科学殉难系列：“挑战者”号“哥伦比亚号”航天飞机失事真相

莱特兄弟

第一架飞机诞生于1903年12月17日，莱特兄弟实现了人类飞天的梦想。第一枚火箭诞生于1926年3月16日，戈达德亲手点燃了人类飞向太空的希望。

1932年,戈达德和同事们在火箭测试场

灵巧的飞机能够自由翱翔，载着人类跨越空间的阻隔，到达人类家园的任何地方。然而飞机的飞行离不开空气。巨大的火箭可以将载人飞船送到大气层外，使其环绕地球或者登上月球。可惜，火箭只能使用一次。

能不能制造出一种如火箭一般冲出大气层，又能像飞机一样自由往来重复使用的飞行器呢?答案是肯定的，这种飞行器就是航天飞机。

哥伦比亚号的发射瞬间

自从1981年“哥伦比亚号”航天飞机首次飞行成功之后，这种新型飞行器就创下了一连串的纪录，为建设中的国际空间站运送了大量物资，将几十颗卫星和哈勃空间望远镜送上了天。航天飞机是载人航天史上的一个重要里程碑，它大大加快了人类进军太空的步伐。

探索总是要付出牺牲和代价的，航天飞机计划也有过惨痛的教训，自人类开始太空探索之旅以来，发生的重大悲剧中有两次都与航天飞机联系在了一起。1986年1月28日，“挑战者号”航天飞机在升空时爆炸，7名宇航员遇难；2003年2月1日，"哥伦比亚号”航天飞机在返回地球的过程中在空中解体，又有7名航天勇士献出了宝贵的生命。

挑战者号航天飞机上的七名宇航员

“火箭飞机”的萌芽

航天飞机是结合了火箭和飞机的特点设计出来的。火箭出现不久后的20世纪30年代初，奥地利的森格尔就率先提出了用火箭发动机推进飞机的设想。然而在当时，火箭技术还很不成熟，飞机也只是在1927年刚由美国人林白实现了不着陆横跨大西洋的飞行。

第二次世界大战期间,纳粹德国在冯·布劳恩领导下，成功研制了一种威力巨大的V2火箭，这种火箭在战争末期曾给英国人带来不小的损失。德国还曾设想将V2火箭装上机翼，改装成空间滑翔机以增大航程。他们给这种火箭飞机取名为V9，这一计划随着战争的失败而结束了。

纳粹德国的V2火箭

两个重要人物的出现给火箭飞机的构想重新注入了生机。他们一个是中国留美学者钱学森，另一个就是已经投向美国的冯·布劳恩。

1949年,在美国加州理工学院工作的钱学森，提出了用火箭助推的洲际滑翔机的设想，成为美国空军动力滑翔飞行计划的开端。这种动力滑翔飞机是一架巨大的三角翼飞机，用火箭送入轨道，再由减速火箭做机动动力回到大气层，并做水平滑行降落。

钱学森回到中国，冯·布劳恩接过了这个设想，他为美国设计了第一颗人造地球卫星和登月飞船，也是后来美国航天飞机计划的主要推动者。

1958年，美国空军开始研究X系列火箭飞机。X15成为从B52轰炸机机翼下释放的第一个自由飞行体，它已具备航天飞机轨道器的特性，对航天飞机的设计起了决定性的作用。

X15火箭飞机，堪称航天飞机的前身

二十世纪六十年代，各种航天器的发射日渐频繁。鉴于一次性使用的运载火箭和卫星费用昂贵,美国宇航局空间小组开始提出研制一种多次使用的载人航天飞行运输系统。1972年1月，尼克松政府正式批准了航天飞机研制工程。

航天飞机的诞生

1976年秋季，第一架航天飞机在洛克韦尔公司的组装车间里完成。最初，这架航天飞机被命名为“宪法号”，以纪念美国建国200周年。但当时电视系列片《星际航行》实在太受欢迎了，最终，《星际航行》中担任主角的航天飞机“企业号”成为了它的名字。

