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日志

 
 

“挑战者”悲剧30年:太空探索的坎坷之路  

2016-02-26 13:37:11|  分类: 人文社科 |  标签: |举报 |字号 订阅

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30年前的今天,1986年1月28日,在佛罗里达肯尼迪航天中心,“挑战者”号航天飞机在升空73秒后爆炸解体,7名宇航员殉职。这次事故,是美国宇航局也是人类太空探索史上最沉重的悲剧。

事后的调查表明,此次事故的根源来自一个不起眼的橡胶部件——“O-ring”(O型环)。由于发射时气温过低,橡胶失去弹性,使得原本应该是密封的固体火箭助推器内的高压高热气体泄漏,最终导致高速飞行的航天飞机在高空解体。

事故还原

挑战者号最初计划于美国东部时间1月22日下午2时43分在佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射,但是由于上一次任务的延迟导致发射日推后到23日,然后改延迟到24日。接着,因为塞内加尔达喀尔的越洋中辍降落场地的恶劣天气,发射又推迟到了25日。而根据气象预报指出,肯尼迪航天中心当时的天气情况不宜发射,发射再次推后到美国东部时间1月27日上午9时37分。在发射前的测试时,由于外部舱门通道出现了问题,发射再推迟了一天。

发射前一晚,NASA工程师和负责飞船焊接及密封的塞奥科公司工程师一起讨论了天气对任务的影响,虽然有人表示了对橡胶材料密封性的担忧,但最终管理层依然决定在28日进行发射。

“挑战者”悲剧30年:太空探索的坎坷之路

▲“挑战者号”发射升空的瞬间

28日上午11时39分,航天飞机主发动机点火,仅0.6秒后,第一个故障征兆就已显现。从现场摄像机拍摄的画面中可以看到,一股黑色烟雾从发动机右侧尾部喷出,持续了约2秒。事后调查表明此黑烟是由接缝开裂导致,主O型环原本的作用即是封闭该裂缝,但由于温度过低失效,而副O型环又因为金属部分的崩离而偏离了原有位置。

点火后58秒,一台追踪摄像机捕捉到了右侧发动机靠近尾部支架处出现的烟羽,可燃气体开始泄露。第64秒,烟羽突然改变了形状,同时出现了肉眼可见的异常火光,这表明尾部燃料舱的液氢舱开始出现泄漏。在电脑控制下,主发动机的喷嘴开始转动,试图补偿助推器产生冲力导致的不平衡。

在地面控制人员和宇航员看来,出现这种情况还在正常范畴内,第68秒时,地面通信告知宇航员“执行加速”,指令长迪克·斯科比确认了这一信息并回复:“收到,执行加速”。这也是挑战者号机组成员留下的最后一条通讯信息。

不到10秒钟之后,挑战者号在14600多米的高空解体,随着外部燃料箱的瓦解,脱离了正常飞行姿态的挑战者号被突如其来的巨大气流冲击下被撕裂。25秒后,残存的驾驶舱在惯性作用下升至19800米高空,随后开始自由落体,在数分钟后以330公里/小时的高速溅落海面。7名宇航员全部罹难。

调查表明,在航天飞机解体爆炸前,至少有3名航天员并没有马上死亡。他们打开了航天飞机上的应急供氧设备试图自救,但最终因高空低温、缺氧和接触海面时500多G的超重而无法幸免。

在航天飞机设计期间,曾有几次提及发射逃生系统,但NASA的最终结论是:航天飞机的高可靠性不需要额外设计这一系统。

事故发生后,NASA的飞行控制室里最初十几秒一片寂静,没有人相信在显示器上亲眼看到的一切。随后,在执行了一系列搜寻和安全措施之后,飞行指挥最终确认了这一悲剧,并启动了紧急程序,封存了现场数据,以供后续调查。

“挑战者”悲剧30年:太空探索的坎坷之路

▲在事故中遇难的7名宇航员

详细调查

1986年2月3日,时任美国总统罗纳德·里根亲自下令,宣布成立调查委员会,前美国国务卿威廉·罗杰斯担任主席,参与调查的14名委员会成员包括宇航员尼尔·阿姆斯特朗(副主席)以及诺贝尔奖获奖者理查德·费曼等人。

在持续数月的调查工作中,委员会访问了超过160名有关人员,查阅了6300余份文档,总篇幅超过12万页,以及大量各个角度拍摄的现场图片和影像资料。

委员会中最著名的一位成员是理论物理学家理查德·费曼,他以自己的风格直接进行调查,而不是依据日程表进行。这让他与罗杰斯产生了意见上的分歧,后者曾经抱怨到:“费曼才是真正让我头痛的事。”在一场电视广播的听证会上,费曼将材料浸泡在一杯冰水之后,展示了O型环如何在低温下失去韧性而丧失密封的功能。

