科技日曆丨「挑戰者號」悲劇17年後,NASA的官僚主義再釀航天慘劇

2020-11-30 騰訊網

在「挑戰者號」太空梭失事17年後,2003年2月1日,美國「哥倫比亞號」太空梭再次發生了7名航天員死亡的嚴重事故。這讓太空梭的安全性飽受質疑,成為後來美國中止太空梭項目的重要原因之一。

無獨有偶,在2起事故中,美國航天體制中的官僚主義都產生了重大影響。甚至可以說,「哥倫比亞號」事故是一場謀殺。

北京時間當天20:00,「哥倫比亞」號在距地面280公裡的軌道上 繞地球飛行,乘務人員得到休斯頓地面任務控制中心的綠燈信號,開始準備返回地球大氣層。

21:09,天空上的霧散去。返回飛行指揮官勒魯瓦·卡恩向「哥倫比亞」號發出離開地球軌道指令。

21:15,太空梭小型方向控制用火箭發動機打開,時間為3分鐘。太空梭的尾部向著地球,開始降落。

21:44,「哥倫比亞號」進入大氣層。

21:59,休斯頓地面任務控制中心向「哥倫比亞號」發送指令:「哥倫比亞,這裡是休斯頓。我們看到你們的輪胎壓力信息,但沒有抄下你們最後的數據。」「哥倫比亞號」機長裡克·赫斯本德回答:「收到,但……」他的話戛然而止,在一陣噪音之後,地面與「哥倫比亞」號便失去了聯繫。

22:00,地面目擊人員報告稱,他們看到「哥倫比亞」號碎裂成無數小塊,在天空拖過一條長長的白煙。

當天,NASA召開新聞發布會,確認了「哥倫比亞號」太空梭失事、機上7名太空人全部遇難的事實。

NASA在2004年8月13日報告稱,「哥倫比亞號」太空梭外部燃料箱表面泡沫材料安裝過程中存在的缺陷,是造成整起事故的禍首。

外部燃料箱表面脫落的一塊泡沫材料擊中太空梭左翼前緣的名為「增強碳碳」(即增強碳-碳隔熱板)的材料。當太空梭返回時,經過大氣層,產生劇烈摩擦使溫度高達攝氏1400度的空氣在衝入左機翼後融化了內部結構,致使機翼和機體融化,導致了悲劇的發生。

這一結果離事故發生已過去1年多。據NASA和事故調查委員會解釋,這是由於事故發生後,大家遲遲無法找到泡沫材料和燃料箱部件進行檢驗,所以一直沒對事故原因作出最終定論。

最終,是NASA內部負責「哥倫比亞號」外部燃料箱工程的首席工程師尼爾·奧特對外透露,宇航局經多次試驗確定,泡沫材料安裝過程有缺陷是造成事故的主要原因。奧特表示,泡沫材料本身並沒有問題,但是當工程人員用噴槍在燃料箱外敷設泡沫材料時,各塊泡沫材料之間留下了縫隙,這樣在飛行過程中,液態氫可能滲入其間,並且受熱膨脹,將泡沫材料撐開脫落。

2009年12月30日,NASA公布「哥倫比亞」號太空梭失事的最終調查報告,細述了「哥倫比亞號」解體前艙內的最後情況。報告還重點關注太空人安全問題,提出多項改進意見。根據這些寶貴的經驗,航天人員改進了太空梭設計,並順利發射了後來的「發現號」、「亞特蘭蒂斯號」、「奮進號」太空梭,各航天計劃按部就班地推進著。

然而,NASA前飛行主管韋恩·哈爾在事故十周年當天的一番話如同平地其驚雷,再將公眾目光吸引到了這次事故中。他表示,NASA其實早在事故發生前,就預知到了接下來的結果。

2003年1月23日,尚處於太空之中的「哥倫比亞號」機長赫斯本德收到了來自地面的一封奇怪郵件,郵件中提到:「在升空80秒左右,照片分析顯示有一些從外掛燃料箱上脫落的絕緣泡沫碎片撞擊了太空梭左翼的下表面。」

之所以說奇怪,是因為他們大費周章使用寶貴的太空通訊資源告訴機組這麼一件事,同時卻表示,「這件事其實根本不值一提」,稱發信只是為了讓他們「不會在記者提問時對這個問題感到驚訝」。

對於問題,地面人員解釋道:「專家已經對高速攝影進行了審查,無需擔心碳纖維板RCC或隔熱瓦有損壞。我們在其它幾次太空梭升空時也看到過相同的現象,因此完全不必擔心返回時會有問題。」

