太空史上最大慘劇:挑戰者號太空梭爆炸30年

2021-01-10 快科技

30年前的今天,1986年1月28日,在佛羅裡達甘迺迪航天中心,「挑戰者」號太空梭在升空73秒後爆炸解體,7名太空人殉職。這次事故,是美國宇航局也是人類太空探索史上最沉重的悲劇。

事後的調查表明,此次事故的根源來自一個不起眼的橡膠部件——「O-ring」( O型環)。由於發射時氣溫過低,橡膠失去彈性,使得原本應該是密封的固體火箭助推器內的高壓高熱氣體洩漏,最終導致高速飛行的太空梭在高空解體。

事故還原

挑戰者號最初計劃於美國東部時間1月22日下午2時43分在佛羅裡達州的甘迺迪航天中心發射,但是由於上一次任務的延遲導致發射日推後到23日,然後改延遲到24日。接著,因為塞內加爾達喀爾的越洋中輟降落場地的惡劣天氣,發射又推遲到了25日。而根據氣象預報指出,甘迺迪航天中心當時的天氣情況不宜發射,發射再次推後到美國東部時間1月27日上午9時37分。在發射前的測試時,由於外部艙門通道出現了問題,發射再推遲了一天。

發射前一晚,NASA工程師和負責飛船焊接及密封的塞奧科公司工程師一起討論了天氣對任務的影響。雖然有人表示了對橡膠材料密封性的擔憂,但最終管理層依然決定在28日進行發射。

28日上午11時39分,太空梭主發動機點火,僅0.6秒後,第一個故障徵兆就已顯現。從現場攝像機拍攝的畫面中可以看到,一股黑色煙霧從發動機右側尾部噴出,持續了約2秒。

事後調查表明此黑煙是由接縫開裂導致,主O型環原本的作用即是封閉該裂縫,但由於溫度過低失效,而副O型環又因為金屬部分的崩離而偏離了原有位置。

點火後58秒,一臺追蹤攝像機捕捉到了右側發動機靠近尾部支架處出現的煙羽,可燃氣體開始洩露。

第64秒,煙羽突然改變了形狀,同時出現了肉眼可見的異常火光,這表明尾部燃料艙的液氫艙開始出現洩漏。

在電腦控制下,主發動機的噴嘴開始轉動,試圖補償助推器產生衝力導致的不平衡。

在地面控制人員和太空人看來,出現這種情況還在正常範疇內。

第68秒時,地面通信告知太空人「執行加速」,指令長迪克·斯科比確認了這一信息並回覆:「收到,執行加速。」這也是挑戰者號機組成員留下的最後一條通訊信息。

不到10秒鐘之後,挑戰者號在14600多米的高空解體,隨著外部燃料箱的瓦解,脫離了正常飛行姿態的挑戰者號被突如其來的巨大氣流衝擊下被撕裂。

25秒後,殘存的駕駛艙在慣性作用下升至19800米高空,隨後開始自由落體,在數分鐘後以330公裡/小時的高速濺落海面。7名太空人全部罹難。

調查表明,在太空梭解體爆炸前,至少有3名航天員並沒有馬上死亡。他們打開了太空梭上的應急供氧設備試圖自救,但最終因高空低溫、缺氧和接觸海面時500多G的超重而無法倖免。

在太空梭設計期間,曾有幾次提及發射逃生系統,但NASA的最終結論是:太空梭的高可靠性不需要額外設計這一系統。

事故發生後,NASA的飛行控制室裡最初十幾秒一片寂靜,沒有人相信在顯示器上親眼看到的一切。

隨後,在執行了一系列搜尋和安全措施之後,飛行指揮最終確認了這一悲劇,並啟動了緊急程序,封存了現場數據,以供後續調查。

詳細調查

1986年2月3日,時任美國總統隆納·雷根親自下令,宣布成立調查委員會,前美國國務卿威廉·羅傑斯擔任主席,參與調查的14名委員會成員包括太空人尼爾·阿姆斯特朗(副主席)以及諾貝爾獎獲獎者理察·費曼等人。

