STS-114：首次复飞、隔热层检查与空间站维修

2005年7月26日至8月9日，发现号执行STS-114，完成哥伦比亚号失事后航天飞机的首次飞行。美国国家航空航天局（NASA）把它作为复飞测试与国际空间站补给的双重任务：一方面检验碎片监测、隔热层扫描和维修方法，另一方面运送物资、更换空间站设备。

七人乘组由指令长艾琳·柯林斯和驾驶员詹姆斯·凯利带领，任务专家包括野口聪一、斯蒂芬·罗宾逊、安德鲁·托马斯、温迪·劳伦斯和查尔斯·卡马达。人员需要在航天飞机系统操作、机械臂控制、出舱维修和舱内物资转运之间分配时间，并把检查资料交给地面工程团队判断。

参考：[1]

外贮箱前部与轨道器连接的双脚支架重新设计，原先用于防冰的大块泡沫被电加热装置取代。马歇尔航天飞行中心管理外贮箱项目，洛克希德·马丁公司在米丘德装配设施承担制造工作；结构和热试验用于检验新支架在低温加注及飞行载荷下的表现。

发现号首次携带轨道器延伸传感器系统OBSS。加拿大MD Robotics公司集成约15米长的机械臂延伸杆，末端配备激光成像及电视设备。桑迪亚国家实验室和加拿大Neptec公司分别提供相关激光仪器，乘员可从较近距离扫描机鼻与机翼前缘，地面则利用回传资料建立损伤区域的几何模型。

参考：[1] [2]

7月13日原定发射因液氢发动机关机传感器检查异常而取消：一个传感器在应指示干燥时仍显示有液体。排查期间，工程人员调整部分传感器指示线路，以便故障再现时辨别来源。7月26日检查符合要求，发现号于世界时14时39分从肯尼迪航天中心39B发射台升空。

新增地面和飞行相机、雷达及机翼前缘传感器共同收集上升数据。影像仍显示外贮箱多个部位发生泡沫脱落，其中液氢箱气动载荷导流凸台的一次较大脱落出现在发射后约127秒。这项问题影响了后续飞行安排；乘组因此在驻站期间额外留下食品、电池、相机等物资，以应对下一次补给延后。

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发射次日，乘员展开OBSS检查隔热防护表面。7月28日接近空间站时，发现号进行俯仰翻转，让站上乘员拍摄腹部隔热瓦，再把影像传给地面分析。对接后，团队结合发射录像、激光扫描和机翼撞击数据，选取多处可疑区域进一步近距离成像。

两条缝隙填充物突出于隔热瓦表面，气动热分析表明，它们可能使边界层较早转为湍流，增加局部热负荷。任务管理团队决定修改第三次出舱计划，将移除突出材料列入工作。另一个窗下隔热毯破损问题则通过临时制作试样和艾姆斯研究中心风洞试验评估，最后无需增加一次出舱。

参考：[1] [2]

7月30日，野口聪一和罗宾逊首次出舱，在预先损伤的试验件上演示增强碳—碳材料及隔热瓦修补方法，并安装外部储存平台所需连接装置。8月1日，两人更换空间站失效的一号控制力矩陀螺；机械臂协助搬运新旧部件，旧设备随航天飞机返回。

8月3日第三次出舱，两人安装外部储存平台并布设电缆，罗宾逊在机械臂支援下到达发现号腹部，移除两条突出的填充物。舱内乘员同时通过拉斐尔多用途后勤舱转运研究设备、备件和日用品，并回收需返地处理的物品。三次出舱把空间站维护、试验性修补和本船实际隐患处理结合在一起。

参考：[1]

8月6日，发现号与空间站分离。佛罗里达天气使原定返航机会取消，次日的肯尼迪着陆机会仍不合适，任务转向加利福尼亚爱德华兹空军基地。8月9日世界时12时11分22秒，发现号主轮接触跑道，约一分钟后停稳，飞行历时约十三天二十一小时三十二分。

此次飞行使新增检查工具、地面损伤评估与临时修改出舱计划获得实战验证，也完成了空间站重要维修和物资交付。与此同时，外贮箱泡沫仍需继续调查，落地后的隔热层检查与影像分析继续追踪损伤来源。复飞成功与工程整改因此同时推进，STS-114留下的实际数据成为后续安全改进的依据。

参考：[1]