事實上,問題比郵件上說的嚴重得多。

2003年1月16日太空梭發射後,航天中心的攝影工作組在2小時內初步檢查了跟蹤攝像機的視頻,並未發現問題。然而,第2天高清膠捲衝洗出來後,他們發現了問題——發射第81.9秒,外掛燃料箱左腳架區域一個巨大物體飛出,似乎撞在了飛行器左機翼下側。

工作人員驚呆了,他們從未見過如此大的物件撞擊太空梭。然而,由於經費不足疏於維護,12臺攝影設備只有1臺拍攝到了該物件的模糊畫面,以至於他們無法確定物件以及造成的潛在損壞。

於是攝影工作組負責人鮑勃·佩奇立即起草了一份報告,附上錄像帶,在下午3:15發送給了上級部門以及太空梭承包商波音,並要求上級向國防部提申請,希望調用間諜衛星的高清圖像,觀察太空梭的受損情況。

詭異的是,該提議迅速遭到了NASA上級部門的拒絕。

波音工程師收到報告後,迅速對此事提起重視。儘管接下來2天是周末,但是他們仍然開始加班加點地分析問題。然而,儘管他們盡力估算出了關於碎片的部分信息,但視頻的信息量不足,很難判斷太空梭的具體損傷。於是他們給航天中心發去郵件,希望讓「哥倫比亞號」上的機組人員目視觀測受損情況。

詭異的事再次發生,這封郵件石沉大海,沒有回覆。

在接下來幾天,NASA太空梭部門焦頭爛額地研究這個問題,並達成了共識——對太空梭來說,這是嚴重的潛在威脅。所有關鍵崗位的主管都意識到了問題。然而,他們向上級發去的報告全都石沉大海。

1月22日,3名主管通過其他渠道向國防部提出了調用間諜衛星的請求,得到的回應卻是,由於NASA任務管理小組主席琳達·漢姆並未授權,國防部沒有收到NASA的正式申請,因而無法調用相關數據。

NASA的態度讓各方都感到不解。

1月24日,波音、美國太空聯盟、NASA開了一場會。會上,各方人員都向NASA任務評估室經理唐·麥科馬克介紹了碎片評估小組的發現和擔憂。NASA自己的工程師也擠滿了會議室,他們對哥倫比亞號的狀況表示高度關注,人多到會議室都沒法坐,大家都站著擠在一起,有些來晚的人都只能站在走廊上。

詭異的事第3次發生了,NASA雖然聽取了他們的報告,但在絕大多數工程師都表示擔憂的情況下,任務管理小組卻表示,這不能算是飛行安全問題,仍然拒絕申請調用間諜衛星。到直到最後,國防部的間諜衛星也沒有拍攝到1張關於「哥倫比亞號」的圖像,而機組人員也以為這只是一樁小事,懵懵懂懂地啟動了降落程序。

事實上,在降落過程中,地面數據清楚地記錄了損壞部位對太空梭失事的影響。

當天21:52,休斯頓地面任務控制中心的控制記錄顯示,太空梭的左側起落架溫度發生輕微異常變化。3個水壓熱傳感器顯示的左側起落架溫度在8-15℃之間。

21:53,太空梭左翼第4個傳感器顯示溫度仍在上升。

21:54,整個機身的溫度因左翼溫度而上升了15攝氏度。

21:57,太空梭開始出現向左偏轉的趨勢,休斯頓地面任務控制中心失去與太空梭左翼溫度傳感器數據傳輸之間的聯繫。

21:58,太空梭左側一種無法解釋清楚的力量推動「哥倫比亞」號向左滾動,配平滾動穩定器自動打開,試圖修正太空梭的降落位置。

隨後便發生了文章開頭描述的最後時刻對話。

在美國剛剛發射太空梭時,泡沫掉落的問題是很受重視的,因為太空梭熱保護系統某些部分十分脆弱,輕輕一按就能留下凹痕,很容易被撞擊損壞。然而,隨著一次又一次成功著陸,NASA高層似乎越來越認為脫落泡沫是不可避免的,是可以接受的風險。

事實上,就在「哥倫比亞號」事故發生的2年後,在一次任務中,「亞特蘭蒂斯號」 燃料箱掉落的碎片砸掉了一塊隔熱瓦,露出了機身。幸運的是,露出的一個導航天線,這恰好是太空梭大面積鋁製蒙皮中存在的一小塊不鏽鋼,所以僥倖沒有在進入大氣層時的高溫中被燒穿,讓NASA逃過一劫。

在NASA高層官僚看來,泡沫脫落碰撞是習以為常的事,不值得為此事耽誤太空梭任務的完成。但是運氣總是要用光的。和20年前「挑戰者號」的悲劇一樣,這都是美國航天官僚體制的問題。

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