太空飞行多艰险

生命安全防“万一”   纯氧烈火吞三命   发射脱险心头事    逃逸火箭胜观音

“挑战者”号发射爆炸丧七命  布袋桅杆逃险情   轨道飞行有意外

死里逃生飞月行 防热闯过火焰山  减速落地保安全  高速撞地魂归西

空气泄漏命难全   “哥伦比亚”号返回解体夺雄魂     人因因素成与败

生命安全防“万一”

对载人航天,人们的一个普通疑虑是:太空旅行安全吗?

  这种疑虑是可以理解的。因为在汽车、火车、轮船和飞机刚刚诞生时,人们对乘汽车、火车在陆地上旅行,乘轮船在海洋上航行,乘飞机在地球大气层中航行也曾产生过同样的疑虑,何况太空环境与地球陆地、海洋和大气层空间环境有天壤之别。

  太空旅行,火箭发射时刻最危险。发射载人飞船的运载火箭,其零部件多达几十万、上百万个,只要其中一个出现故障,就会造成整枚火箭发射的失败;火箭一旦点火,就无法中断其工作;同时,火箭是在高温、高压、强振动等恶劣环境中工作的,据统计,电子元件如果在实验室条件下出现故障的指数为1,则在飞机上使用出现故障的指数为6.5,而在火箭上使用则增至80!

 

  但是,这只是问题的一方面。由于人们对火箭和载人航天事业的高度重视,载人航天是安全的。如果就各类航天运载火箭发射来说,有人将它与汽车和飞机事故作过比较,结果事故率汽车为2.5%,飞机为0.21%,火箭为0.09%。安全性能是最好的。

  当然,仅就载人航天运载火箭的发射来说,事故率要高一些,在迄今的250次载人发射(包括航天飞机起飞)中,共发生两起发射事故,事故率为0.8%。这是因为载人航天事业才刚刚开始,基数还小,随着事业的发展,事故率一定会下降。自1986年1月“挑战者”号航天飞机发射失败至今,没有再发生发射事故,事故率为零。

  就整个载人航天活动来说,共发生4次人员死亡事故,事故率为1.6%。应该说,这也是正常的,因为做任何事情意外总是难免的。汽车、火车、轮船和飞机技术已达到炉火纯青的地步,但仍时有事故发生,何况是仍处在试验阶段、仍带有一定探险性质的载人航天!

  冒险,是英雄的事业。为开拓天疆而冒一定的危险是英雄的行为。迄今的航天员以他们的英雄气概和出色工作,开通了载人航天之路;更有少数航天员用他们的生命标示了载人航天安全的漏洞,成为通天道上的雄魂。但是我们将看到,正是他们的鲜血,使人们得以在吸取血的教训以后,努力防止意外,逐步迈向万无一失。

纯氧烈火吞三命

 

1967年1月,美国的“阿波罗”载人登月计划正在紧张的实施中,一切顺利,准备进行第一次载人飞行试验。

  1月27日下午,在肯尼迪航天中心的39号发射台上,95米高的勤务塔环抱着“土星1B”火箭,火箭的顶端是“阿波罗4”号飞船,飞船的密封座舱中躺着3名航天员,他们是31岁的海军少校罗杰·查飞、36岁的空军中校爱德华·怀特,41岁的空军中校弗吉尔·格里索姆。他们都是参加过“水星”和“双子星座”计划飞行的老航天员。这时正在进行倒计时的发射程序彩排。除了火箭没有加注推进剂以外,一切都是逼真的。

  由于火箭没有加注推进剂,人们以为这不是一次危险的彩排,因而没有消防队员和医生等应急救助人员在场,显得满不在乎。

  到下午6时30分,彩排进行到最后的倒计时,很快就要结束了。就在这时,意外发生了。充满纯氧的密封座舱突然燃起熊熊大火,浓烟滚滚。舱内的航天员想外逃,但打不开舱门,很快就被烟火熏倒;舱外的工作人员想救人,同样打不开舱门,眼睁睁地看着3名航天员被烧死。

  其实,类似的教训已在苏联发生过。那是1961年3月23日,航天员邦达连科在纯氧暗室中进行模拟训练后,他用酒精棉擦拭身上固定过传感器的部位,随手将棉球扔到了一块电极板上,星星火花立即引起熊熊大火。邦达连科被严重烧伤,10小时后不治身亡。