1986年6月9日,委员会公布了最终的事故调查报告。报告指出,挑战者号的意外是由右侧固体火箭推进器尾部一个密封接缝的O型环失效,导致加压的热气和火焰从紧邻的外加燃料舱的封缄处喷出,造成结构损坏。O型环的失效则归因于设计上的缺陷,以及发射时持续多日的低温都是潜在的因素。

除了设计和天气原因之外,调查委员会还将事故原因部分归咎于NASA本身的不完善的内控制度和决策机制。

在2003年哥伦比亚号灾难之后,NASA内部对安全问题的态度再次成为关注的焦点。哥伦比亚号事故调查委员会认为,NASA未能从挑战者的事故中学到足够多的教训,“造成对挑战者号(事故)负有责任的制度失效原因并未消除”,意即导致挑战者号事故“有瑕疵的决策过程”,在17年后导致了哥伦比亚号的悲剧。

 官僚主义应为灾难负责

    美国举国哀悼“挑战者号”上的7名宇航员时,鲍勃·埃贝林(Bob Ebeling)沉浸在比普通人更深切的悲痛中。航天飞机发射前一天,他和另外4名工程师曾极力试图阻止发射,但NASA官员不同意。那天晚上,他绝望地告诉妻子达琳(Darlene):“它会爆炸的。”

    这句预言一语成谶。次日中午11时39分(美国当地时间),“挑战者号”升空73秒后发生爆炸,目睹白色浓烟伴随着橘红色火球膨胀,地面上的人群陷入一片死寂。

    “大家都闭上了嘴,连针掉在地上都能听到。”曾亲临现场的乔治·沙尼布鲁克(George Shaneybrook)向美国《巴尔的摩太阳报》描述道,“欢乐的海洋瞬间被悲伤笼罩。”

    3星期后,双眼通红的埃贝林向美国国家公共电台(NPR)透露了灾难背后的原因——橡胶密封圈在低温下失效,高压高热气体泄漏,导致高速飞行的航天飞机解体。

    “我是为数不多的、最接近真相的人之一。”30年后,89岁高龄的埃贝林又一次用无奈的语气表示,“如果他们听我的,等待天气好转,结果可能完全不同。”但当时,因为害怕丢掉工作,他不愿透露自己的真实姓名,更不想自己的声音被记录下来。

    20世纪80年代的人们对太空探索极度狂热,NASA雄心勃勃,甚至打算每月定期发射航天飞机,“向世界证明他们是对的”。据美国合众社报道,航天飞机设计期间,工程团队曾提出是否增设逃生装置,但NASA的结论是:航天飞机可靠性高,用不着这种累赘。在合众社看来,“挑战者号”悲剧的发生,与官僚系统的“自满、自大和纯粹的愚蠢”不无关系。

    “作为工程师,我们责任重大,生命依赖于我们的审议和决策。但在爆炸发生的那一刻,我从未如此深刻地体会到这种感觉。”NASA的工程师兰斯·布什(Lance Bush)曾告诉英国广播公司(BBC),“我明白,这对宇航员的家人和所有孩子意味着什么。”

    在事故发生不久后退休的埃贝林始终无法摆脱消沉。“我本可以做得更多。我应该做更多。”不知何时,年近耄耋的老人眼中已噙满泪水,悔恨当年的抗争没能影响NASA。

    “我想,这是上帝犯下的一个错误。”这名基督徒轻声忏悔道,“他不应该选我来做这份工作。下次跟他面对面时,我要问,‘为什么是我?你选择了一个失败者。’”



    平民宇航先锋壮志未酬

    “挑战者号”凌空爆炸时,喜欢飞行、幻想成为宇航员的克拉伦斯(Clarence Searles)正和世界各地成千上万的孩子一样,通过教室里的电视机观看直播。这个当时的二年级小学生回忆道,爆炸发生那一刻,“几乎一切都停止了”。

    据美国有线电视新闻网(CNN)报道,那一天,有17%的美国人观看了电视直播,“难以名状的震惊和恐惧击中了几乎每一个人”。

    同日下午5点,时任美国总统里根推迟了发表国情咨文的计划,因为“今天是哀悼和怀念的一天”。他在白宫做了临时性演讲,安抚民众:“我知道这很难理解,痛苦之事时有发生,但这是扩展人类视野、探索和发现过程中的一部分。未来不属于懦弱之人,它属于勇敢者。”

    《美国新闻与世界报道》称,里根承认“挑战者号”爆炸是巨大的悲剧,但这个悲剧只能“进一步证明探索太空和未知事物有多么重要”。“我们将锐意进取,充满智慧而无所畏惧,任何人都不该气馁,尤其是孩子们。”他说,“我一直十分信任和尊重我们的太空计划,今天发生的事决不会降低它的声誉。我们还要继续探索太空,要培养更多的平民航天员。”

