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科技日历丨“挑战者号”悲剧17年后,NASA的官僚主义再酿航天惨剧

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 黄琨 • 2020-02-01 20:00:27 来源:前瞻网 E7633G1
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科技日历

在“挑战者号”航天飞机失事17年后,2003年2月1日,美国“哥伦比亚号”航天飞机再次发生了7名航天员死亡的严重事故。这让航天飞机的安全性饱受质疑,成为后来美国中止航天飞机项目的重要原因之一。

无独有偶,在2起事故中,美国航天体制中的官僚主义都产生了重大影响。甚至可以说,“哥伦比亚号”事故是一场谋杀。

北京时间当天20:00,“哥伦比亚”号在距地面280公里的轨道上 绕地球飞行,乘务人员得到休斯顿地面任务控制中心的绿灯信号,开始准备返回地球大气层。

21:09,天空上的雾散去。返回飞行指挥官勒鲁瓦·卡恩向“哥伦比亚”号发出离开地球轨道指令。

21:15,航天飞机小型方向控制用火箭发动机打开,时间为3分钟。航天飞机的尾部向着地球,开始降落。

21:44,“哥伦比亚号”进入大气层。

21:59,休斯顿地面任务控制中心向“哥伦比亚号”发送指令:“哥伦比亚,这里是休斯顿。我们看到你们的轮胎压力信息,但没有抄下你们最后的数据。”“哥伦比亚号”机长里克·赫斯本德回答:“收到,但……”他的话戛然而止,在一阵噪音之后,地面与“哥伦比亚”号便失去了联系。

22:00,地面目击人员报告称,他们看到“哥伦比亚”号碎裂成无数小块,在天空拖过一条长长的白烟。

当天,NASA召开新闻发布会,确认了“哥伦比亚号”航天飞机失事、机上7名宇航员全部遇难的事实。

NASA在2004年8月13日报告称,“哥伦比亚号”航天飞机外部燃料箱表面泡沫材料安装过程中存在的缺陷,是造成整起事故的祸首。

外部燃料箱表面脱落的一块泡沫材料击中航天飞机左翼前缘的名为“增强碳碳”(即增强碳-碳隔热板)的材料。当航天飞机返回时,经过大气层,产生剧烈摩擦使温度高达摄氏1400度的空气在冲入左机翼后融化了内部结构,致使机翼和机体融化,导致了悲剧的发生。

这一结果离事故发生已过去1年多。据NASA和事故调查委员会解释,这是由于事故发生后,大家迟迟无法找到泡沫材料和燃料箱部件进行检验,所以一直没对事故原因作出最终定论。

最终,是NASA内部负责“哥伦比亚号”外部燃料箱工程的首席工程师尼尔·奥特对外透露,宇航局经多次试验确定,泡沫材料安装过程有缺陷是造成事故的主要原因。奥特表示,泡沫材料本身并没有问题,但是当工程人员用喷枪在燃料箱外敷设泡沫材料时,各块泡沫材料之间留下了缝隙,这样在飞行过程中,液态氢可能渗入其间,并且受热膨胀,将泡沫材料撑开脱落。

2009年12月30日,NASA公布“哥伦比亚”号航天飞机失事的最终调查报告,细述了“哥伦比亚号”解体前舱内的最后情况。报告还重点关注宇航员安全问题,提出多项改进意见。根据这些宝贵的经验,航天人员改进了航天飞机设计,并顺利发射了后来的“发现号”、“亚特兰蒂斯号”、“奋进号”航天飞机,各航天计划按部就班地推进着。

然而,NASA前飞行主管韦恩·哈尔在事故十周年当天的一番话如同平地其惊雷,再将公众目光吸引到了这次事故中。他表示,NASA其实早在事故发生前,就预知到了接下来的结果。

2003年1月23日,尚处于太空之中的“哥伦比亚号”机长赫斯本德收到了来自地面的一封奇怪邮件,邮件中提到:“在升空80秒左右,照片分析显示有一些从外挂燃料箱上脱落的绝缘泡沫碎片撞击了航天飞机左翼的下表面。”

之所以说奇怪,是因为他们大费周章使用宝贵的太空通讯资源告诉机组这么一件事,同时却表示,“这件事其实根本不值一提”,称发信只是为了让他们“不会在记者提问时对这个问题感到惊讶”。

对于问题,地面人员解释道:“专家已经对高速摄影进行了审查,无需担心碳纤维板RCC或隔热瓦有损坏。我们在其它几次航天飞机升空时也看到过相同的现象,因此完全不必担心返回时会有问题。”