  血的教训使航天科技工作者认识到,密封座舱中充纯氧,固然有降低密封要求等优点,但氧气助燃,只要有星星火花,就会造成火灾,夺人性命。为了生命安全,密封座舱中不能用纯氧。

  “阿波罗4”号火灾事故也使航天科技工作者认识到,载人飞船密封座舱不仅仅是要关得牢靠,而且要便于从内和从外迅速地打开。

  “阿波罗”计划经过10个月的停顿检查,部分修改了飞船设计,便以发生事故的飞船为“阿波罗4A”号,后继飞船命名为“阿波罗4B”号,于1967年11月9日成功地进行轨道飞行试验。不过,为了稳妥起见,仍然是不载人飞行。

发射脱险心头事

 

前面已经说到,太空旅行,火箭发射时刻最危险。因此,发射脱险从来都是航天科技工作者的心头事。

  在载人航天初期,发射脱险装置是同飞机上的脱险装置一脉相承的,那就是弹射座椅。在火箭发射时万一发生事故,弹射座椅可将航天员从飞船的密封座舱中弹出,打开降落伞安全着陆。

  到后来,美国和苏联都不约而同地采用逃逸火箭,全名是“发射应急逃逸火箭”。由于它总是像一座尖塔一样耸立在运载火箭的顶端,因此又叫“发射应急逃逸塔”,简称“逃逸塔”。

  这里,我们以美国发射“阿波罗”登月飞船的“土星5”号火箭上的逃逸塔为例稍作说明。

  “土星5”号火箭上的逃逸塔高10米,发动机的推力为67吨力,可工作32分钟,将载3名航天员的“阿波罗”飞船指挥舱拉离“土星5”号火箭,并在海面上安全降落。

  本来,在“阿波罗”飞船上也有火箭发动机,但它是在太空真空中使用的火箭发动机,推力很小,同时,由于火箭起飞后,在离地面60千米高度以内的稠密大气层中上升时,受到的高速气流的压力很大,必须用逃逸塔上推力较大的火箭发动机才能将载人飞船拉离火箭。

  在“土星5”号火箭第二级点火后,即达到约80千米高度时,逃逸塔被抛掉。这不是说“土星5”号火箭再不会发生事故了,而是在这个高度上已接近真空,即使火箭再发生事故,用“阿波罗”飞船上的火箭发动机,也可与“土星5”号火箭分离。

  载人航天,人命关天。为保证“阿波罗”飞船、“土星5”号火箭和逃逸塔的可靠性,美国航宇局特意将它们的订货分散给全美国的2万家公司和工厂,以借此集中全国的优秀科技力量进行研制。由此可以看出,这时,他们是多么把航天员的安全当作心头事的。当然,他们这样做也是有利益均沾、摆平关系的用意。

  不管怎么说,发射脱险装置的可靠性是必须保证的,为了这一点,对采取这一措施的其它用意是无需计较的。

逃逸火箭胜观音

 

我国发射“神舟”号飞船的“长征二号F”运载火箭,也采用逃逸火箭作为发射应急脱险装置,在发射时万一出现故障,它的高空分离发动机工作,使载人飞船与火箭的连接分离,接着高空逃逸发动机工作,将飞船拉离火箭,机动发动机则将飞船拉到安全的地方。

  各国发射载人飞船的运载火箭,虽然都设有逃逸火箭,但逃逸火箭迄今只使用过一次,那就是1983年9月28日苏联“联盟”型(SL-4)火箭发射“联盟T10”号飞船的时候。

  这天深夜,总重近300吨的火箭和飞船耸立在拜科努尔发射场上,发射程序在有条不紊地进行着。在倒计时进行到2小时30分时,弗·季托夫和格·斯特列卡洛夫两名航天员进入飞船座舱。人们对发射的成功充满信心,因为这种型号的火箭已成功地发射过45艘载人飞船。

  在倒计时到60秒时,接通了火箭上的关键电路。

  在倒计时到20秒时,火箭的自动点火程序机构开始工作。

  到15秒时,打开了火箭周围的塔架。

  到此一切正常。在倒计时的最后几秒里,火箭发动机的涡轮泵加速旋转,准备点火升空。

  就在这时,火箭上的故障传感器突然发出警报信号:火箭底部起火!

