哥伦比亚号航天飞机空难事件

为什么说航天员是世界上最危险的职业?美国两次任务竟然遇难14人,这是天灾还是人祸。还是说,载人航天的风险就是这么大?今天我们一起来聊一聊航天员,以及美国的两次航天事故。

神圣的职业-航天员

在我们国家航天员这个职业是神圣的,他们为祖国航天事业的发展上天入地,不惧危险。

有人评论,航天员是世界上最危险的职业,航天员应该受到这么高的荣誉。但是也有人表示在载人运载火箭和载人飞船都非常成熟的今天,载人航天也并不是风险最大的。其实不然,在航天员上天入地的时候是普通人在生理和心理上根本无法承受的。

上天:在火箭发射时航天员要承受4-5g的加速度,心理上也承受着压力,说好听的外部是一枚先进可靠的载人运载火箭,说不好听点这是一枚几百吨的巨大油罐。

入地:返回时身体上承受着更大的负荷,有6-8g的加速度,而心理上顶着返回舱底部正在承受2000多度高温的巨大压力。

可以说即使是在技术相当成熟的今天,载人航天依然是高风险的职业。所以,每一名航天英雄都值得我们的尊敬。

说到航天员,在讲述航天高风险不得不提起美国的两次载人航天事故,两次事故直接导致14名航天员遇难。作为航天第一强国,这两次事故是它无法磨灭的黑点。今天馆长带着大家一起走进,美国载人航天事故——挑战者号与哥伦比亚号。看完大家一起来讨论,这两次事故是意外还是人祸。

美国航天飞机失事

这两起载人航天事故的发生让美国的载人航天事业一度陷入泥潭,也是造成航天飞机退役的主要原因之一。随着航天飞机的退役,让这个航天强国在长达9年的时间里,都在购买俄罗斯载人飞船联盟号的船票。这段时间可以说是NASA的阴影,好在SpaceX龙飞船的出现。2020年5月31日凌晨3点22分,SpaceX的龙飞船顺利将NASA的两名宇航员贝恩肯和赫尔利从肯尼迪航天中心送到国际空间站。9年来NASA终于重新再本土发射载人飞船将航天送上太空。但是,在同一个发射台,有两艘航天飞机14名航天员从这里起飞再也没有回来过。

挑战者号事故

1986年美国东部时间1月28日上午11时39分,像往常的航天飞机发射任务一样,肯尼迪航天中心的观众台上人山人海,对于美国民众而言,每一次航天发射都是具有教育意义的。所以,很多家长或者老师会带孩子学生来观看航天飞机的发射。这次任务是挑战者号航天飞机的第十次任务,在航天飞机的载人舱里,有七名航天员正满怀期待着他们即将开启的太空之旅。他们分别是:

指令长弗朗西斯·斯科比、驾驶员迈克尔·史密斯、宇航员;朱迪恩·雷斯尼克、罗纳德·麦克奈尔、艾立森·鬼冢(日本)、格里高利·麦克奈尔、克里斯塔·麦考利夫(女教师)。

为什么要说挑战者号失事是天灾也是人祸?

就在发射前一天1月27号深夜,塞奥科公司的一名工程师罗杰·博伊斯乔利向塞奥科公司的高层领导提出了建议推迟航天飞机挑战者号的发射,然而并没有受到重视。塞奥科公司就是航天飞机固体助推器O型环的供应商,罗杰·博伊斯乔利非常了解O型环密封圈的设计。O型环是用于固体助推器拼接缝隙的,在火箭发射时由于推力的变化可能会让固体发动机的金属膨胀,导致衔接处会张开,而橡胶制成的O型环可以在灵活的解决这个问题。

但作为橡胶制品,O型环的最初设计在低于11摄氏度就会可能失效,而4度以下就是最后的警戒线,原本就是橡胶圈的O型环,在这个气温下会变硬,火箭发动后会让僵硬的O型环碎裂。而27号夜里的天气已经开始降温,到了28号,一场突如其来的异常天气让橡胶圈硬化。NASA的工作人员压根没想到,卡纳维拉尔角会出现这么寒冷的天气,零下十几度。

28号早晨,在肯尼迪航天中心的飞控大楼,航天飞机的各大供应商的高层都在等待着点火的那一刻。临近发射,航天飞机的最初承包商罗克韦尔国际公司的工程师对NASA的管理层表示,他们也因为冰雪原因,无法保证可以安全飞行。

但他们并没有提出强有力的说法,去说服这次计划的管理层,只是让发射时间推迟了一个小时,他们认为到了中午雪化了些情况就会有改善,然而由于天气的异常O型环已经发生了形变。他们完全没有考虑到这个问题,因为塞奥科公司高层并没有向NASA提出这个问题,而NASA也没有重视罗克韦尔国际公司的建议,最终这次发射因为O型环失效导致了灾难的发生。

SRB助推器,美国在航天飞机上装配的SRB固体助推器是航天界最强的固体助推器,后来升级成为了现在SLS发射系统的助推器。没有它航天飞机靠三台主发动机根本飞不起来,SLS发射系统也是。但就是这么一重要的部分,就因为一个疏漏就发生了灾难性的事故。

航天飞机搭载的SRB助推器每发的直径为3.7米,长度达60多米,重量590吨,其中500多吨都是浇筑在里面的固体燃料,浇筑燃料是一体式浇筑进火箭里。助推器的单发推力高达1250吨,用于起飞阶段45公里。燃烧完毕后分离展开降落伞溅落海面,可以重复使用,但重复使用的次数并不高。而这次事故出事的是右边助推器最下面一圈的O型环。

原本就已经硬化的O型环失去了原有的张力,在点火的一瞬间金属膨胀衔接处张开,O型环没有去起到作用导致副环也偏离了位置两个环都被高温气化,从后来的视频回顾可以看到有一股黑烟喷出,但就是一瞬间。这时候就会有人问,为什么点火后就已经失效了还能飞这么高才爆炸?

