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过分自信导致的灾难成功与噩梦并存的航天飞机时代(上)

时间: 2024-03-21 04:01:54 |   作者: 安防设备

  20世纪70年代到80年代,是冷战的最后十年,也是太空竞赛中最后的阶段。美国宇航局 (NASA) 当时的一项重大计划就是航天飞机。这是一种可重复使用的、可用于多项任务的航天器,尤其是能帮助建造计划中的美国空间站。

  的确,航天飞机最初的计划和希望——每周发射一次——表明了这项计划和想法是多么先进。在航天飞机时代,尽管悲剧不断,却是人类太空探索的一个经典时代。

  从1981年到2011年,NASA共发射了134次航天飞机任务。然而,这些发射并没有超越登月的成就。更重要的是,在航天飞机计划的生命周期内,曾经发生了两次致命的灾难,夺走了14名宇航员的生命。这使得人们对该计划在随后几年的总体成功率提出了疑问。

  虽然篇幅有限,也没时间在这里详细的介绍每一次航天飞机的飞行任务,但我们将全面介绍这两场让这个计划退场的灾难 (其中每一场灾难本身都可以写成一本书)。我们将看到,航天飞机时代将是太空探索历史上最令人难忘的时代之一,然而,这是一个成功、进步和悲剧的混合体。

  从1981年到2011年,航天飞机计划和太空运输系统 (STS) 任务的根源可以追溯到1969年——阿波罗11号机组人员登陆月球的那一年。虽然航天飞机计划在1972年就真正开始启动了,甚至被贴上了定期进入地球轨道的“太空卡车”的标签,但直到1975年阿波罗-联盟号任务之后,NASA才将全部注意力和预算转移到航天飞机上。

  当时关于后阿波罗时代的世界应该是啥样子,有好几种不同的设计和概念,航天飞机只是其中之一。事实上,这些设计中的许多都是围绕着一个美国计划建造的空间站。当然就像我们后来看到的,这个目标在20世纪80年代中期停滞不前,并最终演变成为了建造国际空间站。

  在最终被选中后,人们的关注点立即转向了该项目的长期融资,最后导致美国空军去参加了。空军立即着手在航天飞机计划中发挥自己的作用,但也加入了一些军事动机,比如他们要求能够在回收其他间谍卫星的同时,也能将间谍卫星送入轨道,甚至要求他们偶尔能够对苏联进行间谍活动。

  航天飞机的第一次试飞发生在1977年,同年8月至10月间一共进行了五次进场和着陆飞行。到了20世纪80年代,罗纳德·里根入主白宫时,航天飞机计划已经准备好向世界展示自己。

  1981年4月至1986年1月期间,航天飞机成功执行了24次任务。第一架“哥伦比亚”号航天飞机于1981年4月12日发射,一共搭载了两名机组人员 (任务指挥官约翰·杨和飞行员罗伯特·克里彭) 环绕地球飞行了54个多小时,然后安全返回爱德华兹空军基地。这次飞行是第一次使用可重复使用航天器的太空飞行。顺便提一下,这次发射也发生在尤里·加加林首次太空飞行20周年纪念日 (尽管这是由于发射推迟了两天,而不是原计划)。

  7个月后的1981年11月12日,“哥伦比亚”号再次发射,带着两名机组人员 (指挥官乔·恩格尔和飞行员理查德·楚利)。他们将在轨道上度过与第一次任务相同的时间,测试几项技术设备,包括航天飞机成像雷达和机械臂。1982年6月27日的第四次哥伦比亚任务实现了第一次将科学和军事有效载荷进入地球轨道,包括一个导弹探测系统。

  最初的四次飞行是航天飞机的正式测试飞行,该计划真正开始启动,并在之后的所有飞行中全面运行。

  挑战者号的第一次飞行是在1983年4月4日,在这次飞行中还部署了关键的跟踪和数据卫星。大约两个月后的1983年6月18日,挑战者号的第二次任务是将美国第一位女宇航员萨莉·莱德送入太空。在8月30日的第三次飞行中,圭恩·布鲁福德成为第一个进入太空的非洲裔美国人。

  发现号的第一次任务是在1984年8月30日。在不到六个月的时间内,1985年1月24日,发现号的第三次任务也开始了,这是国防部的第一次机密任务。当发现号在1985年4月12日再次飞行时,它载着第一位政治家杰克·加恩进入太空。而1985年6月17日的下一次飞行又载着第一位皇室成员苏丹·本·萨勒曼·阿勒沙特进入太空。1985年11月26日亚特兰蒂斯号发射时,第一个墨西哥人鲁道夫·内里·维拉被送入太空。

  尽管并没有以每周一架的速度发射,但航天飞机项目在很大程度上,至少在最初阶段,被认为是完全成功的。24次航天飞机任务中的每一次都带来了在地球轨道上工作的一次新的尝试,这反过来又导致了对飞行器的调整和改进。他们还将非宇航员送入太空,因此也保持了外界对这一个项目的兴趣。

  不过,在哥伦比亚号任务 (STS-61-C) 成功完成两周多后进行的第25次任务将是一次将被铭记的任务。

  到1986年1月挑战者号太空任务开始时,人们对航天飞机计划产生了一种过分的自信。

  就像之前的几次航天飞机任务一样,STS-51-L也将首次搭载特殊身份机组人员:克里斯塔·麦考利夫成为第一位进入太空的普通教师。其他机组人员包括指挥官弗朗西斯·斯科比、飞行员迈克·史密斯、任务专家埃利斯·奥尼祖卡、朱迪思·雷斯尼克和罗纳德·麦克奈尔,以及有效载荷专家格雷格·贾维斯。没有人会想到,这将是一个以灾难告终的任务,一个没有人能回来的任务。