在持續數月的調查工作中,委員會訪問了超過160名有關人員,查閱了6300餘份文檔,總篇幅超過12萬頁,以及大量各個角度拍攝的現場圖片和影像資料。

委員會中最著名的一位成員是理論物理學家理察·費曼,他以自己的風格直接進行調查,而不是依據日程表進行。

這讓他與羅傑斯產生了意見上的分歧,後者曾經抱怨到:「費曼才是真正讓我頭痛的事。」

在一場電視廣播的聽證會上,費曼將材料浸泡在一杯冰水之後,展示了O型環如何在低溫下失去韌性而喪失密封的功能。

1986年6月9日,委員會公布了最終的事故調查報告。

報告指出,挑戰者號的意外是由右側固體火箭推進器尾部一個密封接縫的O型環失效,導致加壓的熱氣和火焰從緊鄰的外加燃料艙的封緘處噴出,造成結構損壞。O型環的失效則歸因於設計上的缺陷,以及發射時持續多日的低溫都是潛在的因素。

除了設計和天氣原因之外,調查委員會還將事故原因部分歸咎於NASA本身的不完善的內控制度和決策機制。

在2003年哥倫比亞號災難之後,NASA內部對安全問題的態度再次成為關注的焦點。

哥倫比亞號事故調查委員會認為,NASA未能從挑戰者的事故中學到足夠多的教訓,「造成對挑戰者號(事故)負有責任的制度失效原因並未消除」,意即導致挑戰者號事故「有瑕疵的決策過程」,在17年後導致了哥倫比亞號的悲劇。

 