  终止发射程序已不可能了。这意味着装着液氧、煤油的火箭会在倾刻之间发生爆炸。

  现场指挥员沉着应对,指令断开整流罩与火箭、飞船座舱与服务舱之间连接(这些也可自动完成)。不到1秒钟后,逃逸火箭自动点火,将飞船座舱连同整流罩拉离火箭,并在倾刻之间爬升几千米。

  当飞船继续爬升的时候,运载火箭在发射台上爆炸,爆炸声震天动地,火箭化为碎片。

  在火箭爆炸后不到两分钟,降落伞吊着飞船的返回舱下落,最后缓冲发动机工作,返回舱降落在离发射台4000米的地方,两名航天员安全无恙。

  佛教说,人在遇到危难时,口中默念“南无阿米陀佛”,救苦救难的观音菩萨就会前来搭救。对载人飞船火箭发射事故来说,逃逸火箭比观音菩萨更现实。

“挑战者”号发射爆炸丧七命

 

造成死亡事故的载人航天发射,迄今只有一起,那就是1986年1月28日“挑战者”号航天飞机爆炸。

  “挑战者”号航天飞机是1983年4月投入使用的,这是它的第10次飞行。在这期间,4架航天飞机共飞行20次,其中“挑战者”号就占10次。

  这次发射还有特别引人注目的地方,那就是女教师克·麦考利夫作为平民的代表首次太空飞行。当时正值阴雨季节,气温偏低,但发射人员仍信心十足,电视台照例进行实况转播,在距发射台6.4千米的看台上,还有1000多人在现场观看,其中有麦考利夫的双亲。

  发射的倒计时程序进行得很顺利,11时38分,“挑战者”号点火升空,看台上一片欢呼。到升空后72秒时,仍一切正常。但就在这时,从空中传来一声巨响,“挑战者”号航天飞机在倾刻之间变成一团桔红色的火球,被炸碎的机身碎片拖着火焰和白烟八方飞溅。现场观众被惊得发呆,一时鸦雀无声,在明白过来后,顿时一片哭声,悲情四溢。麦考利夫的双亲相拥而泣。

  “挑战者”号航天飞机发射时的意外爆炸,是由固体火箭助推器上一个○形橡胶密封垫圈老化失效造成的。助推器的箭体是由几段连接而成的,在连接部位用橡皮垫圈密封,以防止火箭工作时火焰喷出。由于当时气温较低,助推器又紧靠低温外贮箱,箭体上结有冰块。火箭工作时,高温使箭体上的冰块融化,冰水从失效的橡胶垫圈内浸,火焰则趁机从内向外喷出。外喷的火焰使外贮箱内成百吨的液氢液氧膨胀,使箱体爆裂,氢氧相遇急剧燃烧,引起巨大的爆炸。包括麦考利夫在内的7名航天员全部罹难。另外6人是:指令长弗·斯科比,驾驶员迈·史密斯,飞行任务专家埃·鬼塚、朱·雷斯尼克、罗·麦克奈尔,有效载荷专家格·贾维斯。

  “挑战者”号航天飞机爆炸后,全部航天飞机停航32个月,进行深入的检查,除重新设计了固体助推器的连接部件和增设防结冰装置等以外,还特别强化了安全救生措施。

 

布袋桅杆逃险情

 

对于发射载人飞船的运载火箭来说,只要航天员进入座舱,逃逸火箭就可以在危急时刻拯救生命。要是在航天员已到发射台上,但还没有进入飞船座舱,运载火箭发生事故将怎么办?我国航天科技工作者为此在发射“神舟”号飞船的发射台上,设置了逃逸布袋和滑索,当万一这种情况发生时,航天员可分别进入布袋沿滑索进入安全掩体。

  美国在航天飞机发射台上也设有类似安全救生装置,只不过它不是布袋而是吊篮。

  航天飞机上没有逃逸火箭,那么,它在发射阶段如何救生呢?

