今天我們來聊一聊——NASA。
在人類徵服太空的過程中,總是會伴隨著失敗和事故,如果說世界上最慘烈的航天事故,那就是美國的「哥倫比亞號」航天事故,7名太空人全部喪生,這個事故除了大家都知道的技術原因,還有一些不為人知的事情,那就是NASA在事故中隱瞞了最關鍵的信息,那麼到底發生了什麼呢?
「哥倫比亞號」
1969年在美國耗資巨大的阿波羅登月計劃結束後,沉浸在太空競賽狂熱中的NASA美國國家航空航天局認為需要開發一種可重複使用的航天運載工具,這樣就可以更為經濟的往返太空和地球,畢竟阿波羅計劃中一次性發射工具花銷太過巨大,而且載人數量也有限,最好是能有一種像飛機一樣的太空船,於是太空梭項目上馬了。
阿波羅登月計劃
1977年第一架太空梭原型機企業號,試飛成功,而這個代號正是以著名的科幻劇《星際旅行》中的企業號星艦命名的,可見美國對太空梭賦予了多麼重要的意義。
原型機企業號
企業號太空梭是當時世界上結構最精密最複雜的飛機,使用了3500個系統、250萬個零件,底部裝有31000塊隔熱瓦,而且全部由手工安裝,一個工人需要5天才能裝上一塊,太空梭由駕駛艙設備艙和尾部動力艙構成,設備艙當中有長長的機械抓,可以在太空中抓取衛星等設備,太空梭測試的時候由一架改裝過的波音747攜帶至高空,然後分離以測試飛行性能,但太空梭的動力僅用於返回,發射時還是由火箭攜帶升空,發射到地球近地軌道。
實際上太空梭並不是只有一架飛機而是由三個部分組成一是軌道飛行器,也就是飛機的本體,二是固體火箭推進器,就是兩根白色的火箭,三是外掛燃料箱,就是中間粗大的橙色柱狀物,其中這兩根白色的火箭推進器在升空中拋射後會掉入海中,然後會被打撈再次回收利用。
而太空梭是名副其實的運力王,6架太空梭在135次任務中將852個人帶上了地球近地軌道,自此以後,美國一共製造了6架太空梭,每架可反覆使用75~100次,看上去很經濟,但實際上整個太空梭項目的投資為2285億美金,這已經超過了阿波羅登月計劃10年的整體花費,所以太空梭是名副其實的無底洞,到目前為止也只有美國和前蘇聯發展觀過太空梭,並且前蘇聯的暴風雪號,也從未真正投入過使用。
前蘇聯的暴風雪號
第一次事故
美國太空梭在1981年首次投入使用後,之後的6年都運轉良好,也驗證了太空梭是一種非常高效的運載器,直到1986年發生了挑戰者號事故,挑戰者號的發射一波三折,發射之前就遇到了很多問題,首先是由於天氣等一系列因素,發射時間一調再調,到了發射當天太空梭的密封指示器又岀了故障,故障排除後,工作人員發現外部艙門的閉合裝置又出了問題,好不容易修好後,跑道上的側風又超過了發射極限,只好再一次推遲到第二天。
第二天的天氣非常寒冷,氣溫低至零下0.5度,這是允許發射的最低溫度,過低的溫度讓「莫頓.賽奧科,公司的一名工程師羅傑.博伊斯喬利感到擔心,因為該公司是製造太空梭固定火箭的承包商,就是太空梭的兩根外掛白色火箭,因為NASA並不製造太空梭,全部是由全球幾千家供應商提供零件,再授權波音公司組裝,這名工程師擔心的是之前和NASA高層就討論過,如果氣溫過低,他們公司提供的火箭SRB的O型橡膠密封圈就會失去彈性,因為這個密封圈的最佳工作溫度是11.7度,如果溫度過低,密封圈的密封性能將受到影響,應該繼續推遲發射,直到溫度轉好。
