2018-01-28 08:57 | 都市快报

nasa20周年图(美国缅怀遇难的宇航员)(1)

1月25日,NASA在美国阿灵顿国家公墓举行纪念仪式。

他们脱离了大地执拗的束缚飞上天际

宇航员:征服宇宙,值得我们去冒生命的危险

1月25日,美国宇航局(NASA)年度纪念日。

挑战者号失事后,美国总统里根引用美国飞行员诗人小约翰·麦吉的诗句说:“我们永远缅怀他们,我们不会忘记今晨最后看到他们的情景。他们整装待发,向我们挥手致意,然后脱离了大地执拗的束缚飞上天际。”

在NASA太空项目中,发生过3次重大事故,共17名宇航员付出生命代价。这3起事故,都是在1月底2月初。每一次事故,也成为人们永久铭记的教训,做得更安全,是对他们的最好纪念。

NASA从2004年起设立纪念日,定在每年1月的最后一个星期四。

除了17名宇航员,几十年来,还有NASA成员遭遇车祸,或是在训练任务、维修事故中丧生。当年,搜救哥伦比亚号残骸碎片时,一架搜救直升机失事,2名机组成员遇难。该纪念日也用来怀念他们。

每年纪念日,都会有NASA高级官员、宇航员及遇难者家属参与纪念仪式。他们在阿灵顿公墓献花圈,并默哀。仪式在NASA内部全程直播。当天,NASA所属机构降半旗。

1967年遇难的阿波罗1号宇航员格里森,曾这样说过:

“如果我们牺牲了,我们希望人们能接受它。我们所从事的是充满危险的事业。但我们希望,不管什么事情发生在我们身上,都不会因此而使目标改变。征服宇宙,值得我们去冒生命的危险。”

nasa20周年图(美国缅怀遇难的宇航员)(2)

从左到右:格里森、怀特、查菲

阿波罗1号

一次最惨烈的例行测试

三位宇航员瞬间烧死

背景 阿波罗计划与太空竞争

美国“阿波罗计划”设想始于艾森豪威尔任总统时,在1961年肯尼迪继任后加速。

1961年4月12日,苏联宇航员加加林搭乘东方1号飞船,第一个进入太空。美国人大受刺激,加速步伐。同年5月5日,艾伦·谢泼德乘坐自由7号宇宙飞船飞升,做了美国第一个、世界第二个太空人。

5月25日,美国总统肯尼迪发表演说,将“阿波罗计划”的目标指向月球。1969年7月20日,阿波罗11号载着阿姆斯特朗、奥尔德林、柯林斯飞抵月球,在那里留下了第一个人类脚印。

“阿波罗计划”之初,就发生了大事故;阿波罗1号起火,3个宇航员遇难。

人物

两个老手,一个新手

阿波罗1号是登月计划的前期准备,计划绕地轨道飞行。3个宇航员两个是老手,一个算是新手。

维吉尔·格里森,指令长。

1923年出生于印第安纳州,空军中校。他是美国第一批7个宇航员之一。1961年7月21日,他驾着水星-红石4号上天,在美国排第二。1965年3月23日,他和约翰·杨驾双子星3号飞天,完成美国第一次双人太空任务。

爱德·怀特,高级驾驶员。

1930年出生于得克萨斯州,空军中校。他是美国第一个太空行走的人。1965年6月3日,他从双子星4号飞船走入太空23分钟。他也是得了第二名。那年3月18日,苏联宇航员列昂诺夫太空行走12分钟。

罗杰·查菲,驾驶员。

1935年出生于密歇根州,海军少校。这是他第一次太空任务。据说因唐·埃斯利玩手球时肩部脱臼,绑着绷带,他才替补上阵。埃斯利次年乘阿波罗7号完成了该计划的第一次载人飞行。