  桅杆式逃逸系统。在航天飞机驾驶舱的左侧设有长约3米的钢制桅杆,在人体重量作用下形成半径为5米的圆弧,可控制人员下滑的初速度。在固体火箭助推器分离后,轨道器的高度低于6000米时若发生事故,8名航天员可在90-100秒钟内,由桅杆顺应气流滑到轨道器右侧的机翼下,然后打开降落伞着陆。

  紧急滑翔着陆。如果轨道器的高度超过6000米,但还没有进入轨道时发生意外,轨道器可滑翔飞行,紧急着陆。除美国东部的肯尼迪航天发射场和西部的爱德华兹空军基地的航天飞机着陆场,可供航天飞机紧急着陆外,美国还在全球设置了4个航天飞机紧急着陆场,其中两个在西班牙,一个在摩洛哥,另一个在塞内加尔。

  航天飞机在发射阶段紧急着陆,它仍然是满负荷的,而且带有故障,滑翔和着陆是很不容易的,特别是不容易很快停下来,需要的跑道很长,但在国外4个紧急着陆场没有很长的跑道。为此,在跑道上垂直设置了尼龙减速网,航天飞机撞在网上,可使速度迅速降至54米/秒,在300米左右的距离内停住。

  为了保证在紧急着陆后安全撤离航天员,轨道器上设有与民航客机舷梯类似的出口滑梯,航天员可沿滑梯迅速撤离。

  对航天飞机发射来说,还存在着安全隐患的缺口,那就是在起飞后到固体火箭助推器分离前这个阶段,如果发生事故,还没有特有的安全救生装置,能够采取的措施只有抛掉固体火箭助推器和外挂燃料箱,以缩小事故的危害程度。进一步的措施就是用弹射座椅将航天员弹出密封座舱。

 

轨道飞行有意外

 

载人航天器在进入轨道飞行以后,意外因素相对来说要少得多,但也会有事故发生。对不影响航天器飞行和不威胁航天员生命的小事故,可由航天员自行排除,或在地面控制人员的指导下排除;若事故使航天器受到较大损害,无法继续完成既定任务,但可以坚持返回地面时,应紧急返回;若无法返回地球且座舱的生命保障系统已遭破坏时,航天员可穿着舱外活动航天服,利用那里的生命保障系统,维持生命,等待救援。

 

 

  在国际航天站上,设有专门的救生飞船,当某处的载人座舱发生严重事故时,救生飞船可带着救生球等救生设备前去救援。穿着舱外活动航天服的受伤航天员,可直接接进救生飞船;没有穿着舱外活动航天服的受伤航天员,先让他进入具有生命保障功能的救生球或其它救生设备,再进入救生飞船。然后视情况在太空治疗或紧急返回地面。

  迄今,有两例在轨道飞行中因事故而紧急返回的事例,一是苏联的“联盟18A”号飞船;一是“阿波罗13”号飞船。

  1970年4月13日晚,人们在电视屏幕上看到“阿波罗13”号登月飞船上的三名航天员,J·罗威尔、F·海斯和J·斯威格特熟练地表演着如何从指挥舱进入登月舱,这预示着第3次登月胜利在望。

  “阿波罗13”号飞船这时已越过地-月引力平衡点,向月球逼近。这次飞行的拉丁格言“知识来自月球”再一次在航天员脑际闪现。

  突然,“砰”的一声巨响将航天员从胜利的憧憬中惊醒。一盏警报灯亮起,一半电器设备的电压开始迅速下降,很快就降到了零。

  原来是飞船动力舱上的一个贮氧箱发生爆炸,氧气逃向太空,另一个贮氧箱被炸裂,氧气也在慢慢外泄。漏气的反作用力使飞船头部下沉并使飞船滚动;由于氧气供应量减少,密封座舱中的气压在下降;由于氧气泄漏,3个氢氧燃料电池有两个失灵,因而电力不足,电压下降。如果氧气全部跑光,不仅航天员得不到氧气,3个燃料电池也会全部失灵。燃料电池用氢和氧结合成水,产生电力,因而,燃料电池不仅提供电力,而且提供生活用水。问题的严重性可想而知。

  登月是不可能的了,只有紧急返回!


死里逃生飞月行

 

“阿波罗13”号飞船飞月途中贮氧箱爆炸,动力舱严重受损,登月已不可能,只有紧急返回。那么,如何返回呢?

