火箭爆炸:航天的千古難題

時(shí)間:2014-10-31 08:11   來(lái)源:中國(guó)網(wǎng)

  美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)宣布,當(dāng)?shù)貢r(shí)間10月28日下午6時(shí)22分,美國(guó)軌道科學(xué)公司研發(fā)的“天鵝座”飛船從美國(guó)弗吉尼亞州瓦勒普斯島發(fā)射升空。搭載飛船的“安塔瑞斯”號(hào)運(yùn)載火箭升空后6秒鐘發(fā)生爆炸,飛船上裝載著2200千克物資,原計(jì)劃給國(guó)際空間站的6名宇航員提供補(bǔ)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(lái)了重大財(cái)產(chǎn)損失和運(yùn)載工具的損失。

  飛天和探索太空是人類一直以來(lái)就有的夢(mèng)想,在實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢(mèng)想的千年歷程中,火箭爆炸并非第一次,而是早就有之。因此,火箭爆炸是一個(gè)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(xiàn)在都是利用火箭的助推力。美國(guó)航空和航天博物館中的記載是,“最早的飛行器是中國(guó)的風(fēng)箏和火箭”。

  宋朝時(shí),一位心靈手巧的木匠萬(wàn)虎設(shè)計(jì)了最早的飛向天空的飛龍火箭和搭載在火箭上的飛船——一把木制構(gòu)架的椅子。萬(wàn)虎坐在椅子上,兩手各握一只大風(fēng)箏,讓工匠們點(diǎn)燃椅子四周綁著的47支火箭,飛龍拔地而起,但頃刻火箭爆炸,萬(wàn)虎命歸藍(lán)天。這是人類想要突破地球的最早代價(jià)之一。

  今天,航空航天技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)與古代不可同日而語(yǔ),但是,人類還是在利用燃料火箭作為動(dòng)力把人和材料送上太空,因此,在火箭設(shè)計(jì)、材料、工藝、燃料、飛船的搭載等各個(gè)方面,稍有疏忽,就可能付出沉重的代價(jià)。不只是美國(guó),凡是探索太空的國(guó)家,都有這方面的教訓(xùn),中國(guó)也不例外。

  1996年2月15日,新型長(zhǎng)征三號(hào)乙大推力運(yùn)載火箭首飛發(fā)射國(guó)際通信衛(wèi)星708,火箭起飛22秒以后姿態(tài)失控,撞向距發(fā)射塔架1850米的山坡上,整個(gè)過程僅22秒,發(fā)射失敗。而且,一位專為火箭設(shè)計(jì)飛行彈道的高級(jí)工程師當(dāng)場(chǎng)犧牲。事后的調(diào)查發(fā)現(xiàn),此次事故是由火箭控制系統(tǒng)平臺(tái)隨動(dòng)環(huán)穩(wěn)定回路個(gè)別器件的故障造成的,屬偶然事件。在改進(jìn)措施和技術(shù)后,長(zhǎng)征三號(hào)乙火箭5次承攬外國(guó)衛(wèi)星的發(fā)射獲得成功,同時(shí)還發(fā)射成功一顆由我國(guó)自行研制的新一代通信廣播衛(wèi)星和一顆為尼日利亞研制的大功率通信衛(wèi)星。

  同樣,美國(guó)此前最典型的兩次航天飛機(jī)失事都與火箭和設(shè)計(jì)有關(guān)。1986年1月28日上午,美國(guó)航天飛機(jī)“挑戰(zhàn)者”號(hào)從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角肯尼迪航天中心的發(fā)射架上升空,73秒鐘后突然爆炸,7名機(jī)組人員全部遇難,其中包括美國(guó)37歲的中學(xué)女教師麥考利夫。她是從1萬(wàn)多名申請(qǐng)者中選拔出來(lái)的美國(guó)第一位參加航天飛行的普通公民。事后的調(diào)查表明,“挑戰(zhàn)者”號(hào)右側(cè)助推火箭存在問題。由于航天飛機(jī)發(fā)射時(shí)氣溫過低,寒冷的天氣對(duì)火箭墊圈產(chǎn)生影響,最終導(dǎo)致爆炸。

  2003年2月1日上午9時(shí)“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)在降落時(shí)解體,7名宇航員遇難。調(diào)查發(fā)現(xiàn),航天飛機(jī)的敷設(shè)工藝會(huì)在各塊泡沫材料之間留下縫隙,液態(tài)氫能夠滲入其間。航天飛機(jī)起飛后,氫氣受熱膨脹,最終導(dǎo)致大塊泡沫材料脫落,高速撞擊到航天飛機(jī)左翼前緣的名為“增強(qiáng)碳碳”,并形成裂隙。航天飛機(jī)重返大氣層時(shí),超高溫氣體得以從裂隙處進(jìn)入“哥倫比亞”號(hào)機(jī)體,造成航天飛機(jī)解體。

  此次的“安塔瑞斯”號(hào)運(yùn)載火箭升空后爆炸,當(dāng)然需要調(diào)查清楚,以便亡羊補(bǔ)牢。事故有可能是重大失誤,也有可能是細(xì)節(jié)差錯(cuò),但是,需要調(diào)查才能弄清。不過,目前已經(jīng)有多種估計(jì)和推測(cè)。

  有航空專家認(rèn)為,火箭從升空到爆炸時(shí)間只有6秒鐘,最有可能一是程序控制失靈導(dǎo)致火工品誤報(bào),二是動(dòng)力系統(tǒng)故障;鸺弦话惆惭b有用于安全引爆的火工品,當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí),能通過程序控制在其墜落地面前引爆,以防止其墜落至地面引發(fā)災(zāi)難!疤禊Z座”飛船的火箭可能在程序控制上出現(xiàn)故障,使火工品誤報(bào),從而引爆了火箭。動(dòng)力系統(tǒng)的故障則有可能來(lái)自液體泄漏。

  不過,美國(guó)航天專家則推測(cè)此次火箭失事與第一級(jí)火箭使用的AJ-26引擎有關(guān),這個(gè)引擎是由蘇聯(lián)NK-33引擎翻新改裝而成,已有40多年歷史。

  無(wú)論此后調(diào)查的結(jié)果證實(shí)哪一種推測(cè)或哪一種推測(cè)都沒有證實(shí)都意味著,現(xiàn)在人類的航天探索還未完全過關(guān),首先是火箭設(shè)計(jì)、工藝的不過關(guān),如果能汲取教訓(xùn),改進(jìn)設(shè)計(jì),有可能在航空航天探索中向前邁進(jìn)一大步。

  當(dāng)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(dòng)力推動(dòng)火箭升天外,是否還有其他的途徑讓人類進(jìn)入太空,比如此前有研究人員提出設(shè)想,用納米材料制成的天梯升入太空,如此,就不用冒燃料火箭的巨大危險(xiǎn)。

  不過,現(xiàn)在應(yīng)有的一個(gè)心理準(zhǔn)備是,人類進(jìn)入太空就有極大的危險(xiǎn),決不是嫦娥登月那么浪漫和容易,更不用說去火星旅行或開括新的家園了。

 

編輯:李杰

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