航天飞机外形如同一架短粗的飞机，又外挂了两枚固体火箭助推器以及一个贮存液氢和液氧的外贮箱，机身还覆盖着一层厚厚的“瓦片”。

“企业号”是一个不同凡响的飞行器:它是运载火箭、宇宙飞船和飞机巧妙结合的产物，涵盖了不同飞行阶段具有的各种功能—-升空时是一枚大功率的火箭，进入轨道后是一个可变向、变速的空间飞行器，返回地面时又是一架笨重的滑翔机。它的问世，标志着世界航天史迈进了一个崭新的时代。

“企业号”航天飞机在发射平台上进行测试。

“企业号”是美国航天飞机计划中第一架原型机。在完成了测试使命后，它被收藏在美国史密森学会的博物馆里。2003年“哥伦比亚号”航天飞机事故后，“企业号”上的玻璃瓦又被拆下进行测试,以调查“哥伦比亚号”失事原因。

1981年4月12日，在卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心，世界上第一架航天飞机“哥伦比亚号”发射升空。在其后的几年时间里，挑战者号”、“发现号”、“亚特兰蒂斯号”相继上天，执行了多次航天任务。

1981年4月12日早上7点，“哥伦比亚号”航天飞机首次发射升空

对美国国家宇航局来说，这四架航天飞机编成了一个可供多次使用的“机群”，他们用四艘绘制了世界海图的著名航船来为它们命名:“哥伦比亚号”是1792年到哥伦比亚河口探险的一艘单桅帆船;“发现号”是1610年亨利·赫德森为了探寻大西洋和太平洋之间的西北通道而乘坐的一艘小船;“亚特兰蒂斯号”和“挑战者号”也是远涉重洋、探险数百万公里的两艘著名航船。

“挑战者号”爆炸了

1986年1月28日，耸立在发射台上的“挑战者号”航天飞机将进行第十次飞行，也是航天飞机历史上的第二十五次太空探险。它此行的主要任务是观测76年才回归地球一次的哈雷彗星，并进行一系列的太空试验。

“挑战者号”搭载的七名成员中有一名特别成员—-37岁的中学女教师麦考利夫，这位美国历史上第一位参加航天飞行的普通公民，是美国宇航局从11416位应征教师中选拔出来的。她将在太空通过直播，为全美国的中小学生们上一堂生动的“太空课”。

37岁的女教师麦考利夫，她是美国历史上第一位参加航天飞行的普通公民。

美国东部标准时间11点38分，格林尼治时间16点39分，点火器点燃了火箭推进器，震耳欲聋的轰鸣从航天中心发射场传向四面八方。伴随着浓烈的烟火，挑战者号”航天飞机在一把巨大火炬的托举下徐徐升空。

11时39分6秒，地面指挥中心对其发出指令:“挑战者,加速。"

11时39分12秒，“挑战者号”回答:“明白，全速上升!"此时，它的速度已是每小时3163公里，超过音速的三倍。

就是在这时，“挑战者号”外燃料箱右下方突然闪出一个橘红色的小火球，紧接着，在它的另一边，靠近轨道器的胸部，又闪出另一个更大的火球。刹那间，“挑战者号”变成了一团骇人的红色火雾，两台助推火箭像两柄利剑兀自朝蓝天刺去，随后无数燃烧着的碎片从浓烟中钻出，流星雨般散落在大西洋上。

“挑战者号”爆炸了!

“挑战者”号航天飞机爆炸瞬间

一个胶圈引发的“血案”

无数的人通过电视目睹了这场悲剧，这个“全美的灾难”深深震撼着人们的心灵。七名遇难的宇航员代表的不只是一个美国梦，而是一个全人类的梦;这个灾难和悲哀不只是一个美国的灾难、美国的悲哀，而是全世界的灾难、全人类的悲哀。

苏联听闻噩耗后迅速发出慰问电，并很快做出决定，把新近发现的两座金星火山以"挑战者号”上的两位女性殉难者-—女教师麦考利夫和女宇航员雷斯尼克的名字命名，以表示深切的哀悼和永恒的纪念。

