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市長:Luke-Skywalker  副市長: 塔頂的鋼鐵鯊魚燉奶(冷眼看人生)
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解析美國NASA太空梭
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Luke-Skywalker
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1.太空梭(Space Shuttle):其正式名稱是軌道繞行載具(OV,Orbiter Vehicle),由於這種新式運載系統是往返穿梭於太空與地球間,故有「太空梭」的別名,這也是傳媒及民眾對此載具的俗稱。

全長37.2m,主翼翼展23.7m,全高17.2m,重量約75ton,能運載重量超過30000kg的貨物;於大氣中的飛行速度可達16000km/h,表面貼滿超過34000片的隔熱陶瓷片,在重返時承受溫度最高的機首和主翼前緣,皆覆蓋著強化碳(RCC,Reinforced carbon-carbon)隔熱片,強化碳的抗熱能力甚至比陶瓷片還要強。

在載具尾端裝設3具液態燃料火箭發動機(Liquid Rocket Engine),為於發射時的主推進器(SSME,Space Shuttle Main Engines),當單具SSME每分鐘燃燒約一磅的液態氫氧推進劑(Propellants)時,會產生20250kg的強大推力,另一優點為燃燒後產生的廢氣是無毒蒸氣雲。

每具SSME在真空中所產生的推力約為21150kg,僅及農神5號(Saturn V)運載火箭的F-1發動機所產生推力的1/3,但SSME必須能在真空及大氣中運作,且須有可變的節流裝置,使得推力能在額定值的50至109%間做適度的調節。當負荷極大或須到達傾斜角較大的軌道中時,須用到23040kg的推力,到爬升階段的末期僅須50%推力。發動機的設計運轉壽限為7.5小時,包括55次啟動及連續的8分鐘運轉過程,是目前唯一可重複使用的液態燃料火箭發動機。此外載具上另裝置有2具軌道控制發動機(OMS,Orbital Manoeuvring System)及42具小型的反作用控制系統(RCS,Reaction Control System),以控制載具在軌道上的姿態及轉換軌道用。

飛行控制系統為四重配置的方式來向SSME、OMS、RCS及氣動力控制面傳遞操作訊號,即使有2套系統損壞,也不致發生危險。機上5部IBM製任務電腦(注意喔!這是1980年代的資訊科技產物!)則作為載具導引、系統控制之用。至於載具的電力來源是再生性氫氧燃料電池(RFC,Regenerative Fuel Cell)提供,一方面提供載具電力,也供應太空人用水,過多的水則排出艙外。

2.主燃料槽(ET,External Tank):又稱為輕量主燃料槽(LWT,Lightweight Tank),全長46.2m,直徑8.28m,空重29932kg,滿載重760091kg。整個燃料槽分成液態氧槽(Liquid Oxygen Tank)、銜接槽(Inter Tank)及液態氫槽(Liquid Hydrogen Tank)三部份,在銜接槽及液態氫槽外殼設有銜接載具的硬點支架。液態氧及液態氫主要是做為載具於發射時SSEM使用的推進劑,所謂“推進劑”就是燃料(液態氫)加氧化劑(液態氧)的合稱。從1998年6月起載具發射時所使用的主燃料槽,為洛馬公司研製的新式超輕量燃料槽(SLWT,Super Lightweight Tank),在尺寸上與舊型主燃料槽相同,空重26536kg,滿載重756832kg;但由於使用高強度低密度鋰鋁合金(Aluminum/Lithium alloy)並經過改良,重量較舊型槽體減輕3375kg,在發射時可增加載具的酬載量。

3.固體燃料火箭輔助推進器(SRB,Solid Rocket Booster):由數個外殼節段所組成,全長44.7m,直徑3.6m,裝填約600ton的推進劑,每具推力1485000kg。一次發射任務,單具SRB大約消耗掉約600ton的燃料,約每秒平均4.3ton。

推進劑燃燒完的SRB,已沒有推進的作用,於是以藥包炸掉與主燃料槽連接的螺栓,使SRB脫離。當SRB脫離主燃料槽落下時,鼻端會自動彈射出1具減速降落傘,接著再帶出3具主降落傘,因此SRB在落下後不會因落地速度太大而撞毀,可再次回收裝填燃料以重複使用。


