x4 [Put outmy hand, and touched the face of God.
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啊！挣脱大地的沉重束缚
4 }3 l  j3 z% l4 f( K展开银翼在蓝天中欢畅的翩翩起舞
/ U  S5 q! L+ l* s迎着太阳攀升
8 W, c9 d; _$ a) R6 U在洒满阳光的云层中无数次快活地翻转回旋
9 G- _" d8 ~9 o4 M7 a在难以言喻的透亮寂静中
1 g5 z( B# D. Y( p/ l: O盘旋，疾升，摇摆. C. A+ A# S9 j6 O( O; _1 @
急追那咆哮的风5 Q1 _% N1 g  v7 R; @' q7 ?. ]" T: k) K
带着热望穿过那空气筑就的圣堂……
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攀升，在狂喜中沿着这无垠的碧空攀升
, J' w' b4 m% V  g: r从容优雅地立于风顶云尖
2 j% ]" F* I9 I$ m' w9 s这里未曾有过云雀雄鹰足迹
& ?+ u7 y/ ?- N5 ]# l在这静谧的圣洁中
8 c5 l& x! S3 r$ |感受主的照拂
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作者: bayer    时间: 2012-5-16 18:46
本帖最后由 bayer 于 2012-5-16 18:55 编辑 & g+ g0 y4 p/ f" O

7 o, {  u# B/ f头一次在爱吱声发帖，字体和图片都不太会弄，内容也有很多疏漏的地方，还请大家多多见谅! i% E6 \( B8 l$ k4 f) G

0 w8 ~( N6 K5 i( t7 p再弱弱的问一下，哪位帅哥美女能邀请我一下？
作者: 猫元帅    时间: 2012-5-16 20:43
美国的航天飞机每次任务都要两个女的一个黑的么？
作者: 霜迹板桥    时间: 2012-5-16 22:46
问一个地方& @' d2 m" v1 i6 Y0 L! v& z
Endeavour是奋进号，但enterprise也能翻译成奋进号,这两兄弟咋回事？
作者: 不爱吱声    时间: 2012-5-17 00:53
本帖最后由 不爱吱声 于 2012-5-16 10:54 编辑 - e& C6 E+ F- @3 F& I  s6 z

5 V2 a* U3 d8 g图文并茂的好文章
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载人探索飞行器（CEV）和航天飞机的主要区别在哪里？
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7 H& [' v* e( u7 M( D6 M另，我来邀请你，给你升级了。
作者: 兜胖胖    时间: 2012-5-17 01:33
霜迹板桥 发表于 2012-5-16 14:46
# ~8 }% q2 i5 ]# K问一个地方5 n5 h; v$ i7 T3 ~
Endeavour是奋进号，但enterprise也能翻译成奋进号,这两兄弟咋回事？ ...
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这样翻的很少吧，一般约定俗成都是翻成企业号了，偶尔有翻成进取号，翻成别的那都是对背景不熟悉，这是美国海军的功勋舰名了，一共有过八艘战舰使用传承过enterprise这个名字
作者: 兜胖胖    时间: 2012-5-17 01:41
不爱吱声 发表于 2012-5-16 16:53 ) t! ?& V! z; L" u6 [+ u' w4 X
图文并茂的好文章1 }) N. z7 E% B* A2 I

/ `# v. v2 Q  K8 q/ y4 }( R- n载人探索飞行器（CEV）和航天飞机的主要区别在哪里？

9 N4 ]: Y. m2 F2 W) o6 m7 CCEV更类似于中俄的航天飞船，算是一种从先进的升力体航天飞机的技术后退
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4 h. [/ m  }6 f5 f! L从目前的规划看，是乘员舱和载荷仓分开发射，然后在轨道上再会合
作者: Highway    时间: 2012-5-17 06:48
我们家附近就有好几个飞行员，至少我知道两个人上过天。一个是我女儿同学的妈妈（很酷，还给我们签名来着），另外一个是我朋友的邻居。这家伙是个墨西哥裔，上天以后受到无数鲜花贺礼，墨西哥总统还给发贺电什么的。: w- F6 o% q- M# d) Z/ l
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我们小区的网球场边上还有两个小小的墓碑，就是为两次航天飞机空难而立的。
作者: 虎痴    时间: 2012-5-17 09:06
人类的对太空的探索这些年满了许多阿！
作者: 猫元帅    时间: 2012-5-17 09:36
Highway 发表于 2012-5-17 06:48 # ^" ^$ F. G# g- Y
我们家附近就有好几个飞行员，至少我知道两个人上过天。一个是我女儿同学的妈妈（很酷，还给我们签名来着） ...

