挑战者号:被直播的美国航天惨案

发布者:炸酱面 | 2019-04-13 09:42:57 | 来源:修飞机的ME

【星网专讯】上世纪整个80年代,绝对是航天飞机最耀眼、最光辉的时代。

每逢航天飞机发射,全世界都要通过电视直播,观看这一伟大的科学实验。

也正是通过电视直播,全世界人在那一刻,目睹了人类太空史上最惨烈的事故。

1986年1月28日,挑战者号航天飞机升空73秒发生解体爆炸,7名机组人员全部遇难。

视频:挑战者号航天飞机发射升空,73秒钟爆炸。

时代明星 航天飞机

50年前的1969年,美国人提出建造一种可以重复使用的航天运载工具的计划,这注定是一个冒险的计划,可是在探索太空奥秘的步伐中,有哪一步是轻松的呢。

挑战者号:被直播的美国航天惨案

航天飞机作为可重复使用往返太空的运载工具已经淘汰,马斯克的可回收猎鹰火箭大有取代之势。

1981年的4月12日,美国第一架航天飞机哥伦比亚号首飞成功,人类开启了航天飞机往返太空的新时代。

20年前的这一天是苏联宇航员尤里·加加林首次进入太空。

苏联在经过了12年的研发后,第一架航天飞机“暴风雪”号于1988年11月,在拜科努尔航天发射场成功发射升空。

在环绕地球飞行二周后,“暴风雪”号返回大气层,并成功着陆,鉴于之前挑战者号的前车之鉴,“暴风雪”号的首航采取的是无人飞行。

由于较美国研制航天技术迟,苏联的暴风雪号实际上大量的参考了美国航天飞机的设计,因此进展颇为迅速。

但奈何苏联解体,整个项目在接近完成时被废弃。

挑战者号:被直播的美国航天惨案

回过头来说美国的航天飞机,历史上,美国共建造5架航天飞机。

第一架哥伦比亚号:1979年建成,是以18世纪初第一艘环绕地球航行的美国轮船的名字命名的,2003年返回地球时失事。

第二架挑战者号:1982年建成,以1870年航行于大西洋与太平洋上的英国海军研究船挑战者号命名,首飞1983年4月,1986年失事,共飞行10次。

第三架发现号:1984年8月首飞,以18世纪美国探险家詹姆斯·库克船长的小船的名字命名,总计飞行了21次,是升空次数最多的航天飞机。

第四架亚特兰蒂斯号:1985年交付,以美国第一艘远洋船舶的名字命名。在1985年10月和1996年3月之间进行了16次飞行。

2011年7月8日,亚特兰蒂斯号进行最后一次飞行,航天飞机退役。

第五架奋进号:1991年建造,以库克船长的三桅帆的研究调查船奋进号命名,奋进号用来替代挑战者号,造价超过20亿美元。1992年5月首飞,2011年5月最后一次飞行,大部分任务是前往国际太空站。

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全世界目睹的惨剧

1986年1月28日,星期二的早晨,发射架上结着冰。

在离发射现场6.4km的看台上,聚集了上千人观看,观众里有一群孩子,他们是欢送老师克里斯塔·麦考利夫飞上太空的。

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结冰的发射架

根据《美国太空史》一文中所述,麦考利夫是从1万多名教师中选出来的,计划在太空为全国中小学生讲授两节有关太空和飞行的科普课,学生还可以通过专线向麦考利芙提问。

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挑战者号上的7名机组成员

执行代号“任务51L”的挑战者号上,有7名机组成员:指令长迪克·斯科比、飞行员迈克·史密斯、任务专家埃里森·奥尼祖卡、朱迪·雷斯尼克和罗恩·麦克奈尔、载荷专家格雷格·贾维斯、教师克里斯塔·麦考利夫。

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挑战者号发射升空

挑战者号在过去3年的飞行中,已安全地将46名宇航员送入太空。根据计划,挑战者号本次升空将在太空逗留6天时间,将在太空中释放一颗中继卫星。

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发射现场欢送老师的孩子们

执行任务51L的挑战者号,于美国东部时间上午11:39,也就是在发射前6.5秒点火,助推火箭发出类似连续打雷的轰鸣声,震撼着发射场周围观众,航天飞机顺利上升。

7秒,飞机翻转

16秒,机腹朝天完成转变角度

24秒,发动机推力降至94%

42秒,穿过湍流区,推力降至65%

上升速度2倍音速,每秒677米,高度8000米

50秒,地面观测发现侧助推器冒出灰烟

52秒,地面指挥全速飞行

59秒,高度10000米,助推器消耗450吨燃料

65秒,指令长加大推力全速前进

73秒时,高度16600米外挂燃料箱爆炸

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点火后的0.678秒,密封圈失效后冒出的灰烟

发射后仅仅73秒,人们等得到的却是巨大的爆炸声,人类航天史上最惨重、宇航员牺牲人数最多的一次灾难降临。

事故调查人员从照片、物理和其他证据中得出结论,证明这是右侧助推器底部的O形密封圈失效,这是挑战者当天升空爆炸的直接原因。

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挑战者号在空中的飞行轨迹,直到爆炸。

在发射后0.678秒,一个安装在39B号垫片附近的摄像机捕捉到“一股强烈的灰色烟雾,从右固体火箭助推器后场接头附近喷射出来。”