相關焦點

  • 32年前:「挑戰者」號太空梭升空爆炸
    32年前,美國太空梭「挑戰者」號升空後爆炸。28日上午11點39分,「挑戰者」號點火升空,一股黑色煙霧從發動機右側尾部噴出,持續了約2秒。不到10秒鐘後,挑戰者號在1.46萬米的高空解體,而飛船上的7名太空人全部罹難。事後,美國政府專門成立的調查委員會調查原因。
  • 挑戰者號緣何爆炸?12億美元的太空梭,毀於900美元
    自1981年4月12日,第一架太空梭發射開始,美國的太空梭計劃正式啟動了,在短短的四年多時間裡,就完成了24次太空梭飛行,時間來到了1986年,在這一年的1月28日,將要展開太空梭的第25次飛行,與以往的飛行不同,這一次將首次攜帶平民前往太空,美國航空航天局將要挑選一名教師在太空中對全美的中學生進行有關太空探索的授課。
  • 1986年挑戰者號太空梭空難罕見細節曝光,竟沒準備逃生系統
    在美國佛羅裡達州的甘迺迪航天中心,「挑戰者」號太空梭在霧氣籠罩中往發射架移動。挑戰者號太空梭是美國正式使用的第二架太空梭。開發初期原本是被作為高擬真結構測試體1986年1月28日,在升空高度達到大約10英裡(約合16公裡)後,「挑戰者」號發生爆炸,7名太空人全部遇難。調查發現這場空難事故由其中一個火箭發出故障所致。
  • 1986年1月28日,美國挑戰者號太空梭升空後解體
    挑戰者號太空梭是美國航空太空總署(NASA)旗下正式使用的第二架太空梭。於1983年4月4日正式進行任務首航。挑戰者號此前共飛行9次,繞行地球987圈。1985年4月29日,王贛駿(Taylor Wang)乘坐挑戰者號參與太空任務,是第一位登上太空的華人。
  • 挑戰者號太空梭爆炸細節分析(上)
    瀚海狼山(匈奴狼山)前兩天的推文中,分別提到了太空梭和固體大型火箭。而過去同時具備這兩樣的大型飛行物就是超級大國的太空梭系統。因此要區分單純的太空梭軌道器和完整的太空梭系統的差異。單純的軌道器自然就是平時說的太空梭。但是單純這樣一個「飛機」是根本無法飛行的。只能從軌道上減速以後滑翔返回地面。在地面上進行轉場運輸還需要用其他的大型飛機馱著飛。因此完整的太空梭,應該算完整的太空梭系統。其實主要是由4大部件組成:第一就外觀可見的太空梭本身;第二是中間巨大的太空梭外掛燃料箱。
  • 1986年的今天,挑戰者號座艙被尋獲,太空人並非死於太空梭爆炸
    ,太空梭是被炸毀者。起因是固體火箭密封圈失效導致高溫氣體洩漏,破壞了中部的燃料箱導致爆炸。這是一起本可以避免的事故,具體在1月28日的文章中有介紹。  1986年1月28日上午,太空梭升空後的時間72.284秒,右發固體推進器脫離主結構;72.525秒,太空梭受到一個可感知的橫向推力;半秒之後,感覺出了問題的飛行員Michael Smith發出一聲「啊~哦」,這是挑戰者號最後的通信記錄。
  • 挑戰者號太空梭到底是如何爆掉的?(完整篇)
    太空梭這個系統在使用的幾十年裡,發生了2次大事故,給人印象最深的自然是1986年的挑戰者號的凌空爆炸。事故原因是基本清楚的,但是網上大多數描述卻顛三倒四。狼山就把這個事情再捋一捋,看看有哪些要點需要注意。挑戰者號在起飛73秒以後,在距離地面16600米的高度爆炸。肇事的起因是右側的那個固體助推器燃氣洩露。但是爆炸之後,兩個助推器居然沒事一樣的繼續飛行。導致事故現場爆炸雲團上出現了著名的「角」。
  • 挑戰者號升空僅僅73秒,7名太空人葬身火海,究竟發生了什麼?
    【ALENG 自媒體】10月29日午間自媒體專稿,33年前的挑戰者號太空梭爆炸,成為人類航天史上最為嚴重的一次事故,儘管事情已經過去了30多年,而且關於該爆炸事故的官方調查結論也早已發布,但是如此嚴重的一次航天事故背後,究竟有哪些不為人知的幕後新聞,多年來,實際上傳聞非常多。
  • 航天史最大慘劇,明知零件有問題,美國仍堅持發射,7名太空人化成焦炭
    航天史冊上最慘烈的航天災難,莫過於1986年挑戰者號太空梭爆炸,7名太空人喪生,這是太空人犧牲人數最多的一次事故。而這起事故本可以完全避免,然而為了完成任務,美國堅持發射,最終導致了災難的降臨。
  • 挑戰者號太空人羅納德·麥克奈爾的30個事實