  首先,航天员和地面指挥控制人员都一致认为,应该用登月舱做救生舱返回地球。同时,指挥舱和动力舱还有用途,不能马上甩掉。由于登月舱中的氧、水和电力有限,航天员立即将动力舱中剩下的氧输送到指挥舱中一个备用贮箱中,并将应急电池组连接到指挥舱的自动操纵系统上。

  其次,经过地面专家的紧急会商、计算和模拟实验,在事故发生后12小时作出决定,利用登月舱的小动力,让飞船继续往前飞,绕过月球,然后返回地球。这样可以借助月球的引力加速飞行。如果中途折返,势必要启动发动机产生较大的动力使飞船掉头,这会消耗更多的电力能源;同时,也可能使飞船进一步受损。

  经过航天员的艰苦努力,这些都作到了。在返回航程中,主要威胁是氧、水和电力短缺。时间和生命在与氧、水、电力进行激烈的竞争。

  由于缺电,加热器不工作,舱内温度降到3.3℃,无法睡眠不算,更担心冻坏仪器设备。航天员想出一个办法,让飞船旋转着接收太阳光的均匀加热。

  由于缺电,空气净化装置不工作,舱内二氧化碳浓度不断提高,最后达到危险的程度。在地面控制人员的指导下,航天员们采用各种“土”办法来净化空气。

  寒冷、缺氧、高度紧张和强力工作,使航天员们极度疲劳,常常造成操作失误。

  这一切使航天员产生心理应激,有时容易发怒。后来,罗威尔承认,他们有时曾怀疑过自己能否生还。好在训练有素,航天员们在地面人员的指导下,团结奋战,终于在4月17日飞近地球。这时再次起用指挥舱,并将动力舱分离出去。最后甩掉登月舱,指挥舱重返大气层,溅落在太平洋上。

  后来查明,“阿波罗13”号动力舱贮氧箱爆炸,仅仅是因为两个纽扣大小的恒温器开关的电压不合规格造成的。查明了这个隐患,“阿波罗14”号于1971年1月31日继续登月飞行。

防热闯过火焰山

 

航天器从太空返回地球时,在稠密大气层中高速飞行,周围空气受冲压,温度升高,对无翼、无升力航天器来说,周围空气温度可达8000-10000℃,航天器表面温度最高可达8000℃。对有升力和有翼航天器(如航天飞机)来说,温度要低一些,如航天飞机的机头和机翼前缘温度最高可达1300℃。对这样的高温“火焰山”,如不加防护,势必机毁人亡。

  返回航程过“火焰山”的生命保障措施,目前就是给航天器穿“防火衣”,防止高温内侵。

  目前航天器的“防火衣”有两种。

  对一次性使用的载人航天器来说,一般在它的返回舱的外表面覆上一层烧蚀层。在经过稠密大气层时,吸收气动加热并燃烧,在燃烧过程中,将热量耗散掉,使航天器的内部温度不会升高,以保护航天员的生命安全。

  我国在20世纪70年代发射返回式卫星时,就是用这种防热方式保护返回舱过“火焰山”的。我国的“神舟”型飞船仍沿用这种办法防热。所以我们看到从太空返回的返回舱,外表都烧成了黑炭状。

  对可重复使用的航天器,如美国的航天飞机,则采用另一种防热方法,就是在需要防热的外表面,贴上一层耐高温的防热保护材料,阻止高温内侵,以保护航天员的生命安全。

  美国航天飞机采用一种耐高温的陶瓷作防热材料。它先制成15-20厘米见方、厚0.5-6厘米的小块,人们形象地称它为“防热瓦”,然后贴在航天飞机表面上。

  根据航天飞机外表各处的不同温度,采用不同规格和耐热力的防热瓦。贴在机头和机翼前缘的防热瓦,可耐1360℃的高温,贴在机身上的防热瓦,可耐650℃高温,规格都是15厘米见方、厚2-6厘米;而贴在机身侧面和垂直尾翼上的防热瓦,耐热力更低一些,一般约400℃左右,规格为20厘米见方,厚为0.5-2.5厘米。防热瓦的总数约20000块。

