火箭爆炸:航太的千古難題

時間:2014-10-31 08:11   來源:中國網

  美國國家航空航太局(NASA)宣佈,當地時間10月28日下午6時22分,美國軌道科學公司研發的“天鵝座”飛船從美國弗吉尼亞州瓦勒普斯島發射升空。搭載飛船的“安塔瑞斯”號運載火箭升空後6秒鐘發生爆炸,飛船上裝載著2200千克物資,原計劃給國際空間站的6名宇航員提供補給。目前尚不清楚爆炸原因,事故沒有造成人員傷亡,但是帶來了重大財産損失和運載工具的損失。

  飛天和探索太空是人類一直以來就有的夢想,在實現這個夢想的千年曆程中,火箭爆炸並非第一次,而是早就有之。因此,火箭爆炸是一個千古難題。人們要從有巨大地磁吸引力的地球升空飛向其他星球,最初和現在都是利用火箭的助推力。美國航空和航太博物館中的記載是,“最早的飛行器是中國的風箏和火箭”。

  宋朝時,一位心靈手巧的木匠萬虎設計了最早的飛向天空的飛龍火箭和搭載在火箭上的飛船——一把木製構架的椅子。萬虎坐在椅子上,兩手各握一隻大風箏,讓工匠們點燃椅子四週綁著的47支火箭,飛龍拔地而起,但頃刻火箭爆炸,萬虎命歸藍天。這是人類想要突破地球的最早代價之一。

  今天,航空航太技術的發展已經與古代不可同日而語,但是,人類還是在利用燃料火箭作為動力把人和材料送上太空,因此,在火箭設計、材料、工藝、燃料、飛船的搭載等各個方面,稍有疏忽,就可能付出沉重的代價。不只是美國,凡是探索太空的國家,都有這方面的教訓,中國也不例外。

  1996年2月15日,新型長征三號乙大推力運載火箭首飛發射國際通信衛星708,火箭起飛22秒以後姿態失控,撞向距發射塔架1850米的山坡上,整個過程僅22秒,發射失敗。而且,一位專為火箭設計飛行彈道的高級工程師當場犧牲。事後的調查發現,此次事故是由火箭控制系統平臺隨動環穩定回路個別器件的故障造成的,屬偶然事件。在改進措施和技術後,長征三號乙火箭5次承攬外國衛星的發射獲得成功,同時還發射成功一顆由我國自行研製的新一代通信廣播衛星和一顆為尼日利亞研製的大功率通信衛星。

  同樣,美國此前最典型的兩次太空梭失事都與火箭和設計有關。1986年1月28日上午,美國太空梭“挑戰者”號從佛羅裏達州卡納維拉爾角肯尼迪航太中心的發射架上升空,73秒鐘後突然爆炸,7名機組人員全部遇難,其中包括美國37歲的中學女教師麥考利夫。她是從1萬多名申請者中選拔出來的美國第一位參加航太飛行的普通公民。事後的調查表明,“挑戰者”號右側助推火箭存在問題。由於太空梭發射時氣溫過低,寒冷的天氣對火箭墊圈産生影響,最終導致爆炸。

  2003年2月1日上午9時“哥倫比亞”號太空梭在降落時解體,7名宇航員遇難。調查發現,太空梭的敷設工藝會在各塊泡沫材料之間留下縫隙,液態氫能夠滲入其間。太空梭起飛後,氫氣受熱膨脹,最終導致大塊泡沫材料脫落,高速撞擊到太空梭左翼前緣的名為“增強碳碳”,並形成裂隙。太空梭重返大氣層時,超高溫氣體得以從裂隙處進入“哥倫比亞”號機體,造成太空梭解體。

  此次的“安塔瑞斯”號運載火箭升空後爆炸,當然需要調查清楚,以便亡羊補牢。事故有可能是重大失誤,也有可能是細節差錯,但是,需要調查才能弄清。不過,目前已經有多種估計和推測。

  有航空專家認為,火箭從升空到爆炸時間只有6秒鐘,最有可能一是程式控制失靈導致火工品誤報,二是動力系統故障。火箭上一般安裝有用於安全引爆的火工品,當故障出現時,能通過程式控制在其墜落地面前引爆,以防止其墜落至地面引發災難。“天鵝座”飛船的火箭可能在程式控制上出現故障,使火工品誤報,從而引爆了火箭。動力系統的故障則有可能來自液體泄漏。

  不過,美國航太專家則推測此次火箭失事與第一級火箭使用的AJ-26引擎有關,這個引擎是由蘇聯NK-33引擎翻新改裝而成,已有40多年曆史。

  無論此後調查的結果證實哪一種推測或哪一種推測都沒有證實都意味著,現在人類的航太探索還未完全過關,首先是火箭設計、工藝的不過關,如果能汲取教訓,改進設計,有可能在航空航太探索中向前邁進一大步。

  當然,此次事故和以前的事故也可能讓研究人員思考,除了以燃料作為動力推動火箭升天外,是否還有其他的途徑讓人類進入太空,比如此前有研究人員提出設想,用奈米材料製成的天梯升入太空,如此,就不用冒燃料火箭的巨大危險。

  不過,現在應有的一個心理準備是,人類進入太空就有極大的危險,決不是嫦娥登月那麼浪漫和容易,更不用説去火星旅行或開括新的家園了。

 

編輯:李傑

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