事故 火势瞬间包围了太空舱

阿波罗1号原定在1966年发射,因错过了窗口期,改到1967年2月21日。

1月27日,3个宇航员在佛罗里达州肯尼迪航天中心作例行测试。当时他们并排坐着,怀特坐中间,左边是格里森,右边查菲。

控制室通话困难,格里森正抱怨,控制台忽听查菲叫道:“起火了。”“座舱起火了。”“放我们出去,我们被烧着了。”然后一声大叫,一片沉寂。

他们在离地面600米高的小火球中,在数十秒内死亡。

见证人报告说,火起于舱内,瞬间包围了太空舱外部。可能是电线短路产生小火花,从格里森脚下燃起,很快掠到他的右边。

调查

3个人的生命换来的教训

事故把每个人从梦想拉回现实,揭示了美国急躁的太空竞争中忽略安全的事实。在详细考察每一个细节后,阿波罗飞船重新设计。

火势为什么蹿得这么快

火势迅猛,因为太空舱是纯氧环境。

苏联的航空气,是有两种气体环境的。可美国工程师不知道,想当然以为苏联的飞船是纯氧环境,他们也这么做了——只要带氧气,简单。于是就像火上浇油,一点小火苗就能瞬间爆燃,烧得越猛,就有越多的氧气补充进来,代替二氧化碳。

这是在地面的情况。如果在太空零重力,轻的物体不会上升,火焰周围的二氧化碳会将火熄灭。

后来舱内气体也掺了氮气。

太空舱里塞满了可燃物

这些可燃物,包括到处存在的尼龙搭扣,还有丝布,用来拦截飘来飘去的物体,比如书本,小册子。有些物体,在正常条件下不会着火,如电线的绝缘材料,在纯氧环境下,也会变成可燃物。

后来,换掉了可燃物,用了防火材料或自熄材料,舱内配了灭火器,尼龙宇航服改作玻璃纤维。

无法打开的舱门

当时,3人营救小组想竭力取下舱门,可舱门火烫,他们用了十几分钟才取下。据报道,有迹象显示宇航员曾挣扎逃生。

就算舱门能正常开启,也来不及。

北美航空公司制造的太空舱,舱门在正常情况,也需要90秒才能拆下。

门是从内关的,因为如果上太空,舱外是真空,舱内氧气的压力,可将舱门更加密封。但一旦起火,内部压力大增,就再无可能打开舱口逃生了。

后来舱门改成可快速开启,在舱外也可以开。

纪念

他们的牺牲 为他人赢得生机

1970年4月13日,阿波罗13号飞船去月球途中,服务舱2号液氧箱爆炸,登月任务只得取消,3个宇航员经历九死一生,奇迹般回到地球。阿波罗1号的教训和此后的改进,为他们赢得了生机。

格里森和查菲,安葬在阿灵顿国家墓园,怀特安葬在他毕业的西点军校。

人们用各种方式纪念3位宇航员,用他们的名字命名行星,月球和火星上的山,以及学校、道路等,还拍了电影。

nasa20周年图(美国缅怀遇难的宇航员)(3)

挑战者号爆炸画面

挑战者号

一次突然被掐断的远行

升空仅73秒 航天飞机爆炸解体

事故 炸成了无数碎片

没有任何征兆,挑战者号航天飞机在发射升空73秒后,突然爆炸解体,机上的7名宇航员全部罹难。机身化作无数碎片,伴着烟雾在空中四散,好似在广袤的天际画出感叹号,又好像是一个个巨大的问号。碎片在发射东南方30公里处散落了1小时之久,价值12亿美元的这架航天飞机,瞬间化为乌有。

没人相信这是真的,在前9次飞行任务中,挑战者号都是好好的。甚至在爆炸时,当时地面上的观众还没意识到发生了什么,看到空中“绽放”的机体,还有人说“太美了”。

这“绚烂”的背后,是全人类的剧痛。

背景

曾经是测试体

成为第二架正式机

其实,本来挑战者号根本不会上天,当然也就不会发生那起悲剧。

开发初期,挑战者号是被作为高拟真结构测试体的,但在完成初期测试任务后,随即被改装成正式的轨道载具,并于1983年4月4日进行了首航,它也成了美国正式使用的第二架航天飞机。

挑战者号的名字,来自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(HMS Challenger)。此外,挑战者这名字还曾被拿来命名阿波罗17号(Apollo 17)的登月模组。

他们脱离了大地执拗的束缚飞上天际

nasa20周年图(美国缅怀遇难的宇航员)(4)

前排从左到右:史密斯、斯科比、麦克奈尔 后排从左到右:奥尼佐卡、麦考利芙、杰维斯、雷斯尼克

宇航员:征服宇宙,值得我们去冒生命的危险

调查 250万个零件中 一个小小的零件损坏了

由250万个零件组成的挑战者号,是当时最精密的航天器。此前,航天飞机从未发生过事故,美国人认为航天飞机是绝对安全的,以至于在其内部的航天员不需要穿着航天服,没有配备任何逃生机构。

