航天飞机起飞降落全过程
在轨道上,航天飞机机背朝向地球飞行,在失重状态的宇航员不会有倒置的感觉。返回时,航天飞机将先改为尾部朝前,开始减速和下降,然后翻大半个跟斗,形成机腹朝向地球,机头重新朝前的昂头姿态,约25分钟后进入大气层高层,这时速度28000公里/小时,机体温度达1650℃,周围的大气被高温电离,使无线电通讯中断12分钟,称为“黑障”。
进入约122公里较稠密的大气层后,虽然速度仍高达24.6倍音速,机头和机翼前缘温度仍达1500℃,但三角翼开始产生足够升力。在102公里高度,气动翼面开始起作用,航天飞机开始像飞机一样进行一系列S形倾斜转弯,进一步减速,但仍由飞行控制计算机操纵。在80公里高度向右首次转弯,航天飞机减速到24倍音速,67公里向左第二次转弯减到18倍音速,“哥伦比亚号”失事就发生在这一阶段,但它要到30.5公里高度、3倍音速时,才进入“可弹射”状态。到最后一次(第五次)转弯时,高度降至24.9公里,速度2.8倍音速,在15.5公里降到音速以下。距着陆场40公里时,机长开始人工操纵,以520公里/小时速度接近,距地面610米时,速度才降到352公里/小时,最终在减速板和减速伞作用下,滑行2700米左右停下。
由于航天飞机上升时推力可调,返回时滑翔再入,宇航员在全部飞行中承受的过载不超过3g,普通人的身体也能承受。但重复使用的要求增加了热防护的难度,一次性使用的飞船可以故意让一部分表面材料烧掉,以保护自身,航天飞机就必须采用防热瓦等永久措施。