挑战者号航天飞机与马斯克的最贵“烟花”

Life 10月 18, 2020

记录失败与成功。

挑战者号

R.I.P.

前段时间 Netflix 关于挑战者号的纪录片挑战者号:最后的飞行豆瓣)上线,最近终于有时间就看了看。这部迷你剧集共 4 集,事件过程可能大家都已经知道了,在此我先简述下。

海报

1986 年 1 月 28 日上午 11 时 39 分,挑战者号航天飞机在肯尼迪航天中心发射,但是 73 秒后航天飞机爆炸解体,机上全部 7 名机组人员遇难,包括美国太空教学计划的第一名成员克里斯塔·麦考利芙(Christa McAuliffe)。

这次发射计划是执行 STS-51-L 任务(STS 表示 Space Transportation System,太空运输系统),是第 25 次航天飞机任务,也是挑战者号的第 10 次太空飞行,原计划部署跟踪和数据中继卫星,以及克里斯塔会在太空中讲两节直播课。

至于为什么会让一个非专业宇航员、普通民众、教师来参与这个看起来非常专业的的任务,剧中有所提及:当时的民众已经对太空有点漠不关心了,而这不是 NASA 所想要看到的,NASA 之前的蓬勃发展一定程度上是依赖于民众对太空事业的关心和热情。当时距离第一次登月(1969)已经过去近 20 年了,航天飞机发射也已经稀松平常,用剧中的话讲就是:

When it becomes routine, people lose interest in it.(当这事变成例行公事时,人们就会失去兴趣。)

所以 NASA 需要搞点不一样的,能吸引注意力的,于是他们公关部门想到让非专业人士参与进来,新闻主播、明星、作家等等,最后时任总统里根一锤定音:教师。消息出来后,共有 11000 多名教师报名,最后克里斯塔和另外一名替补脱颖而出,真正的万里挑一。

根据剧中相关采访,此次事故与固体火箭助推器(Solid Rocket Boosters,SRB)的 O 型圈(O-Ring,一种橡胶密封圈)有关,在前几次的任务中工程师就已经发现这个 O 型圈有问题(被烧坏,备用的也被侵蚀,正常来说不应该损坏),但是由于一些原因,高层并没有重视这个问题,且修复这个问题可能要耗时多年。

NASA 等不起。因为当时 NASA 的预想是每月发射两次航天飞机,但实际上一年才发射了 9 次,远远不及预期。

但是此隐患一直有被记录,进一步的调查发现 O 型圈的损坏与低温有很大关系,而挑战者号这次发射当天,恰恰是气温最低的(相比前 24 次发射),当天清晨发现固体火箭助推器(SRB)上已经挂着很多冰柱了,后来又派出“破冰小组”来清除这些冰柱。当天还临时开了紧急会议来讨论是否应该推迟发射,当然最终是否。

这部剧集在此基础上加了现在对逝者家属及好友的采访和过去的新闻视频,让呈现更有冲击力。推荐一看。

马斯克的最贵“烟花”

看的过程中,我突然想到了马斯克的 SpaceX 公司在今年(2020)上半年进行的空中逃逸实验(In-Flight Abort Test,或者叫飞行中止测试),我觉得和挑战者号的失事应该有些许关联。下面我先简单介绍下这次实验。

通常飞船上会有一个发射逃逸系统(Launch Escape System,LES,或者 Launch Abort System,LAS,也叫 Escape Tower,逃逸塔),用于在即将发生灾难性事故如爆炸的时候,让宇航员安全逃离并着陆。(但是航天飞机是没有的,航天飞机是一个飞机的形态,火箭一样发射,飞机一样着陆,所以着陆的时候是需要宇航员参与操作的,逃生手段有限。

而这次的空中逃逸实验,就是要测试这个系统。一切都是按照真的来,除了真人换成假人外。

此次实验于 2020 年 1 月 19 日进行,位置在佛罗里达州肯尼迪航天中心的 LC-39A 发射台,后来乘坐 Crew Dragon 去往国际空间站的两位宇航员 Douglas Hurley 和 Robert Behnken 也在控制中心现场。

LC-39ALC-39A 发射台

Douglas Hurley 和 Robert Behnken宇航员 Douglas Hurley 和 Robert Behnken 在控制中心现场

流程大致如下(官方动画演示:YoutubeB 站):

  1. 点火发射升空
  2. 正常升空,模仿正常的前往国际空间站的轨迹
  3. 升空约 1 分 26 秒时,猎鹰 9 号的第一级梅林发动机关闭,机组人员所在的 Crew Dragon 的 SuperDraco 推进器开始启动,与火箭分离
  4. SuperDraco 停机,Crew Dragon 滑行至最高点,主体部分分离,小型 Draco 推进器启动,重新定位飞船(改变方向)
  5. 降落伞打开,开始着陆
  6. Splashdown(溅落),回收成功

两次任务,一次失败,一次成功。马斯克是个疯狂的人,但也是认真的人。正是有了挑战者号的前车之鉴,才有了现在这次中止实验,是一种对宇航员的负责,也是对生命的尊重。

无论是失败还是成功,都需要被认真记录,这样才能避免重蹈覆辙,更好复盘。就像有人提出要关注论文的 negative results 一样,我认为这是很有价值的,论文不应该只说成功的地方,那些为了达到成功所经历过的失败同样值得学习。有时候少走弯路并不一定好。

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Reference