卡车驶向近地轨道,第二部分:致命的现实检验:《挑战者号》和《哥伦比亚号

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这是回顾美国航天飞机项目 30 年历史的三部分系列文章的第二部分。

任何对航天飞机项目的总结都不能不提及 14 位遇难的宇航员和两艘注定要失败的航天器——1986 年发射时的《挑战者号》和 17 年后重返大气层时的《哥伦比亚号》。这两个事件都为欣喜若狂的时期划上了句号,当时航天局推动实现将往返轨道飞行变得日常化和频繁的最初目标;早期,美国宇航局估计,如果该系统每年能够飞行 30 次,则可以在五到六年内收回成本。他们的预测远远没有实现:1985 年有 9 次飞行,是该项目历年飞行次数最多的一年。具有讽刺意味的是,《挑战者号》的失事发生在《哥伦比亚号》刚刚完成一次任务10 天后着陆之后。

每次灾难发生后,美国宇航局都会焦虑不安,停飞机队,成立独立委员会,分析错误,重新考虑政策,为“安全文化”而苦恼,并应用更严格的工程和安全标准。《挑战者号》之后的发射在几年内有所减少,然后在 1992 年攀升至 8 次,平均每年发射 6 次,直到 2003 年《哥伦比亚号》失事。此后,从 2005 年至今(包括即将到来的飞行)的平均发射次数降至每年 3 次。(参见美国宇航局任务档案此处。)


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在五角大楼,人们对航天飞机用于其目的的效用越来越怀疑,官员们在《挑战者号》失事后决定终止其秘密航天飞机项目;军方将为其一次性火箭设计硬件。

O 形环问题导致了《挑战者号》的悲剧,这个问题通过新的设计得到了解决,并加强了发射限制,如果发射前温度过低,则禁止飞行。但是,尽管有了新的指导方针,每次航天飞机升空时,由于缺乏强大的逃生系统(只有一个救生杆,假设故障发生在轨道器完好无损的情况下并且在亚音速速度下低于 30,000 英尺),人们都会感到担忧。在《哥伦比亚号》发生灾难性坠毁后,人们不仅对发射感到担忧,也对着陆感到担忧。在其发射过程中,一块泡沫绝缘材料从燃料箱上脱落(之前发射过程中经常发生),并刺穿了机翼。在重返大气层时,1650 摄氏度的温度破坏了飞船,它在德克萨斯州上空的高层大气中解体——机组人员没有任何逃生的希望。在 2005 年恢复飞行后,只有一次发射——《发现号》发射,目的是测试在《哥伦比亚号》之后开发出的检查程序和瓷砖修补工具和技术——更加谨慎的美国宇航局对航天飞机飞行施加了更大的限制。未来的任务将仅飞往国际空间站,并且当航天飞机在对接前在空间站前滚动时,国际空间站宇航员将进行完整的瓷砖检查。

瓷砖服务器:《发现号》于 2005 年 7 月 26 日发射,这是《哥伦比亚号》事故后首次恢复飞行的任务。其主要目标是测试和评估新的航天飞机安全技术、流程和设备,包括轨道器吊杆传感器系统(如图)图片来源:美国宇航局

对飞行的恐惧

甚至在《哥伦比亚号》之后,对深受喜爱的哈勃太空望远镜进行升级和维修的飞行也变得成问题,该望远镜因组件故障而变得越来越步履蹒跚。当时的美国宇航局局长肖恩·奥基夫取消了最后一次任务,他认为这太冒险了。公众的压力导致他的继任者迈克尔·格里芬重新考虑并恢复了这项任务。美国宇航局担心,如果重返大气层的瓷砖严重受损,宇航员将无法选择留在国际空间站,直到另一艘航天飞机能够营救他们。(该机构通过一项前所未有的规定来解决这个问题:第二艘航天飞机《奋进号》停在发射台上,准备前往救援。)

人们对航天飞机可靠性的信心日益下降,这促成了在 2010 年结束航天飞机时代的决定,并选择了一种更安全的进入轨道的方式——即使代价是美国进入太空的时间中断了四五年。(2010 年的发射延误以及增加一次额外的任务——STS 135——将该计划的结束推迟到了本月。)随着航天飞机项目的结束,资金将转用于开发一种新的太空运输系统,该系统既能在轨道上运行,也能在轨道外运行。首先是“星座计划”,该计划将在 2014 年之前使美国重返载人航天领域,并在 2020 年之前登陆月球。尽管被取消了,但最近以不同的名称重新启动,并具有更模糊的目标日期和模糊的任务目标。

明天,第三部分——航天飞机在太阳系和深空科学中的作用

 

 

 

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