“挑战者号”的发动机是一台长达38米的固体燃料发动机。由于没有铁路可以运输38米长的物体，航天飞机的发动机都要在填满数百万磅的固态助推燃料后被分成几部分，运到发射现场后再进行组装。“挑战者号”的事故调查结果表明，问题正是出在了发动机的安装上。

发动机的各部分是由钢圈重新组合的。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，都会像气球一样被“吹”起来，这就需要在各部分的接合处采用松紧带来防止热气跑出火箭。这一任务由两条名为“O形圈”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露，爆炸不可避免。

“挑战者号”发射那天，天气非常寒冷，这就使橡胶圈变得非常坚硬,伸缩速度也因此变慢，-虽然可能只是零点几秒的时间，但已足以把一次本应成功的发射变成一场灾难。

悲剧重演

“挑战者号”失事后,航天飞机的安全问题引起了人们的广泛关注。美国的一些专家根据系统工程的观点，提出航天飞机的可靠性是97%。这就意味着，如果飞行一百次，就有可能发生三次事故。

这个判断不幸在17年后再次应验了。

2003年2月1日上午9时，美国南部佛罗里达州上空的一声炸响再次震惊了世界,按计划9时16分着陆的“哥伦比亚号”航天飞机失事了。无数的人们从电视屏幕上眼睁睁地看到了那难以置信的一幕:即将返回地面的“哥伦比亚号”化为一个巨大的火球，在蔚蓝的天际划出一道长长的弧光。

2003年1月16日美国哥伦比亚号”航天飞机起飞时的雄壮风姿

“哥伦比亚号”航天飞机上一共有7名宇航员，包括2名女宇航员、一名黑人男性宇航员（其中有一名以色列宇航员)，他们全部在事故中罹难。

这是人类航天史上的又一个重大悲剧。事故原因后来查明是一块防热瓦的脱落与撞击:它在发射后脱落，并将机身左翼撞出一个大洞，就是这个洞，在航天飞机再次进入地球大气层时造成了机身的解体。

“哥伦比亚”号上的七名遇难宇航员

航天飞机是否应该退出历史舞台

面对悲剧，美国也在反思过去20年的航天道路。与前苏联以大型半永久性空间站为中心的思路不同，美国的航天计划以航天飞机为核心，由于航天飞机的货舱宽敞，它可以携带大体积的航天器上天。通常的观点认为，航天飞机运输能力更强，而且可以重复使用，相对于一次性使用的载人飞船，更为经济。

然而，航天飞机不仅造价昂贵，检修和维护成本也远远超过预计。此外更重要的是，航天飞机过于庞大复杂。根据系统工程的观点，一个系统的组成部分越多，可靠性则越低。“联盟号”系列飞船大概有不到30万个零件，而航天飞机则有二百五十多万个零件，这其中任何一个小零件出现问题，都可能导致整架飞机出现危险。“挑战者号”与“哥伦比亚号”分别毁在一个密封圈和一块隔热瓦上，偶然中也体现出当初设计所带来的必然性。

航天飞机虽然可能在不久之后完成自己的历史使命，但人类探索太空的步伐永远不会停止。

相对于现阶段人类的科学技术水平而言，航天飞机是略显超前的。根据布什2004年提出的计划，2010年之前，剩下的3架航天飞机均将退役，一款新型的载人航天工具“乘员探索飞行器”呼之欲出。它的体积将更小，不再像航天飞机那样既载人又载货，而且很可能不再强调航天飞机那样高的可重复性，换句话说，它将更像载人飞船而不是航天飞机一航天飞机的时代，也许就要暂时落幕了。

一位宇航员说过:“技术上的进步，往往是进三步退一步。”航天飞机时代的暂时落幕,也许正是这后退的一步。但是,人类在征服宇宙的伟大斗争中，从不畏惧艰难曲折,在吸取经验教训后,还是会勇往直前。随着一系列新计划的制定,不仅美国发展载人宇航飞行的决心依然坚定不移，包括中国在内的其他国家也正在加入进来。