美国火箭爆炸:航天的千古难题

2014年10月31日 14:56   来源:中国网   张田勘

  美国国家航空航天局(NASA)宣布,当地时间10月28日下午6时22分,美国轨道科学公司研发的“天鹅座”飞船从美国弗吉尼亚州瓦勒普斯岛发射升空。搭载飞船的“安塔瑞斯”号运载火箭升空后6秒钟发生爆炸,飞船上装载着2200千克物资,原计划给国际空间站的6名宇航员提供补给。目前尚不清楚爆炸原因,事故没有造成人员伤亡,但是带来了重大财产损失和运载工具的损失。

  飞天和探索太空是人类一直以来就有的梦想,在实现这个梦想的千年历程中,火箭爆炸并非第一次,而是早就有之。因此,火箭爆炸是一个千古难题。人们要从有巨大地磁吸引力的地球升空飞向其他星球,最初和现在都是利用火箭的助推力。美国航空和航天博物馆中的记载是,“最早的飞行器是中国的风筝和火箭”。

  宋朝时,一位心灵手巧的木匠万虎设计了最早的飞向天空的飞龙火箭和搭载在火箭上的飞船——一把木制构架的椅子。万虎坐在椅子上,两手各握一只大风筝,让工匠们点燃椅子四周绑着的47支火箭,飞龙拔地而起,但顷刻火箭爆炸,万虎命归蓝天。这是人类想要突破地球的最早代价之一。

  今天,航空航天技术的发展已经与古代不可同日而语,但是,人类还是在利用燃料火箭作为动力把人和材料送上太空,因此,在火箭设计、材料、工艺、燃料、飞船的搭载等各个方面,稍有疏忽,就可能付出沉重的代价。不只是美国,凡是探索太空的国家,都有这方面的教训,中国也不例外。

  1996年2月15日,新型长征三号乙大推力运载火箭首飞发射国际通信卫星708,火箭起飞22秒以后姿态失控,撞向距发射塔架1850米的山坡上,整个过程仅22秒,发射失败。而且,一位专为火箭设计飞行弹道的高级工程师当场牺牲。事后的调查发现,此次事故是由火箭控制系统平台随动环稳定回路个别器件的故障造成的,属偶然事件。在改进措施和技术后,长征三号乙火箭5次承揽外国卫星的发射获得成功,同时还发射成功一颗由我国自行研制的新一代通信广播卫星和一颗为尼日利亚研制的大功率通信卫星。

  同样,美国此前最典型的两次航天飞机失事都与火箭和设计有关。1986年1月28日上午,美国航天飞机“挑战者”号从佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心的发射架上升空,73秒钟后突然爆炸,7名机组人员全部遇难,其中包括美国37岁的中学女教师麦考利夫。她是从1万多名申请者中选拔出来的美国第一位参加航天飞行的普通公民。事后的调查表明,“挑战者”号右侧助推火箭存在问题。由于航天飞机发射时气温过低,寒冷的天气对火箭垫圈产生影响,最终导致爆炸。

  2003年2月1日上午9时“哥伦比亚”号航天飞机在降落时解体,7名宇航员遇难。调查发现,航天飞机的敷设工艺会在各块泡沫材料之间留下缝隙,液态氢能够渗入其间。航天飞机起飞后,氢气受热膨胀,最终导致大块泡沫材料脱落,高速撞击到航天飞机左翼前缘的名为“增强碳碳”,并形成裂隙。航天飞机重返大气层时,超高温气体得以从裂隙处进入“哥伦比亚”号机体,造成航天飞机解体。

  此次的“安塔瑞斯”号运载火箭升空后爆炸,当然需要调查清楚,以便亡羊补牢。事故有可能是重大失误,也有可能是细节差错,但是,需要调查才能弄清。不过,目前已经有多种估计和推测。

  有航空专家认为,火箭从升空到爆炸时间只有6秒钟,最有可能一是程序控制失灵导致火工品误报,二是动力系统故障。火箭上一般安装有用于安全引爆的火工品,当故障出现时,能通过程序控制在其坠落地面前引爆,以防止其坠落至地面引发灾难。“天鹅座”飞船的火箭可能在程序控制上出现故障,使火工品误报,从而引爆了火箭。动力系统的故障则有可能来自液体泄漏。

  不过,美国航天专家则推测此次火箭失事与第一级火箭使用的AJ-26引擎有关,这个引擎是由苏联NK-33引擎翻新改装而成,已有40多年历史。

  无论此后调查的结果证实哪一种推测或哪一种推测都没有证实都意味着,现在人类的航天探索还未完全过关,首先是火箭设计、工艺的不过关,如果能汲取教训,改进设计,有可能在航空航天探索中向前迈进一大步。

  当然,此次事故和以前的事故也可能让研究人员思考,除了以燃料作为动力推动火箭升天外,是否还有其他的途径让人类进入太空,比如此前有研究人员提出设想,用纳米材料制成的天梯升入太空,如此,就不用冒燃料火箭的巨大危险。

  不过,现在应有的一个心理准备是,人类进入太空就有极大的危险,决不是嫦娥登月那么浪漫和容易,更不用说去火星旅行或开括新的家园了。

(责任编辑:周姗姗)

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