  由于防热瓦是后贴上去的,航天飞机在每次飞行中都有数量不等的防热瓦脱落。对脱落的防热瓦,在下次飞行前应补上,否则会酿成大祸。“哥伦比亚”号航天飞机解体就与此有关。

减速落地保安全

 

无翼载人航天器返回时,经过制动火箭减速、空气阻力减速,在到达离地面约15千米时,飞行速度仍在200米/秒左右。如果以这种速度撞地,其后果是不可想象的,因为这相当于时速720千米的大型客机的飞行速度。

  因此,约在离地面10千米时,陆续打开各种降落伞来进一步减速。降落伞一般可使返回航天器的下落速度减到13-17米/秒。但它仍不能以这种速度降落在陆地上,因它大致相当于时速50-60千米汽车的速度,以这种速度行驶的汽车撞在墙上,那将是什么结果?

  因此,当返回航天器在离地面1-1.5米时,还要开动其底部的缓冲发动机,让它向地面喷射的气流进一步降低落地速度,使它以1-2米/秒的速度落地。海上降落可省去这道程序。

  我国“神舟”号飞船采用引导伞——减速伞——主伞程序减速,可使飞船速度降至15米/秒。降落伞的总面积达1200平方米。为了不使落地后的飞船被降落伞拖拽,在落地前4秒割断伞绳,以保证舱内航天员的安全。

  细想一下,安全措施中还有险情:如果控制这些程序的控制系统、执行减速任务的这些设备发生故障怎么办?不必着急,航天科技工作者用冗余技术来应付,就是对关键的控制系统、动力系统和降落伞等,设置双套或多套备份,一套出故障,另一套可顶替工作,确保航天员的安全万无一失。

  在飞船安全着陆后,对航天员来说还存在安全问题,那就是偏离预定着陆地区,地面救援人员一时找不到他们。为此,返回舱中设有无线电信号发射机、闪光灯、反光镜、发烟罐和海水染色剂等,航天员可用它们来指示落点;同时,舱内备有应急食物、氧气、水和药品,可用它们维持生命,等待救援。

  对有翼载人航天器来说,如航天飞机,返回时可用机翼滑翔减速着陆。“挑战者”号航天飞机事故后,美国还为航天飞机设置了着陆减速伞。着陆后打开减速伞,可缩短滑行距离。前面已经讲到,在应急降落场则设有减速网,航天飞机紧急降落后撞在垂直设置的尼龙网上,能在约300米距离内停住,以确保安全。

高速撞地魂归西

 

在载人航天的历史上,20世纪60年代对苏联来说是光辉的日子。1961年4月12日“东方1”号飞船首先将加加林送入太空。1963年6月16日,“东方6”号飞船首先将女航天员捷列什科娃送入太空,并与“东方5”号载人飞船编队飞行。1964年10月12日“上升1”号飞船首先载3人飞行。1965年3月18日,“上升2”号上的航天员列昂诺夫首先走出密封座舱到太空行走。到1967年,运载能力达6吨的“联盟”号火箭问世,经改进的第三代载人飞船“联盟”号也已研制完成,它的密封座舱容积达10.45立方米,是“东方”号和“上升”号的2倍。随着载人航天技术的不断积累和丰富,苏联准备加快载人飞船的发射频率,在美国全力实施载人登月计划时,保持与美国竞争的良好态势。

  1967年4月23日,“联盟1”号飞船顺利升空,虽有一块太阳能电池帆板没有打开,但在人们的思想上仍普遍存在一种乐观气氛,对航天员空军上校弗·米·科马罗夫充满信心。科马罗夫曾两次荣获“苏联英雄”称号,1960年被选为航天员,1964年10月作为指令长驾驶“上升1”号上天飞行,首创载3人飞行的记录。