事实上,问题比邮件上说的严重得多。

2003年1月16日航天飞机发射后,航天中心的摄影工作组在2小时内初步检查了跟踪摄像机的视频,并未发现问题。然而,第2天高清胶卷冲洗出来后,他们发现了问题——发射第81.9秒,外挂燃料箱左脚架区域一个巨大物体飞出,似乎撞在了飞行器左机翼下侧。

工作人员惊呆了,他们从未见过如此大的物件撞击航天飞机。然而,由于经费不足疏于维护,12台摄影设备只有1台拍摄到了该物件的模糊画面,以至于他们无法确定物件以及造成的潜在损坏。

于是摄影工作组负责人鲍勃·佩奇立即起草了一份报告,附上录像带,在下午3:15发送给了上级部门以及航天飞机承包商波音,并要求上级向国防部提申请,希望调用间谍卫星的高清图像,观察航天飞机的受损情况。

诡异的是,该提议迅速遭到了NASA上级部门的拒绝。

波音工程师收到报告后,迅速对此事提起重视。尽管接下来2天是周末,但是他们仍然开始加班加点地分析问题。然而,尽管他们尽力估算出了关于碎片的部分信息,但视频的信息量不足,很难判断航天飞机的具体损伤。于是他们给航天中心发去邮件,希望让“哥伦比亚号”上的机组人员目视观测受损情况。

诡异的事再次发生,这封邮件石沉大海,没有回复。

在接下来几天,NASA航天飞机部门焦头烂额地研究这个问题,并达成了共识——对航天飞机来说,这是严重的潜在威胁。所有关键岗位的主管都意识到了问题。然而,他们向上级发去的报告全都石沉大海。

1月22日,3名主管通过其他渠道向国防部提出了调用间谍卫星的请求,得到的回应却是,由于NASA任务管理小组主席琳达·汉姆并未授权,国防部没有收到NASA的正式申请,因而无法调用相关数据。

NASA的态度让各方都感到不解。

1月24日,波音、美国太空联盟、NASA开了一场会。会上,各方人员都向NASA任务评估室经理唐·麦科马克介绍了碎片评估小组的发现和担忧。NASA自己的工程师也挤满了会议室,他们对哥伦比亚号的状况表示高度关注,人多到会议室都没法坐,大家都站着挤在一起,有些来晚的人都只能站在走廊上。

诡异的事第3次发生了,NASA虽然听取了他们的报告,但在绝大多数工程师都表示担忧的情况下,任务管理小组却表示,这不能算是飞行安全问题,仍然拒绝申请调用间谍卫星。到直到最后,国防部的间谍卫星也没有拍摄到1张关于“哥伦比亚号”的图像,而机组人员也以为这只是一桩小事,懵懵懂懂地启动了降落程序。

事实上,在降落过程中,地面数据清楚地记录了损坏部位对航天飞机失事的影响。

当天21:52,休斯顿地面任务控制中心的控制记录显示,航天飞机的左侧起落架温度发生轻微异常变化。3个水压热传感器显示的左侧起落架温度在8-15℃之间。

21:53,航天飞机左翼第4个传感器显示温度仍在上升。

21:54,整个机身的温度因左翼温度而上升了15摄氏度。

21:57,航天飞机开始出现向左偏转的趋势,休斯顿地面任务控制中心失去与航天飞机左翼温度传感器数据传输之间的联系。

21:58,航天飞机左侧一种无法解释清楚的力量推动“哥伦比亚”号向左滚动,配平滚动稳定器自动打开,试图修正航天飞机的降落位置。

随后便发生了文章开头描述的最后时刻对话。

在美国刚刚发射航天飞机时,泡沫掉落的问题是很受重视的,因为航天飞机热保护系统某些部分十分脆弱,轻轻一按就能留下凹痕,很容易被撞击损坏。然而,随着一次又一次成功着陆,NASA高层似乎越来越认为脱落泡沫是不可避免的,是可以接受的风险。

事实上,就在“哥伦比亚号”事故发生的2年后,在一次任务中,“亚特兰蒂斯号” 燃料箱掉落的碎片砸掉了一块隔热瓦,露出了机身。幸运的是,露出的一个导航天线,这恰好是航天飞机大面积铝制蒙皮中存在的一小块不锈钢,所以侥幸没有在进入大气层时的高温中被烧穿,让NASA逃过一劫。

在NASA高层官僚看来,泡沫脱落碰撞是习以为常的事,不值得为此事耽误航天飞机任务的完成。但是运气总是要用光的。和20年前“挑战者号”的悲剧一样,这都是美国航天官僚体制的问题。

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