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1986年1月12日，第二位华裔宇航员张福林和6名美国宇航员一道，乘“哥伦比亚”号航天飞机升空。在7天的太空飞行中，他们成功地施放了一颗通信卫星，进行了20多项材料工艺，天体物理，生命科学等实验，但未能全部完成原定计划。张福林为此表示要再上太空。4年后，1989年10月18日，张福林乘“亚特兰蒂斯”号航天飞机第二次进入太空。在这次飞行中，张福林同4名美国宇航员合作，施放重2.5吨的“伽利略”号木星探测器获得成功，还收集了对地球起保护作用的臭氧层的数据，开展了聚合物的加工、培植玉米和晶体生长等实验，研究了失重对人体的影响。1992年7月31日至8月8日，张福林第三次参加航天飞机的太空飞行。他和另外6名航宇员执行一项航天史上最复杂也最冒险的任务，除了施放一颗欧洲“尤里卡”1号卫星外，还要释放一颗意大利的系留卫星，进行30多个小时的发电实验。但由于技术方面的原因，这两项任务进展均不顺利。8月2日先谢谢“尤里卡”1号科学实验卫星，由于推进火箭发生故障而未能进入预定轨道。8月3日第二次施放才获成功。8月4日进行释放系留卫星的实验时，由于控制系统绕线盘的电动机发生故障而失败。8月5日把卫星收回货舱，放弃了这项实验。
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