May the Force be with you
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STS-123 crew
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Luke-Skywalker
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http://www.nasa.gov/mission_pages/shuttle/shuttlemissions/sts123/index.html
STS-123 crew

多明尼克‧戈里
Dominic L. Gorie
Commander

桂格瑞‧詹森
Gregory H. Johnson
Pilot

理察‧林奈
Richard M. Linnehan
Mission Specialist

羅伯‧班肯
Robert L. Behnken
Mission Specialist

米契爾‧福爾曼
Michael J. Foreman
Mission Specialist

土井隆雄
Takao Doi (JAXA)
Mission Specialist

李奧帕德‧艾哈爾茨
Leopold Eyharts (ESA)
Mission Specialist/Expedition 16 Flight Engineer

蓋瑞特‧瑞斯曼
Garrett E. Reisman
Mission Specialist/Expedition 16 and 17 Flight Engineer



本文於 修改第 1 次
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Mission STS-123 Up Next
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Luke-Skywalker
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http://www.nasa.gov/mission_pages/shuttle/main/index.html
Mission STS-123 Up Next

Feb. 21, 2008
Atlantis' successful STS-122 mission came to a close on Wednesday and the crew members flew off to Johnson Space Center in Houston for a celebration of their safe return to Earth and a reunion with their families.

Space shuttle Endeavour and the entire flight team are now gearing up for a targeted March 11 launch at 2:28 a.m. EDT.

The next major milestone for STS-123 is the arrival of the astronauts at NASA's Kennedy Space Center in Florida, Feb. 23-25, for the terminal countdown demonstrations test or TCDT, which is a launch dress rehearsal to prepare for the upcoming mission to the International Space Station.

The crew will deliver the first section of the Japan Aerospace Exploration Agency's Kibo laboratory and the Canadian Space Agency's two-armed robotic system, Dextre.

Endeavour's flight crew includes Commander Dominic Gorie, Pilot Gregory Johnson and Mission Specialists Rick Linnehan, Robert Behnken, Mike Foreman, Garrett Reisman and the Japan Aerospace Exploration Agency's, Takao Doi.

Reisman will join Expedition 16 as flight engineer on station replacing European Space Agency's Leopold Eyharts who will return with the STS-123 astronauts.

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美國航太總署:發現號太空梭發射延期一月
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Luke-Skywalker
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http://news.yam.com/afp/life/200802/20080221386013.html
美國航太總署:發現號太空梭發射延期一月
法新社╱樊劍萍 2008-02-21 12:35     


 
(法新社佛羅里達州卡納維爾角二十日電)美國國家航空暨太空總署今天宣布,發現號太空梭的發射時間將延期一個月到五月二十五日。發現號在這次太空任務中,將把日本製造「希望實驗室」的一部份運送到國際太空站。

發現號任務延期的原因是太空梭外部燃料槽未能準時交貨,另外從五月七日到五月二十五日這段時間,國際太空站太陽能發電設備與太陽之間的角度不好,可能會影響原先計劃的太空梭任務期間。

總署署長葛斯登梅爾表示,發現號新的發射日期對二零零八年其餘太空梭發射計畫並無影響。

日本製造「希望實驗室」的共分為三部份,第一部分後勤艙預定於三月十一日由奮進號太空梭運送到國際太空站;發現號太空梭則運送實驗室的加壓艙和機械手臂;第三部份太空軌道通訊系統,將於稍後由第三次太空梭任務運送到國際太空站。


http://news.yahoo.com/s/afp/20080220/sc_afp/usjapanspaceshuttleiss_080220224748
Discovery shuttle's mission delayed one month: NASA

Wed Feb 20, 5:47 PM ET

CAPE CANAVERAL, Florida (AFP) - The US space shuttle Discovery's mission to ship part of the Japanese laboratory Kibo up to the International Space Station will be delayed one month to May 25, NASA said Wednesday.

