美国航天飞机30年
悲剧与创伤
1986年1月28日,由于助推器垫圈问题,“挑战者”号从肯尼迪航天中心升空70余秒后爆炸,化成碎片坠入大西洋。遇难宇航员迈克·史密斯的遗孀简曾这样说:“时光流逝,但它不能治愈你的创伤,不能让你忘却。”
围绕“挑战者”号失事的错误说法有许多,例如,一个被公众经常提及的说法是,“挑战者”号在从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射73秒以后爆炸。美国国家航空与太空博物馆航天飞机分馆馆长瓦莱莉·尼尔(Valerie Neal)说:“航天飞机本身并没有爆炸。我认为,之所以产生这样的误解,是因为它看上去像爆炸,而媒体又称之为爆炸。”甚至连美宇航局官员也在悲剧发生后称这起事件为爆炸。例如,美宇航局公关部门主管史蒂夫·尼斯比特当时说,“我们收到飞行动力学官员的报告,称航天飞机已经爆炸。”
尼尔说,事后调查发现,“挑战者”号当时发生的情况其实远比想象的复杂。航天飞机的外挂燃料箱受损,液态氢和液态氧推进剂全部释放出来,这两种化学物混在一起后开始燃烧,结果在距地面数千英尺的高空形成了一个巨大的火球。不过,“挑战者”号此时尚完好无损,仍在升空,但很快变得不稳定起来。
尼尔说:“‘挑战者’号轨道飞行器竭力保持预定飞行路线,因为它感觉到下面发生了什么异常情况。最终,它与燃料箱脱离,速度立即升了上去,但是,没有了推进器和燃料箱,轨道飞行器无法承受空气动力的冲击。机尾和主发动机脱落,接着,两个机翼也跟着分离,乘员舱和机身前部与有效载荷舱分离,它们从天而降,坠入水中后加速分解。”
2003年2月1日,悲剧再次上演,“哥伦比亚”号经过16天的飞行后返回大气层时在得克萨斯州上空爆炸,事故调查发现其机翼在发射升空时就已受损,导致返回时解体。
除了泡沫材料撞出的裂孔以外,美国宇航局组织管理上的缺陷也是酿成“哥伦比亚”号航天飞机解体悲剧的重要原因。这是美国26日公布的“哥伦比亚”号事故最终调查报告的主要结论。
由13名专家组成的独立调查委员会在报告中指出,该委员会确信航天飞机计划管理中的问题和击中航天飞机左翼的泡沫材料在这次事故中发挥了同样的作用。报告称,专家们对79次有照片记录的航天飞机飞行资料进行了分析,发现在65次飞行中发生过泡沫材料脱落。但宇航局管理人员只把泡沫材料脱落当作一个维修问题,而非安全隐患。在“哥伦比亚”号上天后,宇航局的一些工程师在发现泡沫材料脱落后曾很快表示了担心,宇航局内外也曾有人3次请求借助卫星等对航天飞机可能受到的损伤进行拍照分析。但这些意见未能引起足够重视。在“哥伦比亚”号16天飞行期间出现的8次研究泡沫材料脱落问题的机会也都被错过了。
报告指出,上述决策失误并不是简单地撤换人员就能解决的。这些失误反映了美国宇航局航天飞机计划中存在的组织管理缺陷。这些缺陷主要体现在部门间缺乏有效的相互制约机制,没有独立的安全评估体系,不能对高风险项目进行有效管理。
与此同时,报告也指出,“哥伦比亚”号事故的直接技术原因是这架航天飞机发射升空81.7秒后,从其外部燃料箱外脱落的一块泡沫材料撞上了航天飞机左翼前缘的热保护部件并形成了裂孔。今年2月1日,当航天飞机重返大气层时,超高温气体从裂孔处进入了“哥伦比亚”号机体,引发了一系列连锁反应,造成航天飞机解体,7名宇航员全部遇难。
反思与未来
反思缺陷
美国宇航局原来设想航天飞机比宇宙飞船更安全,因为航天飞机是人类第一次把航天与航空技术高度有机结合的创举,有很大机翼的航天飞机可准确地滑翔降落到预定的跑道上,而宇宙飞船返回时只能采用在海面某一区域降落或在荒原某一区域上径直着陆的方式。然而实际上,由于体积庞大、结构复杂,发射航天飞机轨道器只能与外贮燃料箱并联在一起,所以它并不安全,轨道器很容易受到从外贮箱掉下来的保温材料的撞击,至今,美国5架航天飞机已失事了两架,牺牲了14名航天员。
原来以为航天飞机能像民航客机一样,每次返回后进行简单维修就可再次发射,并乐观地估计每1—2周就能进行一次发射,1年能发射24次。但实际上由于每架航天飞机发射完以后维修量很大,所以发射时间间隔也很长,一般情况下航天飞机每年仅能进行5—6架次的发射。另外,按照原来的设计,每架美国航天飞机的轨道器应可以重复使用100次,然而实际上美国的5架航天飞机总共才进行了135架次飞行就全部退役了。
航天飞机的另一个大问题是,航天器在发射时最好呈360度对称,但航天飞机并不对称。此外,由于背着一个巨大的燃料箱,两边还各有一个助推火箭,航天飞机在发射架上很不稳当。发射时,航天飞机本身先点火,之后它会往一边倒,再被反弹回来,这时助推火箭再点火,但这个过程肉眼并不能看出来。这“一倒一回”的过程,极易造成助推火箭漏气,引发严重后果。
未来计划
美国宇航局(NASA)强调,美国的载人太空飞行事业仍然一片光明,NASA正全力筹划下一个划时代的太空探险任务:在15年内送宇航员登陆近地小行星(NEA)。
登陆近地小行星的主要目的,是要评估小行星上的水、铁、镍、白金等资源,实验开采方法;并且研发及测试预防小行星撞地球的方法。
美国国防部最大军火承包商洛克希德马丁,已拿到NASA64亿美元合约,建造“猎户太空舱”(Orion capsule),未来将载6名宇航员登陆小行星,甚至可能本世纪30年代之前登陆火星。
猎户太空舱预定2016年首度升空试飞,但NASA必须先解决发射系统问题,而最大变量在于预算。
其实因为预算前景黯淡、缺乏政治共识等因素,美国的载人太空飞行任务前景,至今无法提出具体规划,许多人担心美国太空事业领导地位可能从此一落千丈。
NASA副署长葛芙(Lori Garver)女士声称,美国在太空飞行持续扮演领导地位,起码未来半个世纪仍占优势。
但报道称,这种乐观的看法与现实不符:过去20年来NASA迟迟无法研发出新的发射技术。美国至少三次雄心勃勃开发新的发射系统,但每次都无功而返,现在并无开发中的新硬件。
连NASA高层都承认,随著航天飞机时代经验丰富的工程师、科学家与技术人员退休,NASA面临工业基础与专业知识流失的严重问题。
新华国际












