挑戰者號緣何爆炸?12億美元的太空梭,毀於900美元

2020-12-03 科學信仰

自從人類抬頭仰望星空開始,就一直夢想著能夠親身前往宇宙之中,而現在這個夢想已經成真,雖然人類前往宇宙的夢想變為了現實,但實際上真的能夠前往宇宙的也僅僅是人類的代表,太空人。

作為一名普通的中學教師,克裡斯塔·麥考利夫按理說這輩子恐怕都不會有機會接觸太空,然而令她意想不到的是,她竟然成為了美國歷史上第一個有機會進入太空的平民。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。

作為一名普通的中學教師,能夠獲得前往太空的機會是難能可貴的,所以當時應徵的教師數量超過了1萬名,而就是在這1萬多名應徵者之中,中學女教師克裡斯塔·麥考利夫脫穎而出了。

麥考利夫不僅是一名中學教師,而且還是兩個孩子的母親,不僅麥考利夫自己對於能夠獲此殊榮感到無比榮幸,她的家人對此也給予了大力支持,在四個月的太空模擬訓練期間,家人們主動承擔了照顧兩個孩子的重任。時間來到了1986年1月28日,此時的挑戰者號太空梭已經準備就緒,包括麥考利夫在內的7名太空人已經在太空梭的密封艙中待命,而在六公裡以外,是觀看此次太空梭發射的看臺,這個看臺可以容納超過1000名的觀眾,而其中也包括麥考利夫以及其它太空人的家人。

很快,挑戰者號點火升空了,起初看似一切順利,這一壯觀的景象讓身處看臺上的麥考利夫家人讚嘆不已,此時他們不會想到,在73秒之後,一次災難性的重大事故將會發生。

當時,挑戰者號已經達到了16600米的高空,突然之間,隨著一股火光迸出,太空梭瞬間爆炸,機體化為碎片,只留下了一團向外發散的濃煙。我們很難想像目睹了這一切的麥考利夫家人此時的心情。而與麥考利夫家人遭受同樣打擊的還有美國航天局,要知道,按照計劃這一年太空梭的飛行計劃多達15次,而現在才剛剛開始就發生了如此重大的事故。於是,美國航天局一方面安排搜尋挑戰者號的殘骸,另一方面則開始調查事故的原因。要搜尋一架在16600米高空爆炸的太空梭殘骸絕不是一件輕鬆的事情,所以整個搜尋工作持續了大約7個月。

最終,包括太空人密封艙在內的諸多太空梭碎片被打撈了上來,其中還包括一個令人五味雜陳的發現,那就是麥考利夫準備的關於太空探索的授課稿件,被發現時,這張稿件正孤獨地漂浮在大西洋上。

那麼,這架耗資12億美元的太空梭為什麼會發生突然性的爆炸呢?調查的結果令人瞠目結舌,一切竟然毀於一個造價900美元的橡膠圈。在太空梭的固體火箭燃料助推器上有一個密封墊,而密封墊上有一個O型密封圈,這個密封圈存在的作用就是避免固體火箭燃料助推器的火焰從縫隙竄出。而這個密封圈的工作原理就是利用火箭發動機燃燒所引起的升溫而膨脹,從而起到密封的作用。然而問題就出在了這個密封圈的材料上,它是由人工合成橡膠所打造的。

以人工合成橡膠製造O型密封圈在正常情況下沒有問題,唯一的問題是這種材料不耐低溫,而發射當天恰好氣溫過低,以至於在發射之前,發射臺上都已經結了冰。

人工合成橡膠所製造的密封圈在低溫的環境下會硬化,硬化後的密封圈便失效了,無法在升溫的過程中正常膨脹,所以也就無法完成本應它完成的密封任務。於是火焰從固體火箭燃料助推器中竄了出來,直接就燒穿了外掛燃料倉,而在外掛燃料倉中有著40000公升的液態氫,於是爆炸就在一瞬之間發生了,而在後來的調查中發現,位於密封艙的太空人並沒有全部在爆炸的過程中喪生,他們中的一部分人是在密封艙墜入大西洋後才死亡的,而在這種情況之下,想要迅速對墜落的太空人展開搜救根本是不可能的。在美國的太空梭史上,一共製造過5架太空梭,其中就有兩架失事,這可能也是太空梭計劃終止的原因之一。除了挑戰者號以外,另一架失事的太空梭是哥倫比亞號。

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