但是這家供應商的高層否定了他的決議,認為密封圈在零下0.5度的情況下不會出現問題,NASA也聽從了這家公司的建議,決定繼續發射。
由於當時是1月份,整個發射場都處於冰雪覆蓋之下,甘迺迪發射中心的除雪小組,要對發射臺和太空梭除雪以保證發射溫度,他們在使用紅外攝像機時發現火箭左側的SRB密封圈溫度低至-13度,因為這一側的火箭正好處於液氧艙吹來了極寒空氣中,讓這個部位成為了太空梭溫度最低的地方,而這也遠低於O型密封圈的設計極限溫度(-10度),但是這個信息他們並未上傳給NASA的管理層,也沒有流程需要他們上傳這個信息,因為冰雪小組的主要任務是去除冰雪,這樣就埋下了顆定時炸彈,這個時候工程師「羅傑.博伊斯喬利」再次表達了自己的擔心,他說發射時被震動的冰雪可能會由SRB的排氣噴射口引發吸入效應,於是NASA決定推遲一個小時。
在中午溫度高於0度的時候發射,挑戰者號搭載了7名太空人,4名男性,2名女性,其中1名女性叫克裡斯塔.麥考利夫,她原本是一名高中教師,1985年NASA展開了一項太空教師計劃,計劃選出1名教師和挑戰者號太空梭一起飛向太空,在太空中對全美的高中生現場授課,以增加公眾對於太空梭的興趣,以便在不斷增長的天價投資方面尋找到更多的籌碼,於是麥考利夫報名了這個項目從11,000名申請者中勝出,登上了挑戰者號,她在發射前還進行了演講,但誰也沒想到的是這是她對公眾說的最後一句話。
高中教師
7名太空人
挑戰者號在中午13:38分發射,升空6秒後,一股黑灰色的煙霧從右側火箭噴出升空,35秒後,火箭接近了最大Q(也就是飛行物能承受的最大的氣動壓力),而這個時候火箭遇到了最強烈的風切變,升空58秒後,右側火箭的一個接縫處開始冒岀可燃氣體,60秒已經可以看到明顯火焰,68秒控制中心通知太空人執行加速,73秒太空梭解體爆炸,變成了一團白色的煙霧。
面對這突如其來的畫面任務,控制中心持續了十幾秒的寧靜,整個大廳鴉雀無聲,在太空梭解體墜毀的過程中,更堅固了駕駛艙,保留了整體並處於慢速翻轉的狀態,據估計當時有至少三名太空人還存在意識,但10秒後駕駛艙以334公裡每小時的時速自由落體,落體瞬間的G值超過200G,這遠遠超過了人體能承受的最大G值(46G),所以10秒後,所有的太空人應該全部失去意識,事後NASA協助美國海岸警備隊進行了歷史上最大規模的海面搜救行動,在1600平方公裡的海面和370米深的海底,儘可能的去搜尋一切太空梭的碎片,並按照形狀全部放到巨型機庫裡,而事後的調查發現,問題就出現在之前工程師提到了SRB密封圈上,正是由於溫度過低,導緻密封圈橡膠失效,發射過程中燃料洩漏,太空梭解體爆炸。
而當時正好通過電視廣播,現場轉播的這次發射,無數美國高中生在教室中看到的這一恐怖場景,而這次事件除了SRB密封圈的失效,調查委員會指出,NASA不完善的內控制度和決策機制,管理人員安全意識薄弱,以及缺乏強大的安全文化,才是這起事故的主因。
而NASA則認為是由於內部的溝通機制不完善,而且太空梭並沒有設置逃生系統,因為在設計期間NASA曾表示太空梭的高可靠性不需要額外設計這一逃生系統,儘管發生了如此重大事故,但NASA似乎並沒有從挑戰者號身上吸取教訓,相同的事故竟然能再一次發生。
第二次事故