The mission was put off by a delay in the delivery of the Discovery's external fuel tank and an unfavorable angle between the sun and the ISS for solar power generation between May 7 and May 25, which could have affected the mission in its originally planned period.

The fuel tank was to have been delivered in time for the Discovery's original April 25 launch date, but was slowed due to the problem of malfunctioning fuel gauges that first stalled by two months the Atlantis mission -- which was finally completed Wednesday with its safe landing at the Kennedy Space Center here.

The new date for the Discovery's mission will not impact the rest of the shuttle launch program for 2008, National Aeronautics and Space Administration chief Bill Gerstenmaier told reporters after the Atlantis landed here.

The Japanese-made Kibo ("Hope") laboratory consists of three parts. The first part, the logistics module, will be carried to the ISS by the shuttle Endeavour, scheduled to launch on March 11.

Discovery will then deliver the laboratory's pressurized module and robotic arm.

The laboratory's third part, an inter-orbit communications systems unit, will be delivered by a third shuttle mission at a later date.

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太空梭任務事故
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Luke-Skywalker
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挑戰者號意外
挑戰者號載具於1986年1月28日11:38自美國佛州KSC卡那維爾角第39號綜合發射場B發射台(Launch Complex 39-B)升空,執行51-L任務。這次任務的主要酬載物為一具通訊中繼衛星(TDRS-B)及一具OMS,預計進入與地球同步運行的軌道中,並酬載哈雷彗星觀測計劃(CHAMP,Comet Halley Active Monitoring Program)中所研製的一具利用OMS離開載具,進行獨立作業的自由飛行艙斯巴達人號(Spartan),用以觀測哈雷彗星的活動情形。

於進入飛行階段74秒時不料發生爆炸,載具上7名組員全數罹難。在挑戰者號上的七名組員中,其中1位是美國載人太空飛行史上首位任務觀測者兼酬載專家,也是首位上太空的女性教師克里斯塔‧麥考利夫,原計劃於無重力狀態下在壓力艙中進行實驗,並於電視上執行實況轉播,不料載具於數百萬觀眾前電視實況報導下於高空中爆炸解體,在美國的載人太空船任務發展史上留下令人悲慟的一頁。

在事故發生後,NASA組成1個調查小組,並邀請美國著名物理學家理查.費曼(Richard Feynman,1918-1988)參與調查此案。在一場向全美國公開直播的挑戰者號號意外電視聽證會上,費曼當場將一塊橡皮墊圈浸入冰水中,藉以清楚的說明應能承受SRB高溫的密接橡皮環(即O形環(O-Rings)),為何會失效釀成悲劇:事發當天清晨,佛州天氣異常冷冽,富彈性的O形環因而結凍,導致O形環變得又冷又硬,接著更危險的失去效力。且當時設計O形環的摩頓公司工程師羅傑‧波傑利(Roger Boisjoly)認為發射日的氣溫太低,根據他的判斷O形環將不能正常使用,因而不建議升空。但NASA迫於時間壓力,嚴厲質疑這位工程師,並執意進行升空計畫。

因為SRB在接近後連接環(Aft Attach Ring)那個節段中的O形環在低溫下失去了原有的彈性,使得SRB的推進劑密封性受到嚴重影響。當SRB內的推進劑開始燃燒後,燃燒溫度高達攝氏3,204度,釋放出來的高溫會迫使O形環貼在SRB節段銜接處間,從而形成完美的密封狀態,每個SRB節段都有這個零件。

若O形環失去彈性、損壞或接合劑接著不佳,高溫燃氣會在幾秒鐘內把環燒穿。後來NASA的研究證實,挑戰者號的一號SRB在被點燃後,燃氣確實穿過接合劑將O形環燒毀,然後高溫燃氣再將一號SRB旁的主燃料槽的液態氫槽(LHT)外殼燒穿,液態氫槽被燒穿後引爆且液態氧槽(LOT)產生連鎖爆炸,連帶將架設於主燃料槽上的挑戰者號炸毀。

