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NASA 航天飛機達到 Mach 25：為什麼它被稱為最快的載人「飛行器」
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重點
美國航太總署的航天飛機以大約時速 17,500 英里（約 Mach 25）的速度重新進入大氣層，使其成為有史以來速度最快的載人飛行器，能夠像飛機一樣飛行並在跑道上著陸。在 1981 年至 2011 年間的 135 次任務中，它做到了 133 次。然而，更快的絕對人類速度紀錄屬於阿波羅 10 號膠囊，它不是一架有翼飛行器。
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根據美國航太總署格倫研究中心的說法，美國航太總署航天飛機軌道器以約時速 17,500 英里或約 Mach 25 的軌道速度進入大氣頂部。在 1981 年至 2011 年間的 135 次任務中的 133 次中保持的這個重返速度，是將航天飛機稱為有史以來建造的最快載人「飛行器」的基礎，據 19FortyFive 和 Tech Insider 報導。
Mach 25 的實際含義
根據該機構格倫研究中心的高超音速任務頁面，美國航太總署將重返高超音速流動描述為通常從 Mach 25 下降到 Mach 10，飛行器在下降時持續減速。Tech Insider 報導稱，軌道器在上升時固體火箭助推器分離後約六分鐘內從時速約 3,000 英里加速到超過 17,000 英里；19FortyFive 將達到時速 17,500 英里的上升時間設定在從發射後約 8.5 分鐘。
在下降的過程中，航天飛機逐漸而不是瞬間地減速。19FortyFive 2026 年 10 月的報告稱，該飛行器在大約半小時內作為無動力滑翔機「減速二十四個馬赫數」，著陸速度接近時速 220 英里；19FortyFive 2026 年 7 月的另一份報告將航天飛機著陸速度設定在時速 213 至 226 英里的更廣泛範圍內。
比 SR-71 黑鳥快得多
驅動大部分近期報導的比較是與 SR-71 黑鳥的比較，長期以來被慶祝為最快的吸氣式噴氣機。根據 19FortyFive，黑鳥公認的速度紀錄是時速 2,193.64 英里，或大約 Mach 3.3，由飛行員 Eldon Joersz 和偵察系統官員 George Morgan 在 1976 年 7 月 28 日創造。在 Mach 25 的速度下，航天飛機的重返速度比黑鳥的紀錄運行速度快七倍以上。
| 飛行器 | 最高速度 | 日期/備註 | 來源 |
|---|---|---|---|
| 阿波羅 10 號指揮艙 | 時速 24,816 英里 (Mach ~32) | 1969 年 5 月 26 日，返回地球；絕對人類速度紀錄 | 吉尼斯世界紀錄 |
| 航天飛機軌道器 | 時速約 17,500 英里 (Mach 25) | 在 1981–2011 年間的 135 次任務中的 133 次達到 | 美國航太總署格倫研究中心；19FortyFive |
| X-15A-2（Pete Knight） | 時速約 4,520 英里 (Mach 6.72) | 1967 年 10 月 3 日 | 19FortyFive |
| SR-71 黑鳥 | 時速 2,193.64 英里 (Mach 3.3) | 1976 年 7 月 28 日，官方吸氣式噴氣機紀錄 | 19FortyFive |
那麼它真的是「最快」的載人飛行器嗎？
不是絕對的紀錄—而且來源對這一區別有明確的說明。吉尼斯世界紀錄將由 Thomas Stafford、Eugene Cernan 和 John Young 駕駛的阿波羅 10 號指揮艙列為人類有史以來達到的最高速度：時速 24,816.1 英里，在 1969 年 5 月 26 日任務從月球返回期間達到。這比航天飛機的 Mach 25 更快。
航天飛機仍然獲得「最快飛行器」標籤的原因是所涉及的飛行器類型。阿波羅 10 號的指揮艙是一個在降落傘下濺落的彈道膠囊；它不像有翼飛行器那樣飛行，也不在跑道上著陸。相比之下，航天飛機重新進入、滑翔並像常規飛機一樣水平著陸，這就是為什麼 19FortyFive 和其他媒體將其特別框架為最快的載人有翼飛行器，而不是整體上最快的載人飛行器。
一名宇航員手動駕駛它
Tech Insider 強調了宇航員 Robert L. Crippen，在 STS-2 任務期間，他是第一位也是迄今為止唯一手動駕駛航空航天飛行器從 Mach 25 到著陸的飛行員。後來的航天飛機飛行在重返的高超音速部分更多地依賴自動導引，然後機組人員在較低的亞音速速度下接管手動控制。
計畫中的數字
根據 19FortyFive，航天飛機計畫運行了大約 30 年，從 1981 年 4 月 12 日 Columbia 的發射到 2011 年 7 月 21 日 Atlantis 在 STS-135 任務上的著陸。在這段時間內，艦隊共飛行了 135 次任務，每年發射次數不超過九次，估計每次任務成本約 15 億美元，整個計畫在 2010 年代美元約 2,000 億美元。每個軌道器攜帶超過 24,000 個個別成形的耐熱瓷磚，以承受重返的熱應力，當鼻部附近和機翼邊緣的表面溫度達到約 3,000 華氏度時。
該計畫並非沒有悲劇：根據 19FortyFive 對該計畫歷史的敘述，Challenger 在 1986 年 1 月 28 日發射後 73 秒時裂開，Columbia 在 2003 年 2 月 1 日重返時遺失。
常見問題
- 航天飛機真的達到了 Mach 25 嗎？
- 是的。美國航太總署格倫研究中心指出，航天飛機重返始於時速約 17,500 英里，約 Mach 25，這在 1981 年至 2011 年間的 135 次任務中的 133 次發生。
- 航天飛機比 SR-71 黑鳥更快嗎？
- 是的，快得多。根據 19FortyFive，SR-71 公認的速度紀錄是時速 2,193.64 英里（約 Mach 3.3），在 1976 年創造，而航天飛機重返速度約時速 17,500 英里，快七倍以上。
- 航天飛機是歷史上最快的載人飛行器嗎？
- 不是。吉尼斯世界紀錄將阿波羅 10 號指揮艙列為人類有史以來達到的最高速度，於 1969 年 5 月 26 日達到時速 24,816 英里。航天飛機在有翼、跑道著陸的載人飛行器中保持紀錄。
- 航天飛機著陸速度有多快？
- 根據 19FortyFive，航天飛機軌道器在一份報告中著陸速度約時速 213 至 226 英里，在另一份報告中著陸速度接近時速 220 英里，遠低於其高超音速重返速度。
- 誰在高超音速速度下手動駕駛航天飛機？
- 根據 Tech Insider，宇航員 Robert L. Crippen 在 STS-2 任務期間是第一位也是唯一手動駕駛航空航天飛行器從 Mach 25 到著陸的飛行員。
來源
- Tech Insider — NASA Shuttle Hit Mach 25, 8x Faster Than SR-71
- 19FortyFive — NASA's Space Shuttle Was the Fastest Machine Humans Ever Flew
- 19FortyFive — NASA's Space Shuttle Hit Mach 25 on 133 Flights: The Fastest Crewed Aircraft Ever Holds No Speed Record
- Guinness World Records — Fastest speed achieved by humans
- NASA Glenn Research Center — Hypersonic Missions
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