「哥倫比亞號」是美國自企業號之後,第一架正式服役的太空梭,在1986年挑戰者號事故之後,NASA有沒有對內部安全和決策機制進行反思並改進,沒有人知道。
「哥倫比亞號」
2001年哥倫比亞號要進行發射任務,但是由於一系列技術原因,該發射計劃推遲了18次,從2001年1月一直推遲到2003年1月,期間出現了各種問題,上天好像一直在阻撓這次發射任務,到了最終確定的發射日,太空梭又因為管道推進器出現問題而推遲,實際上哥倫比亞號在之前的一次任務中,中間外掛燃料箱連接太空梭的支架上,包裹了一層泡沫塑料,其中一部分剝落了,在升空過程擊中了太空梭的左翼前緣,雖然只是一塊泡沫,但是在太空梭升空的高速中達到了800公裡每小時,把太空梭左翼撞出了個直徑7.5釐米的凹陷,但隔熱瓦沒有受損,整個飛行任務沒有出現問題,太空人也安全返回,這個連接支架上的泡沫撞擊太空梭不是第一次發生,在升空過程中經常會破裂一部分,然後撞擊太空梭,所以NASA的安全團隊評估後認為泡沫塑料的撞擊不會威脅到太空梭的安全。
隔熱瓦破損
2003年1月16日這個推遲了兩年之久的發射任務終於要進行了,和挑戰者,號一樣,也是7名太空人登上了哥倫比亞號,發射日的當天,升空過程很順利,太空梭也按照預定的時間和路線進入到近地軌道,但是通過當天的錄像回放,NASA的高速攝影小組,發現哥倫比亞號發射後的82秒出現,了和上一次任務一樣的狀況,連接支架上覆蓋了一塊泡沫又剝落擊中了太空梭的左翼前緣,但是這一次的泡沫更大,大小相當於一個公文包,而且速度更高當時太空梭的速度是3000公裡每小時,所以把太空梭的左翼撞出了一個15×25釐米的凹陷,這樣隔熱瓦就被撞掉了幾塊,這在太空梭返回大氣層的時候很危險。
所以當哥倫比亞號仍在軌道上執行任務的時候,NASA的任務管理團隊就開始對這個洞進行評估,後來NASA的安全團隊並沒有做出任何補救計劃,並且通知太空人按照既定時間返回,17天後哥倫比亞太空梭完成所有任務開始返回,這個時候太空梭就要利用自身的發動機進入大氣層,完全自主返航。
2003年2月1日早上8點,地面控制中心通知哥倫比亞號進行脫離軌道點火,8:15分,太空梭進入大氣層,8:45進入地球稠密大氣層點,這個時候機身底部的溫度上升到1370度隔熱瓦開始發揮作用,(隔熱瓦是美國太空梭的黑科技,採用增強碳纖維製作,具備極強的隔熱和散熱性能,最高能承受3000度的高溫,隔熱性能相當優異,在內部1000度的高溫下,由隔熱瓦製成的立方體,可以用手直接拿起來),此時隔熱瓦的內部仍然保持著上千度的高溫,外部已經冷卻到可以直接接觸的程度。
隔熱瓦
剛才而隔熱瓦為什麼要做成一塊一塊,而不是一整塊。
太空梭底部
一是小塊比整體的散熱能力更強。
二是太空梭底部不同區域的隔熱瓦材質和隔熱性能有所不同。
三是便於維修,壞掉了只要替換部分即可,而不需要整個換掉。
但此時哥倫比亞號的左部分隔熱瓦已經脫落,8:49哥倫比亞號達到了最高速度24.5馬赫溫度高達2800度,整個太空梭底部都是一團紅色,8:59分,機組成員報告,太空梭出現了液壓控制失敗,開始不受控制地翻轉和偏航,太空人們此時感到了事情的嚴重性,一分鐘後太空梭解體,變成了幾道閃光,所有的一切化為烏有,7名太空人全部喪生。