但是,一个小小的圆形(也叫O形环)密封圈,让这个高56米、重1600多吨的庞然大物毁于一旦。

当挑战者号进入起飞前倒计时阶段,那天的天气却冷得出奇——60多米高的发射塔塔架上结下了长长的冰锥,最长的有30多厘米长。针对寒冷天气,NASA特地召开紧急会议,一些专家对发射提出了反对意见。在长达6个小时的讨论中,一位专家提出,在航天飞机的助推火箭上有一处圆形密封圈,很可能因为低温而损坏,从而带来不堪设想的后果,但这个建议并没引起重视。

由于挑战者号因为天气等原因已经推迟了5次,此后随着天气的回暖,按计划发射已成定局……

事发后,NASA迅速成立事故调查委员会,通过观察录像发现,挑战者号在点火0.445秒时,右侧助推火箭底部就冒出一股黑烟。随后,事故调查委员会召开了35次会议,访问了160多人,收集了63000多封文件和数百幅照片。4个月后,他们提交了一份长达256页的调查报告。

调查结果显示,爆炸是由一个失效的圆形密封圈所致,它位于右侧助推火箭的两个低层部位之间,密封圈的破损使火箭内部的炽热气体外泄,冒出黑烟。升空后这团焰火越烧越大,最终将火箭与外挂燃料箱之间的连接杆烧断。最后右侧火箭撞击到装满燃料的外挂燃料箱,外挂燃料箱当即爆炸,顷刻间将整个航天飞机撕成了碎片。

挑战者号失事后,美国航天飞机的飞行任务全部暂停。有关宇航员的安全逃生问题再次被提上日程,NASA考虑了几种设想:包括弹射座椅、牵引救生装置和从轨道舱底部跳伞逃生的方案……但都被业界诟病为不切实际。

人物

未能吹响的萨克斯管

未能讲授的太空课……

挑战者号已经陨落天际,遇难的7位宇航员从未被人忘却。

弗朗西斯·斯科比,指令长,46岁,曾经的美国空军战斗机飞行员,后来成为一名高级飞行器试验飞行员,一生与危险和死亡打交道。他幽默、开朗,是全机组的核心与灵魂……

迈克尔·史密斯,驾驶员,40岁,曾在美国海军服役,担任过战斗机飞行员,获得过包括海军特级飞行十字勋章和国家敢于战斗银星十字勋章。

朱蒂丝·雷斯尼克,任务专家,女,36岁,业余爱好是喜欢弹钢琴。

罗纳德·麦克奈尔,任务专家,35岁,在失重的太空中做试验:吹奏萨克斯管。

格里高利·杰维斯,载荷专家,41岁,随身带着一面小旗子,这是他母校巴法洛纽约州大学送给他的纪念品,他想带着这面旗帜去太空探险。

埃里森·奥尼佐卡,任务专家,39岁,生于夏威夷,祖籍日本。小时候他喜欢光着脚板在咖啡地和麦卡达美亚墓地跑来跑去。

科里斯塔·麦考利芙,载荷专家,女,37岁,是一位社会学教师,已婚,有一儿一女。按计划她将在太空通过电视向美国和加拿大250多万中小学生讲授两节太空课,还将在航天飞机上参加几项科学表演,录像后也要向学生播放,成为世界上第一位“太空教师”。

哥伦比亚号

回家只剩下60公里 一块泡沫让航天飞机折翼

nasa20周年图(美国缅怀遇难的宇航员)(5)

调查实验中用到的塑料泡沫

事故

一块公文包大小的泡沫

打穿了航天飞机机翼

2003年2月1日,哥伦比亚号航天飞机,结束太空任务返航时,在距离地面60公里处开始解体坠毁。

NASA记录影像显示,在哥伦比亚号发射后第82秒,外燃料箱掉落了一块公文包大小的塑料泡沫,撞在了飞机上。专家花了两个月时间,修复这段模糊的影像,最终确认了泡沫就撞在左翼前缘。