51-L任務組員名單:
指揮官:法蘭西斯‧史克比(Francis R. Scobee)
飛行員:麥可‧史密斯(Michael J. Smith)
任務專家(1):茱蒂‧雷斯尼克(Judith A. Resnik)(女)
任務專家(2):艾里森‧鬼塚(Ellison S. Onizuka)-日裔美國人
任務專家(3):隆納德‧麥可奈爾(Ronald E. McNair)
酬載專家(1):奎格里‧嘉維斯(Gregory B. Jarvis)
酬載專家(2):夏隆‧克里斯塔‧麥考利夫(Sharon Christa McAuliffe)-民間人士(女)


哥倫比亞號意外

哥倫比亞號於2003年1月16日10:39從佛州KSC 39-B發射升空,執行編號STS-107的既定任務,原訂於2月1日09:00時左右返回KSC第33號跑道降落。卻於飛經德州中部上空,距離地面約60公里的高度時失去聯絡。當載具從太空返回大氣層時,由於飛行速度高達時速16,000公里,也就是馬赫18,機體表面與空氣摩擦產生攝氏1,300至1,500度的高溫離子氣體,無線電通訊都會受阻,因此在機體下方的矽質隔熱瓷片若有任何一片受損,都會使的機體結構在幾分鐘內遭到高溫破壞。

據NASA初步調查,哥倫比亞號在解體前幾分鐘,機體左側出現極為嚴重的狀況。依位於德州休士頓,負責載具飛行控制的詹森太空中心(JSC, Lyndon B. Johnson Space Center)所公佈的資料顯示,哥倫比亞號在飛越德州上空時,它的左主起落架(Left main landing gear)輪胎溫度突然驟升到攝氏11度至16度,機身左側及主翼部份溫度升高約攝氏33度,而右側主翼部份則只升高預期的攝氏8度。

此外左側主翼拖曳及摩擦力量不斷增加,導致機身向左側傾斜,這是載具的自動飛行控制系統所自動下達的修正指令,以便穩定機身。在截稿前從NASA先前公佈的資料上顯示,哥倫比亞號在發射升空時,一塊自主燃料槽上脫落的隔熱絕緣泡綿塊擊中左主翼矽質隔熱瓷片,使矽質隔熱瓷片移位。在46.2公尺高的主燃料槽所塗佈隔熱絕緣泡綿時,最初會呈現如刮鬍膏泡沫般的柔軟狀態,在曬乾硬化後的強度有如磚塊,而黏貼在機體蒙皮上的隔熱瓷片雖是絕佳隔熱材料,但本身卻頗為脆弱。黏貼在載具機鼻及主翼前緣的矽質隔熱瓷片,可抵擋攝氏1,648度的高溫,這些隔熱瓷片透過矽氧樹脂接著劑固定在機體蒙皮上,NASA雖對載具的隔熱措施極具信心,但每執行一次任務都會從載具上掉落幾片隔熱瓷片。

另外很值得注意的是,在環繞地球的中低高度軌道上,有許多歷次太空任務所產生的太空垃圾,以及不時從其他方向飛向地球的小隕石,這些在太空中快速飛行的小物體,撞擊速度可達每秒70公里。在軌道上作業的載具,一旦被太空垃圾或小隕石擊中,會產生很嚴重的損傷,且後果都會是不堪設想的。

目前共有3個獨立調查委員會調查此一事件,其中一個委員會的董事海軍退役上將哈洛德‧葛曼(Harold Gehman),曾經負責調查過1998年柯爾號(DDG-67, USS Cole)飛彈驅逐艦遭恐怖攻擊事件。

STS-107任務組員名單:
指揮官:瑞克‧哈斯本(Rick D. Husband)
飛行員:威廉‧麥可庫爾(William C. McCool)
任務專家(1):卡潘娜‧查烏拉(Kalpana Chawla)-印度籍(女)
任務專家(2):大衛‧布朗(David M. Brown)
任務專家(3):羅芮拉‧克拉克(Laurel B. Clark)(女)
酬載專家:伊籃‧拉蒙(Ilan Ramon)-以色列空軍上校

