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科技日历丨34年前,美国发生了世界航天史上最大的“人祸”
2020-01-29 13:43 前瞻网   

 

作为人类科技、工业的巅峰领域,历史上,航天领域的失败不胜枚举。其中最有名的一次,可能要数34年前的今天发生的“挑战者号”航天飞机失事事故。这起事故如此惨烈,以至于之后美国航天工程长期处于停顿状态,但它也给后来者们留下来宝贵的经验教训。

航天飞机原定于1月25日发布,但由于天气原因,最后推迟了3天,选在1月28日发射。

发射当天,卡纳维拉尔角上空万里无云。在离发射现场6.4km的看台上,聚集了1000多名观众和媒体人,其中还有19名学生代表,共同观赏这次特殊的发射。

说是特殊,一方面是其人数之多,达到7人;另一方面,“挑战者号”在此前9次发射中无一差错,都顺利回航,在这种情况下,有些“飘了”的NASA计划给这次任务增加一些噱头,于是他们专门添加了“太空教师计划”这一部分。

邀请一名非专业宇航员,既能拉近航天和普通人的距离,同时,这无疑也是证明航天飞机安全性,进而证明本国航天技术高超的最佳手段。

于是经过层层筛选,新罕布什尔州康科德中学女教师科里斯塔•麦考利芙(Christa McAuliffe)成为了不幸的“幸运儿”。

如果计划顺利,她将成为第1个“平民宇航员”,以及第1个在太空直播教学的老师,在太空通过电视向美国和加拿大250多万中小学生讲授2节太空课,还将在航天飞机上参加几项科学表演。

当天上午11:08,在在场观众期待的目光下,“挑战者号”点火、升空,场地爆发出一片鼓掌和欢呼。紧接着,2台固体推进器巨大的推力很快将其送上云端。

起飞7秒时,飞机按照预定程序翻转;16秒,机身背向地面,机腹朝天完成转变角度;24秒,主发动机推力降至预定功率的94%;42秒,主发动机按计划再减低到预定功率的65%,避免航天飞机穿过高空湍流区时由于外壳过热而使飞机解体。到这时为止,一切正常。

随着一个个“安全”指令的下达,现场掌声经久不息。

不过,发射50秒时,出了一点小状况:航天飞机右侧固体助推器侧部冒出几缕黑烟,但当时并没有人发现;52秒,地面指挥中心通知指令长弗朗西斯•斯科比(Francis Scobee)将发动机恢复全速;65秒时,斯克比向地面报告“主发动机已加大”,并表示“明白,全速前进”。这是地面测控中心收听到的最后一句报告。

发射第73秒,航天飞机在16600米的高空突然闪出一团亮光,外挂燃料箱凌空爆炸,航天飞机被炸得粉碎,现场的一张张笑脸顿时转变成了惊愕。

惊愕的不只是观众,就连指挥中心内的科学家们也被这个情况震撼了,乃至于没人注意到,解体后的2台固体推进器仍然开着机,正高速朝远方人口密集的陆地飞去。幸好,在发射100秒时,航天中心一位军官发现了情况,立刻启动自毁程序。

事故发生后,全美从上到下都非常关注。在里根总统的亲自推动下,“挑战者号”航天飞机事故的总统调查委员会迅速成立。委员会阵容非常强大,包括美国时任国务卿威廉•罗杰斯(William Rogers)领导的政府人员,以及“登月第1人”尼尔•阿姆斯特朗 (Neil Armstrong)为首的科学家团队。

不过,之中最重要的,是当时已经身患癌症的诺贝尔奖获得者、物理学家理查德•费曼(Richard Feynman)

费曼一开始并不想参与调查,除了正在接受癌症手术,身体吃不消之外,更是因为厌烦政府工作的官僚作风。只不过最终因为好奇,他还是加入了调查委员会。

后续事情如他预想的一样,委员会抵达肯尼迪航天中心后,做的最多的事就是开会。只要和事件相关有了风吹草动,他们就必须开会听取报告,或者开会向公众说明。费曼对此赶到厌恶,为了不浪费生命,他决心“脱团”,自己展开调查。

这一查,还真被他查出不少问题。通过对基层工作者的走访,费曼获知了火箭挣脱固定螺栓失败、氢气排放臂收回失败、螺栓反冲弹簧遗失等问题,但他最后发现,这些问题对航天飞机飞行的影响都不大。加上委员会那边毫无进展,一时之间,调查陷入了僵局。