  “联盟1”号飞船在轨道上飞行24小时,顺利完成各项预定任务后,莫斯科电台的播音员带着兴奋的语调宣布,“科马罗夫上校即将返回地面”。人们欢天喜地地等待着英雄归来。

  但是,等来的最后消息却是科马罗夫死了。这使许多苏联人热泪滚滚。

  为了彻底查清事故原因,苏联让载人飞船停飞了18个月,事故的导火线是那块没有打开的太阳能电池帆板。由于电力不足,导致主导航系统失灵,因而两次错过返回的机会,第3次科马罗夫只得手动控制飞船返回。为了使飞船保持稳定,科马罗夫让飞船自旋滚动。但这样一来,使飞船在再入大气层时的冲击过载大大超过允许值1倍,达8-10g,使科马罗夫一时眩晕,无法控制飞船的自旋,结果在放出降落伞时,使伞绳缠绕,降落伞张不开,失去减速作用,飞船以250米/秒的速度撞地,科马罗夫被摔死。

  血的教训使航天科技工作者懂得,必须注意给航天器的返回舱消旋,对载人航天器的返回舱,应该不采用旋转稳定的办法,以从根本上消除降落伞绳缠绕的根源。此后,进一步的事故使航天科技工作者逐渐明白,对控制系统等容易出故障的部件,应该设置备份件,即采用冗余技术。

空气泄漏命难全

 

经过“联盟1”号的挫折之后,苏联的载人航天,总结经验,吸取教训,取得了更大的发展。从1968年10月到1970年6月,连续成功发射8艘“联盟”型飞船,三三两两地在轨道上编队飞行,令人眼花缭乱。1971年4月19日,又以成功发射世界上第一座航天站——“礼炮1”号来庆祝加加林首航太空10周年。紧接着于4月23日发射的载3人的“联盟10”号飞船,成功地与“礼炮1”号航天站对接。这时的苏联载人航天事业,要是没有美国人成功登月的牵制,真有如日中天的气势。

  1971年6月6日,苏联又发射“联盟11”号飞船,航天员是指令长格·季·多勃罗沃利斯基、随船工程师(飞行任务专家)弗·尼·沃尔科夫和维·伊·帕查耶夫。在飞船与“礼炮1”号成功对接后,3名航天员进入航天站工作近24天,开展了地球地质、电磁辐射和医学生物学等方面的太空研究活动。

  在整个6月份,莫斯科电视台每天都有“礼炮1”和“联盟11”的消息,反复报道3名航天员在太空的活动。人们兴奋地期待着第一个太空长期生活乘员组的胜利归来。

  6月30日,飞船顺利着陆。地面人员无比喜悦地奔向飞船,见到飞船一切完整无损,更喜出望外。可是,当打开舱门后,3名航天员却一动不动,已没有生命的迹象了。

  悲剧是如何造成的?问题仍然出在控制系统上。由于自动的返回程序控制错误,飞船返回舱的气闸门提前打开,舱内空气迅速外泄。而在手动控制的设计上,又犯了一个天大的错误,那就是用手拧紧闸门,最少需要两分钟时间,而舱内全部空气却只需1分钟就会全部跑光!3名航天员就这样因窒息而死亡。

  失去的生命使活着的人更聪明。手动操纵能迅速关紧闸门自不必说,给关键的控制系统设备份件也越来越清晰了,人们更举一返三,在后来的载人飞船返回舱上,不仅有供航天员进出的顶舱门,还设置有应急的侧舱门,在万一顶舱门打不开时供紧急出舱用。同样,还设有空气活门和应急空气活门,在返回舱着陆后舱门打不开时为航天员提供通气窗口的双保险。

“哥伦比亚”号返回解体夺雄魂

 

2003年1月16日,美国“哥伦比亚”号航天飞机进行它的第28次飞行,在起飞后约87秒时,外挂燃料箱上的一块质量约1000克的隔热泡沫材料脱落,以220米/秒的速度撞在轨道器的左机翼上。但航宇局负责航天飞机飞行的决策者认为,这不会对此次飞行造成危害,飞行按计划进行。

  “哥伦比亚”号航天飞机的这次飞行,被称为“科学实验的马拉松”。经过16天的轨道飞行,共完成80项科学实验和研究,如对减少空气污染有重要意义的燃料燃烧实验、寻找艾滋病和早老性痴呆等疾病治疗方法的蛋白质实验,提取特别香精的实验等。此外,还搭载了中学生的一些实验,其中包括中国中学生的蚕宝宝实验。