    据《华盛顿邮报》报道,1972年,尼克松政府打开了普通人进入太空的大门。经过数月的严格筛选,新罕布什尔州康科德高中的历史教师克里斯塔·麦考利夫(Christa McAuliffe)从1万多名申请者中脱颖而出,成为美国历史上第一位平民宇航员。美国《大西洋月刊》称,NASA当时希望每年将两三位平民送入太空,以激发民众对科学的兴趣。

    而在BBC看来,邀请时年36岁的麦考利夫搭乘“挑战者号”升空,是NASA的公关行动——后者希望向全世界展示“太空有多美好”,却没人预料到即将到来的是一场悲剧。

    “彼时,人们对太空探索充满兴奋,一切似乎都很完美。‘挑战者号’失事让人们醒悟到,太空探索终归是一种冒险。”欧洲太空总署专家多米尼克·迪坦(Dominique Detain)告诉BBC,“灾难冷却了公众对太空的热情——也许是盲目的热情。这对每个人来说都是巨大的冲击。这场灾难更让人们意识到,把人送上太空,并没有想象得那么理所当然。”

    太空旅行仍是奢侈品

    随着一声巨响,价值12亿美元(约合人民币79亿元)的“挑战者号”顷刻间化为乌有。如美国哥伦比亚广播公司所说,太空探索从来是高风险、高投入的,任何意外都会带来巨额损失和沉重打击。

    尽管在当时看来,里根的演讲平复了人心,但随着时间推移,NASA的决策不可避免地趋于保守。从卡纳维拉尔角上空的爆炸开始,人类航天事业悄然来到了一个拐点,东西方冷战激发的、不计成本进军太空的激情开始冷却,取而代之的是更审慎、更现实的利益算计。

    美国全国广播公司(NBC)分析认为,“挑战者号”事故在许多方面改变了美国载人航天项目。将平民送上太空的计划被搁置了20余年,直到2007年,麦考利夫当年的替补芭芭拉·摩根(Barbara Morgan)才跟随“奋进号”飞上太空,约翰逊航天中心训练平民宇航员的项目随即宣告落幕。2011年,奥巴马政府出于财政因素终止了航天飞机飞行;如今,俄罗斯的“联盟号”飞船,需要将多余的座位留给前往国际空间站的美国宇航员。

    当然,对人类来说,飞向宇宙仍是无法抗拒的梦想。2001年,富翁丹尼斯·提托(Dennis Tito)自费支付2000万美元(约合人民币1.3亿元),成为首位在国际空间站度过8天的太空游客。他开创性的举动促进了私人航天产业蓬勃发展,只要支付2000万美元到4000万美元(约合人民币1.3亿元至2.6亿元)不等,便有机会进入太空。

    据《大西洋月刊》报道,非政府航天事业近年来取得显著进步。2015年11月,亚马逊CEO杰夫·贝佐斯(Jeff Bezos)创立的Blue Origin,成为第一家成功发射可重复利用火箭的私营企业。去年12月,SpaceX公司的“猎鹰9号”火箭成功返回地球。美国“商业内参”网站乐观地指出,只要肯花钱,任何想造访太空的人都可以在不久以后实现夙愿。

    可惜,自费上太空的成本依然太过高昂,是普通人短期内难以企及的奢侈品。数十年来,总共只有不到四位数的人有机会摆脱引力,体验从星空中回望地球故乡的感受。

    探索不息才能祭奠逝者

    令人欣慰的是,世人从未淡忘“挑战者号”。美国“Gazette”网站称,30年来,“挑战者号”宇航员的亲友陆续建立了40多个“挑战者号”学习中心,让440万名学生有机会通过模拟太空飞行“触摸未来”。在他们看来,这是在延续“挑战者号”真正的使命。

    “美国人总是与冒险、前沿探索紧密联系,就像那些攀登珠峰的勇士一样。”“挑战者号”宇航员迈克尔·史密斯(Michael J. Smith)的哥哥帕特里克告诉CNN,“载人航天计划关乎这个国家的未来,我相信它一定会继续前进,只有这样,宝贵生命的逝去才有价值。”

    “挑战者号”失事17年后,美国载人航天再度遭受重创——“哥伦比亚号”航天飞机在返回地球大气层时解体坠毁。在最艰难的时刻,遇难宇航员的家属写下了一份似曾相识的联合声明:“……虽然我们感到深深的悲伤,但人类必须继续大胆探索太空。一旦发现这场悲剧的根源并加以纠正,它将给我们的子孙后代带去丰厚的遗产。”

    “为探索太空献出生命的宇航员让无数人深感惋惜,这种记忆深深铭刻在我们心中,太空探索必须继续,我们必须不断学习,不断向前。”美国商业航天联合会主席斯特梅尔(Eric Stallmer)在接受卡塔尔半岛电视台采访时表示。

    也许正是被这种精神推动,经历失败和挫折,伤痕累累的太空探索之旅终归没有停下脚步。正如里根在1986年演讲中引用的一首诗中所写:“他们整装待发,向我们挥手致意,脱离了大地执拗的束缚,飞上天际,亲近上帝慈爱的面容。”

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