突破来源于一次闲聊。在一次例行会议通知后,一位同事提到,“挑战者号”发射当天天气异常寒冷,气温在0℃以下。这瞬间给了费曼提示,会不会是低温导致零部件损坏?在之后的调查中,费曼注意到了发射时右侧固体助推器冒出的几缕黑烟。经过仔细观察,他判断,发生问题的地方可能是在泄漏测试孔附近。

这个孔是用来测试助推器内部密封性的地方,孔内有2个O型橡胶环,被称为“O圈”。当内部压力导致孔隙加大时,O圈就要发挥其延展性,填上孔隙,保证飞行安全。在当天的会议上,费曼公开提出,可能是O圈在发射环境的极低温度下失效,导致事故。

这一猜想很快得到了不请自来的航天飞机固体助推器零部件承包商莫顿•赛奥科公司工程师的证实。

其中一位工程师罗杰•博伊斯乔利(Roger Boisjoly)表示,早在发射6个月前,他作为公司高级工程师,就已经了解了O圈会在低温下变硬,从而失去延展性,无法填补设备变形产生的缝隙这一状况。而只要O圈和设备脱离哪怕0.2秒,泄漏的燃料就会导致事故发生。

实际上,从莫顿•赛奥科公司到NASA,对此事也都心知肚明。那悲剧最后为什么还是发生了呢?

一开始,NASA和公司都对博伊斯乔利的分析给予了足够的重视。NASA将O圈列入发射前需要认真检查的设备清单。莫顿•赛奥科公司也成立了一支“特遣部队”,专门解决这一问题。然而,由于器材和人手短缺,课题进展缓慢。一直到发射前1天,都未能给出一个确切有效的解决方案。

此时,莫顿•赛奥科公司面临着巨大压力。他们虽然认为存在问题,但无法证实,也不能提供解决方案。而NASA的官僚们出于各种原因,一直倾向于维持发射计划不变。如果因为一些莫须有的原因耽误了航天飞机的发射,公司可能需要承担巨大的政治责任。

作为固体火箭助推器的安全检查单位,阿拉巴马州马歇尔太空飞行中心专家们认真审核了博伊斯乔利和他的同事关于问题的分析,但他们感觉,他们听到的都是一些情绪化的东西,理性的东西太少。虽然博伊斯乔利也出示了一些数据,但都不是决定性的。

接下来的事情发生了戏剧性的转折。

经历了近5个小时的讨论后,NASA科学家的科学精神终于压过了官僚作风,他们表示,不会不听火箭设计者的建议而强行发射。

然而就在这个时候,莫顿•赛奥科公司副总裁请求暂停会议5分钟,进行再一次内部讨论。在讨论会上,公司总裁杰里•马森一开口就说道:“我们必须作出一个可操作的决定。”博伊斯乔利马上意识到,公司这是为了迎合最主要的客户NASA,准备主动改变态度了。

在接下来的30分钟中,公司内部发生了激烈争执。包括博伊斯乔利在内的工程师被排除在外,4名高级经理投票对发射投了赞成票。尽管博伊斯乔利拿出了此前实验中O圈烧毁的照片,但他们连看都不看。

当载着新建议的传真在午夜时分传到卡纳维拉尔角时,NASA下定了在第二天上午发射“挑战者”的决心。悲剧于是发生了……

其实挑战者号升天时,也并非真的“爆炸”,实际上是火箭解体。实际上是泄漏的燃料燃烧,营造出了爆炸的假象。驾驶舱当时仍是完整,舱内还有三人存活,但因为缺少逃生装置而只能静候拍死在海面上的结局。逃生装置在挑战者号制造之初就考虑过的,但因为盲目相信挑战者号的“安全性能”而没有设置。

可以看出来,与其说是科学事故,“挑战者号”航天飞机的失事更应该说是美国官僚主义导致的一场“人祸”。

值得一提的是,直到真相大白后,官僚主义仍在发挥作用。罗杰斯心知这些真实情况汇报给里根总统,将会是怎么一场腥风血雨,所以他一开始还打算将费曼的真实调查隐瞒起来。但费曼却以完全退出调查组作为要挟。他的调查内容最终被保留,虽然只出现在附录2之中,但能够如此对他来说已经足够。

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责任编辑: 3976DBC

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