事後搜救隊找到了8000件碎片,因為事故發生在德州境內,整個殘骸散落在了幾百平方公裡的範圍,一些德州居民撿到了部分殘骸,並無視警告,企圖在易貝上以1萬美元起拍,這些拍賣被迅速下架,數百件太空梭殘骸被上繳,其中包括一個讀取完好的硬碟,而哥倫比亞號最大的一塊殘骸只有1.2米長,這起事故的原因後來查明就是之前的支架泡沫擊中左翼,導致部分隔熱瓦失效,在返回大氣層時超高溫氣體從裂縫處進入機體,造成太空梭最終解體,之後太空梭的發射任務一再縮減,到了2011年,所有的太空梭全部退出現役,不再使用,美國也終止了太空梭的開發計劃。
開始爆料
2013年在哥倫比亞太空梭事故發生後的10周年,NASA的前飛行主管偉恩.哈爾,驚爆當年哥倫比亞號在機翼受損後,NASA經過評估後就已經得出結論,太空梭在返回地球時會有很大的可能解體墜毀,但NASA的高層經過討論後,一致決定向太空人及其他們的家屬隱瞞這一事實,因為他們相信與其讓太空人知道實情後,在痛苦絕望和折磨中度過他們生命的最後時刻,還不如讓他們在不知情的情況下突然死亡比較好,哈爾回憶道:當時的飛行總指揮「哈珀爾德」在會上說,你們都知道對於隔熱瓦受損,我們無能為力,所以如果真的發生事故,這樣也能減輕他們的痛苦,雖然在哥倫比亞號事故之後,NASA開發了一套可以讓太空人在飛行期間對太空梭隔熱瓦進行修補的套件,但哈爾稱,他現在將這一秘聞曝光,就是因為他希望將來的NASA高層不會再犯他和同事們當年犯過的錯誤。
NASA的前飛行主管偉恩.哈爾
異常正常化
什麼是異常正常化,就是一件不正常的事情,隨著時間的流逝被人們慢慢接受轉變為正常,就像在高速工作不使用安全措施的建築工人,可能出現在那種場合的次數越多,越覺得這樣沒什麼,很安全,可是一旦出事就是致命一擊,而哥倫比亞號航天事故,因為泡沫撞擊這種不正常現象,因為每次都沒有出事,所以NASA認為撞擊是很正常的一件事情,而不去進行改進,永遠要正視任何一個錯誤,哪怕他極其微小,因為都可能釀成大錯,NASA之所以未告知哥倫比亞號船員,是他們認為事故不可避免不想讓太空人在痛苦和絕望中死去。
但是如果告知宇航,他們是否能夠更加坦然地接受這一切呢?至少可以給心愛的人留下遺言,這是否也是他們的一種權利?
哥倫比亞號太空人
就像1970年的阿波羅13號,三名太空人遭遇到了氧氣罐爆炸,失去電力和氧氣,當時沒有任何手段可以救他們,但正是由於地面人員的種種方案加上三名太空人的努力,最終讓他們安全返回地球,如果在那次事故中地面人員不作為或者是隱瞞關鍵信息,那麼三名太空人必死無疑,在這次事故中哥倫比亞號在太空中停留了長達17天,在這麼長的時間裡,一定有解決方案可以拯救他們,比如太空人是否可以出艙維修隔熱瓦,以及當時的國際空間站在軌,是否可以緊急發射俄羅斯的聯盟號飛船實現轉運,可能這些方案,NASA當時考慮過都覺得不可能,所以就放棄了。
但是這個消息當時是維持在NASA高層的小圈子裡的,這樣就無法讓更多的人參與救援,也失去了最後拯救太空人的機會。
我們都知道,太空探索是一件偉大的事業,是人類追求卓越的最佳體現,這一過程中雖然伴隨著失敗和犧牲,但是這絕不代表要以犧牲人類的生命為前提,去追求某種目標,相反,一切都是以人為本,珍惜生命的太空探索才是最符合自然和人性的。
喜歡記得點讚加關注!