美国挑战者号爆炸事故:因为一个小小的橡胶圈,7人被摔死

意智说历史 2024-10-30 03:58:54

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文|张润晨

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引言

每个人都知道登月是个壮举,但把七位宇航员送上天再瞬间摔回大海,这可能就没什么值得骄傲的了。1986年1月28日,挑战者号航天飞机在升空后短短73秒爆炸,七名宇航员丧生。

按理说,这些身经百战的太空人死得很“专业”:不是因为外星人,而是因为一个小小的橡胶圈没能顶住寒冷的天气。

NASA的管理层在工程师的警告声中决然按下了发射按钮,这次的冒险背后,是政治正确的胜利,还是科学真理的惨败?幕后的冲突和决策背后,隐藏着让人无法释怀的真相。

挑战者号

说起挑战者号,得先从航天飞机这个项目说起。人类历史上,航天飞机可以说是一个充满了野心和理想的科技产物。

它不是一次性发射的火箭,而是可以回收再利用的飞行器,能把人类带入太空,完成任务后还能像飞机一样飞回地球。这对公众来说,无疑是一个标志性的符号,意味着科技的进步与人类探索太空的决心。

然而,在这些华丽的外衣背后,其实隐藏着很多看不见的东西。挑战者号的任务是美国历史上第25次航天飞机任务,是挑战者号的第10次太空飞行。

每一次航天飞机的发射,都是媒体争相报道的焦点,尤其是这次,机组成员里还包括一位中学教师克里斯塔·麦考利芙。她是从上万名申请者中选出来的,按照计划,她将在太空中授课,为无数中小学生上演一场“太空课堂”。

可是,谁也没想到,这堂课最终变成了一场灾难现场直播。看着天上突然冒出一团火光,地面上的孩子们哪能想到,他们看到的不是梦寐以求的太空之旅,而是七位宇航员在烈焰中消失的瞬间。说好的科学与教育的结合,怎么一下子变成了这个样子?

事情的源头,其实在发射前就已经埋下。原本挑战者号是计划在1月22日发射的,但因为天气问题,发射被一推再推,一直到28日才确定下来。而就在发射前的那个晚上,负责火箭焊接和密封的塞奥科公司工程师们聚集在一起,讨论这次发射的安全性。

说白了,就是讨论发射当天的天气太冷了,会不会影响固体火箭助推器的密封性?这个密封的核心部件就是“O型环”,一块看起来不起眼的橡胶圈。

可是这小小的橡胶圈,却是整个助推器密封结构的关键。如果它的密封性出现问题,高温高压的气体就会从火箭助推器里泄漏出来。

几位工程师早就看出问题,尤其是当时的气温在零下2摄氏度,这种温度下,橡胶圈的弹性会急剧下降,无法很好地起到密封作用。于是他们给NASA的管理层发去了警告,强烈建议不要在这种温度下发射。

然而,NASA的管理层似乎并没有把这些“杞人忧天”放在心上。在他们看来,航天飞机的可靠性已经足够高,工程师们的担忧不过是小题大做。

更何况,挑战者号的发射已经一拖再拖,公众的期待、媒体的目光,以及背后数以亿计的资金都在逼着他们按下那个发射按钮。管理层在面临巨大压力时,选择无视技术上的隐患,依旧决定按时发射。

事故过程

1986年1月28日上午11时39分,挑战者号的发动机点火,航天飞机逐渐升空。一切似乎都很顺利,但实际上,事故的种子已经在点火后的0.6秒内悄悄发芽了。

摄像机的画面捕捉到,火箭助推器的尾部冒出了一股黑烟,这其实是密封接缝处的O型环在低温下失效,裂缝开始出现,燃烧的高温气体开始泄漏。

在接下来的58秒里,右侧发动机靠近尾部的支架处烟羽不断扩大,高温的可燃气体开始从助推器中喷出,第64秒时,火光突然在燃料舱尾部闪现,液氢开始泄漏。地面上的控制人员依旧在保持通信,他们并不知道这架航天飞机正一步步走向毁灭。