由于低温,航天飞机旁矗立的定点通信建筑被大量冰雪覆盖。调查人员在红外摄像机中发现,右侧SRB部件尾部接缝处的温度达到零下13度。

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爆炸后,两枚已卸载燃料的助推器继续向上飞行,形成Y型的轨迹

低温下的O型密封橡胶环

罗杰·博伊斯乔利是航天飞机固态燃料火箭助推器高级工程师,他解释了O形环钢圈。

这些钢圈看上去很结实,很牢固,但点火后,每个部分由于受到巨大压力,就会像气球一样被“吹”起来。这就需要在连接处采用松紧带来防止热流溢出箭体。

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挑战者号航天飞机升空后爆炸,惊恐的现场观众

这个任务是由两条O型的橡胶带完成,它们可以随着钢圈一起扩张,并能弥合缝隙。

如果这两条橡胶带与钢圈脱离哪怕0.2秒,助推器的燃料就会发生泄漏,固态火箭助推器就会爆炸。

挑战者号发射时,零下13度的气温,让O型橡胶带变得非常坚硬,伸缩就更加困难,导致密封效果大打折扣。

虽然那可能只是零点几秒的时间,但足以把一次本应成功的发射变成一场灾难。

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挑战者号航天飞机升空后爆炸,惊恐的现场观众

雪上加霜的风切变

由于固体燃料中加入了铝,从失效的O型环缝隙里冒出的火焰,燃烧后形成的铝渣堵住了缝隙,在明火冲出裂缝前临时起到了密封作用。

但是,在爆炸前十几秒,挑战者号遭到一股强烈的风切变,威力相当与卡特里娜飓风。火箭的尾流出现了不同寻常的“Z”字型摆幅。

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挑战者号航天飞机升空后爆炸,惊恐的现场观众

一架发射前飞过场区上空的飞机也曾报告,空中遇到风切变,这样的震动让铝渣脱落,明火从接缝处喷出,火焰喷射在主燃料舱上。

以两倍音速飞行的挑战者号发生了爆炸,红棕色的火球在14600米高空包围了挑战者号。

回收残骸

事故发生一分钟后,NASA启动了救援行动,派遣船只、飞机前往搜救。但此时,碎片还在不停地掉落,搜救部门制的命令飞机与船只在安全水域待命,直到一个小时后才开始。

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救援船只打捞残骸

根据海岸警卫队记载,这次搜救行动是有史以来最大规模的海面搜救行动,范围达1600平方公里,深度达到水下370米,一直持续到2月7日。

在挑战者号残骸里有一面美国国旗,发现时依然原封不动地密封在货物袋中。

多年来,剩余的挑战者号残骸还在不断地被海水冲上佛罗里达州的海岸。

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1996年12月17日,在事故后差不多11年时,可可比奇的海滩上还发现了两大块残骸。

后来,发射每次升空的73秒,成为每个机组人员要克服的强大心里障碍。

哥伦比亚号的悲剧

2003年2月1日美国东部时间上午9时,美国“哥伦比亚”号航天飞机在得克萨斯州北部上空解体坠毁,7名宇航员全部遇难。

事故调查报告显示,哥伦比亚号航天飞机发射后不久燃料箱外脱落了三块增强型碳隔热板,击中了左翼前缘,造成致命的内伤。

挑战者号:被直播的美国航天惨案

哥伦比亚号空中解体散落的残骸

当航天飞机返回经过大气层时,与空气剧烈摩擦产生的摄氏1400度的高温,冲入左机翼损伤部分,融化了内部结构,导致了悲剧的发生。

再见 航天飞机

20世纪末,俄罗斯和欧洲,在技术、安全和经济等多重压力下,航天飞机计划纷纷下马。进入21世纪,曾经不可一世的美国航天飞机也逐渐偃旗息鼓。

2004年,美国总统布什发表演讲,宣布航天飞机在2010年停飞。2010年9月,美国航天飞机进行了最后一次飞行。之后,美国的“航天飞机时代”正式结束。

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NASA的747背负着航天飞机进行全美谢幕。

从1981年算起的30年间,美国的航天飞机一共执行了135次飞行任务。发生了两次空难,14名宇航员不幸罹难。2011年7月21日,最后一架航天飞机退役,航天飞机正式结束了历史使命。

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回过头来再看中国,在坚定搞宇宙飞船的正确技术路线下,中国的“神州”系列载人飞船接连成功,令世界称赞;而在此基础上的“天宫”空间站、“天舟”货运飞船,探月工程也相继取得阶段性成功,更是惊艳世界。