  2003年2月1日8时15分,“哥伦比亚”号航天飞机脱离运行轨道,开始返回航程。指令长里·赫斯本德和驾驶员威·麦库尔在聚精会神地驾驶着航天飞机,飞行任务专家戴·布朗、劳·克拉克(女)、卡·乔娜(女)和有效载荷专家迈·安德森、伊·拉蒙,一边听着激扬的歌曲《勇敢的苏格兰》,一边憧憬着返回地球后与亲人团聚的美景。“哥伦比亚”号航天飞机残骸

  8时45分,飞机开始进入稠密大气层,这时机身左边出现一小团浅粉色火光,接着变成亮粉色,再到乳白色,并逐渐包围了航天飞机。但返回程序仍按部就班地进行着,无论天上和地面的人员,都没有意识到大祸即将来临。

  随后,地面指挥中心监控器上的指示灯显示,航天飞机左翼和左着陆架上的温度传感器接连失灵、轮胎压力异常,地面人员向机组成员发出各种警告和提示,但只听到指令长最早回答的“收到,但是……”,就再没有他的声音了,传来的只有刺耳的静电噪音。

美国为失事航天飞机降半旗致哀9时许,“哥伦比亚”号航天飞机在一团火海中解体,7名航天员全部罹难。

经模拟试验证明,“哥伦比亚”号航天飞机返回时解体,正是它在起飞时从外贮箱上脱落的那块隔热材料引起的。那块隔热材料砸碎了左翼前缘的防热瓦,并在机翼上砸出了一个洞来。这对航天飞机轨道飞行并无大碍。但在返回时,在经受发动机点火、熄火和冲入大气层的振动、冲击后,使航天飞机的结构受到损害,接着由于气动加热的高温侵入和减速过载,使航天飞机迅速解体。

 

人因因素成与败

 

“宇宙飞行不是某一个人或某一伙人的事。这是人类在其发展中合乎规律的历史过程。”这是尤里·加加林在树起载人航天里程碑后的总结中的一句话,言简意赅。

  “要是我们死亡,大家应把它当作平常事。我们做的是一种冒险事业,万一发生意外,不要耽搁计划的进行,征服太空是值得冒生命危险的。”这是在“阿波罗4A”号飞船的纯氧座舱中演练时被烧死的弗·格里索姆生前说的一句话,雄魂闪烁。

  正是上面的思想和精神,使人类得以逐渐融汇到广袤的太空之中。通过前面的叙述,也充分说明了,人类的通天大道,是无穷的智慧和众多的雄魂铺垫而成的。人因因素是载人航天事业成功的关键。

  事物总是具有两面性,在具体工作中,人因因素又往往是发生事故的重要原因。在火箭发射中,常常因为人的一丝疏忽,如在火箭中留下一丁点多余物、一个螺帽少拧半圈、少加注一点点推进剂等等而造成事故。

  人因因素的影响是多方面的,是无所不在的。1960年10月23日,苏联抢先发射金星探测器,但在倒计时数到0时,竖立在发射台上的火箭没有点火。按规定应洩掉推进剂、合上塔架,有关人员才能靠近火箭进行检查,排除故障。因当时苏联领导人赫鲁晓夫正在纽约参加联合国大会,为了政治的需要而抢时间,在发射现场的导弹部队司令涅杰林元帅决定不洩掉推进剂,合上勤务塔对火箭进行检查。结果,火箭突然自动点火,而火箭被塔架卡住,无法上升,因而发生大爆炸,包括涅杰林在内的100多名军人和科技人员丧生。

  在载人航天事故中,也有人因因素。如“挑战者”号航天飞机升空爆炸前,就有人对密封垫圈质量等提出过警告,只是被漠视了。失事后,又有过这样的警告:由于航天飞机的可靠性为98%,若每年发射11次,则3年中第2架航天飞机失事的可能性为50%。“哥伦比亚”号航天飞机失事前,也有人为航天飞机已经老化而担心,并上书总统,但同样被漠视了。更有甚者,在发射时发生外贮箱防热材料脱落,砸伤左机翼的事故后,还做出不危及飞行的结论。美航宇局这时的漠视态度,与它早期的小心翼翼形成鲜明的对照,其原因是他们对自己的技术过于自信,和因此久而久之产生的麻痹思想。

  人因因素之于航天,成也萧何,败也萧何。