“执行加速。”这是68秒时地面对机组的最后指令。指令长迪克·斯科比在茫然中确认了这条指令,回应道:“收到,执行加速。”这也成了挑战者号机组成员最后的遗言。

就在短短不到10秒钟之后,航天飞机在14,600多米的高空中解体,巨大的气流将它撕成了无数碎片。主燃料箱的瓦解,彻底让这架飞行器失去了所有的控制。25秒后,残存的驾驶舱在惯性作用下继续上升到了19,800米的高度,然后以每小时330公里的速度坠向大海。

事故发生后,整个美国陷入了巨大的震惊与悲痛中。总统罗纳德·里根立即下令成立了一个特别委员会,开始对事故原因进行彻底调查。

这就是后来广为人知的“罗杰斯委员会”,由前国务卿威廉·罗杰斯领衔,包括航天员尼尔·阿姆斯特朗和著名物理学家理查德·费曼在内的14名成员参与调查。

费曼是个特别的人。他一向特立独行,在调查中也不按常规出牌。他没有按照委员会的日程表来工作,而是亲自走访了大量的一线工程师,并且最终发现了问题的关键:O型环在低温下失去了弹性。

为了让公众和其他委员会成员理解这一点,费曼在一次电视听证会上,直接将O型环材料放进一杯冰水里,展示它在低温下失去弹性的现象。这一实验简单而直观地揭示了事故的根本原因——这就是所谓的“橡胶圈失灵,航天飞机失事”。

但问题不仅仅是橡胶圈这么简单。费曼在调查中发现,NASA的管理层和一线工程师之间,存在严重的沟通问题。工程师们给出的失败概率估计是1/100甚至1/50,而NASA管理层却对外宣称航天飞机的失败概率是1/100000。

这种极度的乐观估计,反映出管理层对风险的严重低估,也显示出他们在决策中更关注政治和形象,而不是科学和安全。

宇航员的命运

在挑战者号解体的那一瞬间,很多人以为,七名宇航员在爆炸中就已经全部罹难。然而,事后的调查表明,在航天飞机爆炸后,至少有三名宇航员并没有立即死亡。

他们设法打开了应急供氧设备,试图自救。然而,在高空低温、缺氧以及最终坠海时的巨大冲击下,他们没有任何生还的可能。

挑战者号在空中解体后,残骸开始以惊人的速度坠落。当驾驶舱以超过200G的过载撞击海面时,任何生命体都无法承受这样的重力加速度。这种结局,既让人敬佩宇航员们在危急时刻不屈的求生意志,也让人痛心他们的命运完全掌握在管理者那些错误的决定之中。

事实上,在航天飞机的设计过程中,曾有几次提到设计发射逃生系统,但最终这个想法被放弃了,因为NASA坚信航天飞机的高可靠性不需要额外的逃生措施。这种自信,最终变成了宇航员们无从逃生的悲剧。

结语

挑战者号的爆炸,表面上是一个技术失误,但更深层次上,却是政治与科学之间的较量。NASA的管理层出于各种压力,在明知存在技术风险的情况下依旧坚持发射,将政治正确放在了科学正确之上。这种决策方式,最终酿成了七名宇航员的惨死。

费曼在调查报告的附录中写下了一段意味深长的话:“对于一项成功的技术来说,尊重现实一定要凌驾于公共关系之上,因为你不能愚弄自然。”挑战者号的爆炸,正是因为NASA试图愚弄自然,最终却被自然的力量无情地反噬。

这场事故不仅是对技术的教训,更是对管理和决策的警示。航天事业的每一步,都需要以对科学和安全的尊重为基础,而不是盲目追求公众的认同和政治的利益。否则,再伟大的科技梦想,也终究会被现实无情粉碎。

参考资料:

永远迎接挑战 ——著名物理学家R. P. 费因曼与“挑战者”号航天飞机事故调查 世界科学 1991年12月25日

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