原来,固体火箭在燃烧后会形成的一层铝氧化物熔渣,等于是自带一定的密封隔热性质暂时堵住了裂缝,但是这层熔渣并不稳定,遇到猛烈的振动就会自然脱落。

就在航天飞机进入MaxQ的时候,突如其来的切风让危险重新接近挑战者号。

这是航天飞机程序中记录的最强烈的风切变,风切变的力量破坏了原本就不稳定的铝氧化物熔渣层,导致裂缝变大,高温高燃气体伴随着火焰喷出,燃烧着薄如易拉罐的橙罐。T+64.660时,液氢舱开始泄漏。主发动机开始摆动以稳定姿态,但就在9秒后,天空中出现一团火花。大橙罐爆炸了。而两发固体助推“皮糙肉厚”向火球两边飞去,最后由地面中心控制引爆。

哥伦比亚号事故

7名航天员从不知情中死去

2003年,在挑战者号失事后航天飞机平安地继续服役了17年,这次的事故让航天飞机的是最终导致航天飞机退役的重要因素,也让NASA在往后的很多年都背负了骂名,甚至有人认为这是一场“谋杀”。

2003年2月1号,哥伦比亚号航天飞机顺利点火起飞。就在起飞82秒,摄影小组的成员发现链接支架的一块泡沫脱落击中了航天飞机的左翼。而发射过程中就有专家发现左翼前缘的温度出现了异常,但是这件事并非没有得到重视。如果在这个时候,及时终止任务在那个高度,航天飞机可以分离油罐返回地面。虽然航天飞机没有逃逸装置,但到了一定高度如果发生异常是可以像返回时一样通过惯性滑翔返回地面。但这个发现没有得到重视,直到在执行完17天的任务后,机组返回地面时由于左翼前缘的隔热瓦破损,2300多度的高温气体灌入哥伦比亚号内部最终解体,7名航天员瞬间气化。

在事故发生后,NASA选择向全世界隐瞒了这次真相。直到事发后10周年的纪念日,2013年2月1号NASA的前飞行主管韦恩·哈尔才爆料,当时当高层领导知道机翼受损后他们选择向7名航天员隐瞒了实情。当时一块从机体下面主燃料箱上脱离的大型泡沫绝缘材料在点火发射后第81秒,猛烈撞击到了航天飞机左侧机翼部位,但是NASA官员根据波音公司电脑模拟分析结果断定,这点“小恙”根本不会影响飞行安全。

所以,他们选择了隐瞒,因为他们也不敢确定是否真的会造成影响,这是以前从来没有发生过的。并且,他们并没有能力营救他们。所以,他们认为让航天员们知道实情让他们在痛苦中挣扎后死去,不如让他们毫无征兆中死去。哈尔回忆当时这次任务的总指挥哈珀尔德在会上说的话:你们都知道,对于隔热保护层受损,我们都无能为力。所以如果真的发生事故,我认为宇航员也情愿蒙在鼓里。你不认为宇航员在回程时,在毫无预兆的情况下死亡,比知道无法解决问题、要留在轨道上,并等待空气用尽后死亡好吗?不知道大家看到这句话是什么感觉,馆长看到很不是滋味。

为什么不能上去救他们不是还有航天飞机吗?

相信大家都有这个疑问,明明不止一架航天飞机,为什么当时不再发射一架上去营救他们。

当时,NASA是有这么考虑过的,让亚特兰蒂斯号前去营救。韦恩·哈尔表示在发射后几天他们曾列出两种方案;1,发射亚特兰蒂斯号,与哥伦比亚相距30米上下并行,货舱对货舱用太空行走的方式救出7名航天员。2,让亚特兰蒂斯号航天飞机运送修补材料对哥伦比亚号破损的地方进行修补。但是,很可惜这两种方案的风险程度太高,并且窗口和天气的原因都很难及时地进行救援任务。只能选择最坏的结果,其实相信NASA当时做出这个决定的时候,所有人都是无比难受的。虽然NASA最后隐瞒了过程,但悲剧总是留给人深刻的教训。

在挑战者失事后在后来罗杰·博伊斯乔利接受记者的采访时,他说他曾疯狂地阻止这次发射,但没人听从他的意见,随后他便从塞奥科公司辞职。而NASA也在组织文化和管理结构上做出了重要的改革,但悲剧还是再一次的重演了。

哥伦比亚失事后,往后的每一次航天飞机任务NASA都会用卫星观察航天飞机的外观,检查一遍是否有隔热瓦的脱落。而NASA开启了载人航天的备份模式的先河,一架执行任务,另一架则作为备份在装配大楼待命,最后才有了亚特兰蒂斯号维修哈勃望远镜,奋进号被同时推出发射台待命的情况。

最后:美国现代诗人小约翰·吉列斯比麦基的一首诗《高高飞翔》中这么写到“我们永远缅怀他们,我们不会忘记今晨最后看到他们的情景。他们整装待发,向我们挥手致意,然后脱离了大地执拗的束缚飞上天际,亲近.上帝慈爱的面容。”

看到最后大家认为美国的这两次航天飞机失事是天灾还是人祸?欢迎评论区讨论!

最后为我国航天大队的所有航天员致敬,感谢他们为我国航天事业的付出!

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