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NASA太空運輸飛行隊各艘載具簡介
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Luke-Skywalker
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哥倫比亞號
編號OV-102的哥倫比亞號(Columbia)軌道繞行載具是為紀念於1792年5月11日,由羅伯特‧葛雷(Robert Gray)艦長指揮自波士頓(Boston)出發,完成美國海軍首次環球航行的單桅帆艦隻而命名。此外,同名的有執行首次登陸月球任務的阿波羅11號(Apollo-11)指揮艙(CSM-107)。

哥倫比亞號於1979年3月8日在加州出廠,數日後由拖車拖行至戴頓(Dryden)機場,隨即於3月12日由NASA的載具運輸機波音747-SR空運到KSC,進行太空梭系統組裝與各項系統測試。

1981年4月12日07:00哥倫比亞號自美國KSC卡那維爾角第39號綜合發射場A發射台(Launch Complex 39-A)升空,執行編號STS-1的測試飛行任務,這是首艘進入軌道運行的新式載具。由組員指揮官約翰‧楊格(John W. Young)及飛行員羅伯特‧克里本(Robert L. Crippen)兩位所操控的哥倫比亞號,此行任務包括從事太空運輸實驗、太空科技研究、通訊偵測以及軍事項目等測試,並測試酬載艙艙門的開閉動作。此次為新式載具首次飛行,於昇空後2分鐘,兩具SRB成功地依設計自系統脫離,並由降落傘攜回。在經過2天6小時20分又52秒的中低軌道飛行任務後,也就是在太空飛行了54小時,平均每90分鐘繞行地球一圈,總共繞行36圈。哥倫比亞號在4月14日10:20成功降落在加州愛德華空軍基地(Edwards AFB)的23號跑道,這是特別設在羅吉斯乾湖湖床上的載具專用跑道(SLF,Shuttle Landing Facility),成功的完成此一壯舉。事後的檢查,僅發現機體外表有7處的矽質隔熱瓷片有脫落現象。自此之後,美國成功地發展太空運輸系統(STS),而於太空繞地軌道上開闢一番新的天地,更為太空發展史中留下燦爛輝煌的一頁。

哥倫比亞號曾在1994年10月8日及1999年9月23日進廠執行翻修及系統升級計劃(OMDP, Nine-month Orbiter Maintenance Down Period),至2003年2月1日哥倫比亞號於STS-107任務返場時失事為止,共執行了28次各項科學實驗及軍事任務。

挑戰者號
編號OV-099的挑戰者號(Challenger),是第二艘發射升空的軌道繞行載具。命名為挑戰者是紀念1870年代航行於大西洋及太平洋的英國皇家海軍研究帆船(HMS Challenger)。此外,同名的還有阿波羅17號(Apollo-17)登月計劃中的登月艙(LM-12)。

有趣的是為什麼第二艘載具編號會是OV-099?而首次升空的卻是OV-101呢?原來挑戰者號早就於1978年2月14日出廠,在計劃中是擔任測試中的原型載具企業號的遞補,早期編號是MPTA-098,後來卻又再改成STA-099。後來再度進廠改裝以與哥倫比亞號搭配進行太空飛行任務,整個改裝工程於1982年6月30日完成,編號也就從此定為OV-099。

挑戰者號於1983年4月4日首次發射升空執行STS-6任務。1984年2月3日的41-B任務中,由任務專家(Mission Specialist)布魯斯‧麥康勒斯(Bruce McCandless II)完成首次不用救生繫繩,改用艙外移動單元(Manned Maneuvering Unit,MMU)進行的艙外活動(EVA,Extra Vehicular Activity)。MMU外型就像是一個飛行書包,尺寸為125.4公分高,82.7公分寬,120.9公分深,總重為149.7公斤,藉由左右臂上的搖桿控制,可以做各方位的移動。MMU使用銀鋅電池,並且設有如飛機般的防撞燈(Anti-Collision Light),這樣在黑暗的太空作業時才能被其他組員所看見,並確認其所在位置。