    麥克奈爾控制中心,1980年代1984年,他成為第二位在太空中的非裔美國人1984年2月,羅納德作為太空人首次乘坐「挑戰者」號太空梭執行STS-41B任務。這次任務部署了兩顆通信衛星,測試了許多設備和技術。羅納德主要負責191小時的繞地球飛行122次的各種實驗。
  • 什麼致命缺點讓太空梭被淘汰?
    作者:龔鈷爾 1986年1月28日,美國第二架太空梭「挑戰者號」因固體助推器密封環失效,升空後爆炸,7名太空人全部殉難。這場慘劇也導致了太空梭後來被淘汰。現在,就來看看這是怎麼回事! 2011年7月21日,伴隨著美國「亞特蘭蒂斯號」太空梭的著陸,人類航天史上最恢弘壯麗、爭議很大的太空飛行器——太空梭,徹底退役。 那麼美國為什麼不研製新的太空梭、繼續太空梭時代呢?原因就是太空梭有致命的缺點。
  • 為什麼太空梭退出了探索太空的舞臺?
    快,關注這個公眾號,一起漲姿勢~微信公眾號ID:space-more 很多科幻電影中都會出現能夠自由穿梭在天地間的飛行器,讓人看上去不由心生嚮往。現實中,最接近這些飛行器的就要屬太空梭了。然而,太空梭只輝煌了30年就退出了歷史舞臺,讓許多太空梭愛好者都扼腕不已。
  • 為什麼NASA要讓太空梭退役?
    太空梭時代結束後,美國太空人只能買票搭乘俄羅斯的火箭前往太空——許多人覺得這種局面十分難堪。不過,未來,這種尷尬將不復存在。2020年5月30日,NASA太空人道格·霍爾利和羅伯特·貝肯乘坐私人太空公司SpaceX開發製造的載人龍飛船,飛往國際空間站。
  • 天鼎證券:談中國為什麼不製造太空梭?
    我們可以參照美國,5架太空梭——1981哥倫比亞號,1983挑戰者號,1984年發現號,1985年亞特蘭蒂斯號,1992年奮進號,花費超過2000億美元,這些費用夠維持4個核動力航母戰鬥群幾十年了。主要原因在於所謂的可回收大大超出了計劃,原計劃單次6000萬美元的費用飆升了10倍。
  • 3.4億,34年,馬斯克和NASA這個煙花,是對挑戰者號最好的致敬
    指尖君發現,這可能繞不開一個美國航天史上的一場噩夢:34年前的災難34年前(1986年),同樣在美國甘迺迪航天中心,同樣是在1月底(1月22日),同樣是寒冷的天氣,發生了美國歷史上最嚴重的航天發射空難:挑戰者號太空梭災難。
  • 科技日曆|NASA首架太空梭「企業號」揭開神秘面紗
    企業號太空梭長37.2米,寬23.8米,高17.4米,空重72.6噸,載荷艙長18.2米,寬4.6米,能將29.5噸重載荷送上370至1110公裡高的空間軌道,並可從空中帶回1.45噸重載荷。1977年,企業號成為第一架自由飛行的太空梭,它被一架經過改裝的波音747飛機背馱到25000英尺的高度,然後釋放,自動滑翔回了愛德華空軍基地。
  • 中國為何沒有太空梭?美國斥資兩千億,14名航天精英送了命
    太空梭兼具飛機和太空飛行器的性質,可以像火箭一樣垂直起飛,也可以像太空飛船一樣在軌道上運行,還可以像飛機一樣水平著陸,它可重複使用,往返於太空、宇宙和地面之間。太空梭有著一系列優勢,比如體積大、可多人乘載、有效載荷大等,它是一個多面手,可以完成多種任務,比如釋放、回收、維修衛星,進行多種微重力科學實驗等。
  • 真實的「星球大戰」:劃時代的「暴風雪」號太空梭為何夢碎蘇聯
    文|時間の凝固者2018年2月,特斯拉公司CEO埃隆.馬斯克一手打造的「重型獵鷹」運載火箭成功將一輛特斯拉跑車送到了太空。「重型獵鷹」火箭最大的特點便是它的可回收性。眾所周知,太空旅行費用居高不下的原因之一就是昂貴的運載火箭都是一次性產品。
  • NASA降半旗紀念「挑戰者」號失事25周年
    因為今年1月28日是「挑戰者號」空難事件25周年紀念日。NASA設在全國的站點都降半旗。此外,NASA的官員們還向甘迺迪航天中心等處的太空人紀念碑敬獻花環。NASA局長查爾斯•博爾登發表聲明說:「遇難太空人們的精神遺產永存,在我們的日常工作中激勵著一代代太空探索者。每天,我們都克服新的挑戰,以及有任何新發現,都是在向這些英勇的人們致敬。」
  • 中國能研製出殲20,為何遲遲不發展太空梭?錢學森的建議很關鍵
    39年前自大洋彼岸「哥倫比亞」號太空梭成功發射升空,人類從此便步入了太空梭時代,太空梭的最初目的就是為了節省發射成本,為了大力發展這種可重複使用的太空飛行器,之後又投入大量資金,繼續打造了「挑戰者」號、「發現」號、「亞特蘭蒂斯」號、「奮進」號太空梭,蘇聯為了對抗大洋彼岸太空計劃