  也许造成这场灾难的原因之一是异常寒冷的天气。杰伊·巴伯里在《卡纳维拉尔角现场直播》一书中写道:寒冷的天气锋面从加拿大向南移动,直奔佛罗里达。以至于佛罗里达州庞大的肯尼迪航天中心都在缓慢爬行。

  在计划中的挑战者号发射的1月28日凌晨,“气温降至零度以下”。然而,跟着时间的流逝,太阳终于使气温更接近佛罗里达的气候。由于天气原因,发射已经推迟了几天。“现在看来,这项任务终于要进行了。“

  宇航员们在挑战者号上就位,所有人都热切地为他们的任务而兴奋,不幸的是,他们都不清楚自己的命运。正如巴伯里所写的那样,“尽管有这样的公关形象,但挑战者在各方面都是一座被控制的冰山”。最终,当标准的10分钟停留时间在倒数9分钟时,很明显,冰冷的环境确实给宇航员带来了危险。这一次,在温度上升到零下17度以上之前,这种停留是无限期的。

  上午11点左右,任务控制中心证实,温度开始达到商定的可接受水平,挑战者号准备升空了。

  上午11点39分 (美国东部时间),挑战者号航天飞机终于离开了发射台,全世界数百万人通过电视观看了这一时刻。

  即使在发射的最初阶段,也有阻止灾难发生的可能。在摄像机镜头下,人们注意到现场接头冒出了一股轻微的烟雾,这表明右侧固体火箭助推器的O形环失效了。然而,在升空后仅两秒钟,助推器内的固体燃料 (氧化铝颗粒) 就临时 (意外地) 密封了起来。因此,挑战者号继续上升。

  宇航员们并没意识到他们正处于致命的危险之中,他们变得热情高涨,随着挑战者号慢慢的升高,他们兴奋不已!

  然而,30多秒后,造成多次延误的天气再次发挥了作用,更加不用说一些工程师的担忧了。 在大约10,000英尺的高度,每小时84英里(飓风速度)的特别强烈的水平风切变震动了挑战者号,最后导致右侧助推器上的接头松动。

  对于那些在下方和家中观看的人来说,发射一切正常。然而,就在60秒标记之前,跟踪上升过程的摄像机注意到受影响的助推器上的黑色雾状羽流。实际上,这是气体逸出。两秒钟之内,可以在右侧助推器上看到很明显的火焰。

  巴伯里将这样的景象描述为“一道耀眼的火焰从关节开口处爆裂,形成了一股威力巨大、令人生畏的喷灯”。发生这种情况时,里面的机组人员没意识到任意的毛病,并继续通过任务控制中心进行发动机检查。

  然而,当火焰向上蔓延到助推器的右侧并最终到达挑战者号时,至少能听到坐在驾驶座上的一名宇航员迈克·史密斯说“呃-哦!”之前,在大约48,000英尺的高度,航天飞机解体了。

  巴伯里在发射场附近的新闻区观看了整个发射过程,他回忆说,“没有爆炸,只是一个瞬间增长的火焰怪物,金属撕裂”,并在那里“破碎成燃烧的锯齿状碎片”。这些碎片在“通过弯曲的弧线翻滚”之前继续上升了几分钟,并最终开始了它最后的悲惨坠落。毫无疑问,挑战者号上的人都死了。

  尽管NASA此前曾遭受过不少挫折,但毫无疑问,佛罗里达州刚刚发生的事情是有史以来最糟糕的一次。

  下面聚集点观看发射的人——包括宇航员家属——难以置信地抬起头来。世界各地的新闻频道虽然意识到没有人能从他们刚刚目睹的一切中幸存下来,但也都无法正式确认所有机组成员都丧生了。

  虽然所有目睹悲惨事件的人都感到震惊,但参与发射的一些工程师和其他人很快就意识到问题可能出在天气和O形圈。巴布里在书中写道,“冻结使关键的O型圈失去了弯曲、膨胀和密封的能力”。正因为如此,助推器的旋转产生了一个微小的间隙,这足以让灾难展开。

  事实上,早在1971年就有人担心O形圈可能会失效。当时使用加压水进行的测试表明,O形圈开始形变,而不是像它们应该的那样密封得更紧。当然,这在某种程度上预示着气体逸出的可能性增加了。

  更重要的是,制造相关部件的Thiokol的工程师多次向固体火箭助推器项目的经理乔治·哈代提出了这些担忧,但基本上被忽略了。即使在挑战者号发射前的几个月里,人们仍然担心由于O形圈无法正常工作而导致灾难发生的真正可能性。即使在等待温度上升的延迟期间,“任何一年级工程专业的学生都必须要知道”,“外面的太阳的温暖没有办法解决火箭内部关键O形密封圈的问题”。无论外面的温度上升多少,它们都会保持寒冷。因此,这些零部件的密封性被削弱了。

  在《挑战者号 美国悲剧:发射控制的内幕》一书中,休·哈里斯进一步探讨了停止发射并最终挽救宇航员生命的机会。他记录了30多位Thiokol的经理和其他高层人士会面的谣言是如何在发布前一天晚上发生的。他说,虽然在此类事件发生后流传着许多此类谣言,但“这个事实被证明是真的”。

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