在1985年4月29日的51-B任務中,華裔太空科學家王贛駿博士(Taylor G. Wang),以酬載專家(Payload Specialist)的組員身份搭乘挑戰者號升空,在太空進行液滴動力學實驗,成為首位進入太空的華人。遺憾的是挑戰者號在1986年1月28日執行51-L任務時發生意外,於發射升空後73秒突然發生爆炸,至失事前挑戰者號執行過10次任務,其事發經過與事故調查結果詳後段章節所述。

發現號
編號OV-103的發現號(Discovery),是NASA的第三艘軌道繞行載具。1770年代英國探險家詹姆士‧柯克(James Cook)航行南太平洋發現夏威夷群島(Hawaiian Islands)時,帆船隊中有一艘船名為發現號,柯克還搭乘這艘船前往阿拉斯加南方及加拿大西北方海域探險。1610至1611年在加拿大哈德遜河行駛的同名帆船,及1875年英國皇家地理學會(British Royal Geographical Society)前往北極探險的船也是命名為發現號;該會為至南極探險而建造的另一艘同名船艦,仍保存至今。

在1998年10月29日編號STS-95的HST保養任務中,美國前參議員(U.S. Sen.)約翰‧葛倫(John H. Glenn)乘坐發現號回到太空,以77歲寫下最高齡的太空人記錄,老當益壯。這個任務另一方面是要研究老年人在太空中的生理狀況,而葛倫恰好符合這次任務需求。葛倫曾於1962年2月20日水星計劃(Project Mercury)的MA-6任務時,乘友誼7號(Friendship 7)軌道艙升空,成為第一個環繞地球的美國太空人(4小時48分27秒)。

從1998年6月2日發現號所執行STS-91的ISS運補任務以後,發射時SSEM所用的主燃料槽為洛馬公司研製的新式超輕量燃料槽(SLWT),以減輕發射時的起飛重量並可增加載具酬載量。到目前為止發現號已執行29次任務。
 
亞特蘭提斯號
編號OV-104的亞特蘭提斯號(Atlantis),是第四艘軌道繞行載具。命名源自1930至1966年期間相當活躍的麻州(Massachusetts)烏茲霍爾海洋研究所(Woods Hole Oceanographic)的460噸海洋研究船,這艘船是美國首艘用於海洋學研究的船隻。

亞特蘭提斯號於1985年3月6日出廠,同年4月9日空運至KSC,在1985年10月3日的51-J任務中首次升空。為以利亞特蘭提斯號執行ISS計劃,在1997年進廠進行OMDP。特別的是亞特蘭提斯號參與多次發射太陽系行星探測船的科學任務,如1989年5月4日的STS-30任務中發射麥哲倫號金星雷達探測船(Magellan/Venus radar mapper spacecraft)及其他實驗項目,同年10月18日STS-34任務中發射伽利略號木星探測船(Galileo/Jupiter spacecraft);1991年4月5日於STS-37任務時發射伽瑪線觀測衛星(GRO, Gamma Ray Observatory);1992年7月31日的STS-46任務為ESA發射回收用衛星尤列卡號(EURECA, European Retrievable Carrier)。到目前為止亞特蘭提斯號已執行26次任務。

勇往號
編號OV-105的勇往號(Endeavor),是NASA太空運輸隊中最新一艘的軌道繞行載具。英國探險家柯克抵達夏威夷群島時的船隊有兩艘船,一艘是發現號,另一艘就是勇往號。先前採用此名的是登月計劃中的阿波羅15號(Apollo-15)指揮艙(CM-112)。

於1991年4月25日出廠,同年5月7日空運至KSC。勇往號是為了遞補因1986年爆炸事故,而損失的挑戰者號所建造的。外觀和以往的載具相同,但許多地方都做了改良,最久可在太空飛行28天。

在1992年5月7日的STS-49任務中,勇往號首次發射升空。NASA為修理哈伯太空望遠鏡,在1993年12月2日的STS-61任務升空執行,MMU再度派上用場。為執行ISS計劃,在1997年進廠進行OMDP。1998年1月22日STS-89任務,首次與俄羅斯和平號(Mir)太空站泊接,並接送美國太空人大衛‧沃夫(David A. Wolf)返回地球。到目前為止勇往號已執行19次任務。

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