' K! y$ F, ~3 v" I+ q/ p* i# w! t为什么你们那里会有两次航天飞机空难的纪念碑？是宇航员的家乡么？
作者: 猫元帅    时间: 2012-5-17 10:05
感觉美国对航天飞机期望过高。或者说实际使用发现并不如预期的那么方便快捷有效。
作者: David09    时间: 2012-5-17 11:03
谁来给大家详细讲讲替代航天飞机的技术啊...
作者: 爱思伯爵    时间: 2012-5-17 11:19
向英雄致敬！
作者: 机器猫    时间: 2012-5-17 14:57
最后那架航天飞机决定退役后放哪里了么？
作者: MacArthur    时间: 2012-5-17 22:15
兜胖胖 发表于 2012-5-16 12:33
* a$ p) d$ E# F$ W+ o. R  v  A) x这样翻的很少吧，一般约定俗成都是翻成企业号了，偶尔有翻成进取号，翻成别的那都是对背景不熟悉，这是美 ...
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“Enterprise” 和 “Endeavour” 都有努力奋斗的意思，但是“Endeavour”更着重于过程描述，Trying to do something。。。 而“Enterprise”则更强调其目的性：Trying for something very important or difficult' h, L# Q+ k7 h$ [

4 |9 q8 Z* X! f+ l“企业”是一个从日文引进的名词。原意“企划大业 -- 精进奋取”，更符合“Enterprise”的本意。。。 可惜在汉语里慢慢失去这层含义，仅仅成为“公司”的同义词。。。2 p# K. f2 H; T1 F4 m* H) Z
作者: MacArthur    时间: 2012-5-17 22:18
机器猫 发表于 2012-5-17 01:57
& ?3 S1 [* t3 o最后那架航天飞机决定退役后放哪里了么？

7 F2 t: `, d8 T4 c3 {Endeavour将送到洛杉矶California Science Center
作者: 瓦片儿匠    时间: 2012-5-18 09:01
我记得原苏联还有一架雪豹号，也曾经由安225驮着参加过某年的航展3 K8 \+ Q( R+ R" S  _
作者: 包子    时间: 2012-5-19 02:07
好像出事的航天飞机都是两个女的加一个黑的，难道惊人的巧合？
作者: 东湖珞珈    时间: 2012-5-23 03:15
休斯顿的NASA约翰逊太空中心南门旁边有个小树林，里面的每一颗树代表着一位自六十年代以来事故中去世的宇航员。那个树林估摸着有几十颗树吧。
作者: 空山小径    时间: 2012-5-24 11:42
这种玩意儿，MD也玩儿不起了。
作者: groovy26    时间: 2012-7-13 15:59
An225的第二张配图有问题，那是一架An124，可由中置垂尾看出。
作者: bayer    时间: 2012-7-13 17:28
groovy26 发表于 2012-7-13 15:59 ) x) A9 ~$ R( \& l4 |$ U
An225的第二张配图有问题，那是一架An124，可由中置垂尾看出。
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这个还真没注意到  不好意思
作者: holycow    时间: 2013-1-6 09:01
这一票上过太空的航天飞机都是以历史上著名的考察船命名的：$ ~4 D5 [: d7 x0 Z: X* _: E9 u2 Y
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哥伦比亚 -- 格雷船长勘察现今哥伦比亚河流域的座舰6 n+ O/ b' E' n/ L2 ]/ T, I
挑战者 -- 英国海军的海洋考察船" ^( B3 X1 G0 y) q7 V" Q7 Q: ~/ o' k
发现、奋进 -- 库克船长考察船队中的两艘) j" ~' B# ?" I
亚特兰提斯 -- 上世纪30-60年代一艘著名的海洋考察船
作者: 的名    时间: 2013-1-30 06:08
Highway 发表于 2012-5-16 17:48
# r5 l! _/ c* B4 w4 C4 G- M我们家附近就有好几个飞行员，至少我知道两个人上过天。一个是我女儿同学的妈妈（很酷，还给我们签名来着） ...

4 G: R2 f/ h9 f* `) JHighway家在Titusivlle或是Cocoa吗？
作者: 橘子和枪    时间: 2013-2-4 12:24
第一个人造卫星Sputnik一般可以翻译成，旅伴，伴侣，或者干巴巴的人造卫星一号，
' z/ V- \) z3 x8 ~2 c- T! G% s  i这个名字实际上还是很有深意的，谁说毛子们没有一点浪漫气息。, X$ U% U+ ]3 s; |6 x0 P0 q
翻译成史泼尼克也实在太难听了，完全没了毛子们的原意，
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