泡沫掉落时,它与飞机的相对速度变得极大,会对飞机产生巨大的冲击。为了验证“泡沫撞击猜想”,专家做了一系列实验,模拟泡沫撞向航天飞机的情况。实验者找来了与哥伦比亚号机翼同型的镶板和一块0.77公斤的泡沫,让泡沫块以时速800公里撞向镶板。结果大家吃惊地看到,在镶板上出现了直径75厘米的大洞。

按照NASA航天飞机设计规范,外燃料箱不应散落泡沫塑料或其它碎片。但实际情况中,泡沫塑料散落是个普遍现象,发射通常获得批准。当时,哥伦比亚号成功入轨,已有工程师怀疑,航天飞机左翼受损。但管理人员限制了进一步调查。

nasa20周年图(美国缅怀遇难的宇航员)(6)

上排从左到右:布朗、麦库尔、安德森 下排从左到右:查乌尔、赫斯本德、克拉克、拉蒙

人物

来自印度的女生

和以色列的战斗英雄……

卡尔帕纳·查乌拉。查乌拉来自印度北部哈里亚纳邦一个名叫卡纳尔的小镇,1978年考入旁遮普工学院航天工程专业时,她创下了一项纪录———全专业惟一的女生。查乌拉总共两次参加载人航天任务。

伊兰·拉蒙。拉蒙是以色列人心目中的战斗英雄。1981年,拉蒙率领8架F-16战斗机,突袭了伊拉克一座核设施。为了不被雷达发觉,他率领战斗机以极其紧凑的编队飞行。结果,雷达屏幕上看到的信号是一架普通的民航客机,袭击一举成功。以色列航空局挖角拉蒙时,他刚递交转业报告,准备退伍,回家做生意。由于拉蒙是以色列第一个宇航员,当年,他入选NASA项目的消息,占据了以色列几乎所有媒体的头条。

里克·赫斯本德。赫斯本德是哥伦比亚号的机长。他曾说,最大的梦想就是能飞向火星,探索那颗神秘星球。2003年1月28日,赫斯本德在太空中发表演说,纪念挑战者号航天飞机爆炸事故中的遇难者。没想到四天后,他和全机组成员遭遇不幸。

威廉·麦库尔。麦库尔是哥伦比亚号的驾驶员。他是一个经验丰富的美国海军飞行员,有2800小时的飞行经验。

迈克尔·安德森。安德森是美国NASA为数不多的黑人宇航员之一,1994年入选美国NASA宇航员,之前是美国空军飞行员。1998年,他曾前往俄罗斯和平号空间站上执行过任务。

戴维·布朗。布朗在大学获得医学学位后,加入美国海军,当过战斗机飞行员。1996年,他入选NASA宇航员,他对当宇航员经历的理解是:“团队、安全和注意力集中至关重要!”

劳雷尔·克拉克。克拉克做过美国海军潜艇上的潜水医官,1996年又被选为宇航员。当年,她随哥伦比亚号航天飞机上太空,肩负着80多项科学实验。

反思

航天器有了哪些改进?

留给他们的时间只有一分钟

2008年,NASA公布一份报告,研究当时宇航员存活下来的可能性。报告说,当警报响起,留给7名宇航员的存活时间,大约只有一分钟。

报告详细列出了可能导致宇航员死亡的五种情况,包括:航天飞机破裂,舱内压力减小;航天飞机失控导致宇航员失去意识或死亡;舱内灌入其他物体;宇航员暴露在真空环境中;航天飞机触地爆炸等。

危险发生时,部分宇航员没有戴上保护手套,他们的头盔面罩开着;一些人的安全带没有扣好,一人甚至刚刚坐下。不过,报告指出,这些不规范行为没有太大影响。即使他们戴上了手套,关上面罩,好好地扣紧安全带,也只不过给他们增加了30秒的存活时间。

2008年的报告公布后,针对航天飞机内部,NASA做了一系列调整,增加宇航员存活几率。例如,更加严格的机组成员守则;改善机舱机构,使其更好应对舱内失压问题;配备自动降落伞系统。

NASA重新设计了航天飞机的外燃料箱。泡沫要不移除,要不换个位置。工作人员还在特定位置增加摄像头,在发射过程中全程录像,以便随时评估碎片掉落的情况。此举把发射过程中的碎片掉落数量降低1%——这已经是非常了不起的数字了。

(原标题《NASA纪念日 美国每年在这一天 缅怀遇难的宇航员》。编辑毛玫菁)

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