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1969年,美在耗资巨大的阿波罗登月计划结束后,NASA(航空航天局)认为需要开发一种可重复使用的航天运载工具,可以更为经济地往返太空和地球,因为一次性发射运载工具花销巨大,而且载人数量也有限,最好能有一种像飞机一样的太空飞船,于是航天飞机项目上马了。
1977年,第一架航天飞机“企业号”试飞成功,美国人对此寄予了很高的期望。企业号是当时世界上结构最精密、最复杂的飞机,使用了3500个系统,250万个零件,底部装有31000块隔热瓦,全部由手工安装,5天才能装上一块,航天飞机由驾驶舱、设备舱和尾部动力舱构成,设备舱中有长长的机械爪,可以抓取卫星等太空飞行物,是理想的反卫星装备。
企业号在测试的时候,将其固定在一架改装过的波音747机背上,由波音747携带至少空中然后分离,航天飞机自身的动力仅用于返回,还是由火箭携带升空发射到地球近地轨道,航天飞机由三个部分所组成,一是轨道飞行器,即飞机本体,二是两枚固体火箭推进器,三是庞大的柱状外挂燃料箱,两枚火箭推进器在升到空后抛射掉,然后打捞回收利用。
航天飞机是名副其实的运力王,6架航天飞机在135次任务中,将852个人带上了地球近地轨道,美国一共制造了6架航天飞机,据称每架可反复使用75—100次,看上去很经济,但实际上,整个航天飞机项目的投资为2285亿美金,这已超越了阿波罗登月计划10年的花费总和,所以,航天飞机项目是名副其实的无底洞,到目前为止,也只有美国和前苏联发展过航天飞机,而前苏联的“暴风雪号”也从未真正投入过使用,美国的航天飞机在最初的6年运转良好,验证了它的确是一种高效的运载工具,直到1986年发生了“挑战者”号事故。
挑战者号的发射一波三折,发射之前就遇到了很多问题,推迟到第2天,第2天的气温低至零下0.5度,这是允许发射的最低温度,对此莫顿·塞奥科公司的工程师罗杰·伯伊斯乔利感到担心,该公司承担航天飞机火箭的制造,他认为气温过低,火箭的O型橡胶密封圈就会失去弹性,密封性能将受一定的影响,应该等到气温上升到合适温度后才能发射。
但公司的高层否定了他的意见,NASA也决定继续发射,当时是1月份,整个发射场都处于冰雪覆盖之下,肯尼迪发射中心的除雪小组要对发射台和航天飞机除雪,以保证发射温度,他们在使用红外摄像机时发现,火箭左侧的密封圈温度低至—13度,因为这一侧正好处于极寒空气的迎风面,这个部位温度极低,低于O型密封圈的极限温度—10度,这个信息他们并未上报给NASA的管理层,除雪小组的主要任务只是去除冰雪,没有上报其它情况的义务,这样,严重隐患被发现却没有正真获得处理。
挑战者号搭载了7名宇航员,4名男性,2名女性, 其中一名女性是老师,她计划在太空中向学生授课,中午11:38发射,升空6秒后,一股黑灰色的烟雾从右侧火箭喷出,升空35秒,火箭接近了最大速度,而这样一个时间段,火箭又遇到了最强烈的风切变,升空58秒,右侧火箭的一个接缝处开始冒出可燃气体,60秒已能看到明显火焰,68秒控制中心通知宇航员执行加速,73秒,航天飞机解体爆炸,变成了一团白色的烟雾。
面对这突如其来的画面,任务控制中心,持续了十几秒的宁静,整个大厅鸦雀无声,在航天飞机解体坠毁的过程中,更坚固的驾驶舱保留了整体,并处于慢速翻转的状态,据估计,当时有至少3名宇航员还存在意识,但10秒后,驾驶舱以334公里每小时的速度自由落体,落体时瞬间的G指超过200G,这远超于了人体能承受的最大G值(46G),10秒后,所有的宇航员应该全部失去意识。
事后,NASA进行了历史上最大规模的海面搜救行动,在1600平方公里的海面和370米深的海底,搜寻一切航天飞机的碎片,并按照形状全部放到巨型机库里,事后的调查发现,问题真的出在之前工程师伯伊斯乔利提到的密封圈上,由于温度过低导致密封圈橡胶失效,发射过程中燃料泄露,航天飞机解体爆炸,当时航天飞机并没有设置逃生系统,NASA表示航天飞机的可靠性极高,不需要额外设计。
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