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摧毁“哥伦比亚”号航天飞机的塑料泡沫 空难改变航空史

太空与网络  · 公众号  · 民航  · 2017-09-06 21:00

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午后,NASA正式公布了哥伦比亚号空难的事实。接连两次航天飞机失事,给NASA声誉和航天计划造成重大打击。事故发生三小时后,官方成了独立的哥伦比亚号事故调查委员会(CAIB),委员会由退休的美国海军上将哈罗德·盖曼领衔。


CAIB的当务之急是要消除舆论的猜忌,众所周知2001年“9·11”事件,让大众对航空安全风声鹤唳,哥伦比亚号也会是恐怖分子的目标吗?调查员事无巨细的查阅完安保记录后,将恐怖分子的选项划除了。


盖曼要求调查组开始仔细研究哥伦比亚号返回时的每一个细节,他们发现航天飞机失事前几分钟,回传的数据出现异常,尤其是几个故障前的传感器探测到了极高的温度,这些传感器的均分布在左侧机翼的起落架附近。


调查员认为,这是由于航天飞机产生的高温气体窜入了起落架舱,他们继而得出结论,哥伦比亚号的外部蒙皮遭到破坏,尤其是蒙皮外的隔热层失效。如果要证实调查员的猜测,他们还需要找到航天飞机的飞行数据记录仪,不同于“黑匣子”的地方在于,它并没有坚固的保护壳。


航天飞机外部水箱的泡沫


哥伦比亚号事故发生后的数月内,NASA组织起了最大规模的地面搜索行动,他们希望从残骸中找到破解空难的线索。数万名搜救队员在德州和路易斯安那州展开了密集的搜索工作。在搜索残骸时,一架直升机不幸坠机,搜索飞行员小朱尔斯·F·米尔和碎片搜索航空专家查尔斯·克热内克遇难,另外三人也因此受伤。


搜救队员经过艰苦的工作,终于发现了 飞行数据记录仪,幸运的是它仅受轻伤。解析的数据显示,航天飞机的蒙皮出现破洞,位置不在起落架舱,而是在左侧机翼前缘,而且这个洞口在重返大气层前就已经存在。


大家此时才发觉到发射时,一块脱落的泡沫塑料酿成了大祸。NASA调取发射时的录像,并未清晰展现出哥伦比亚号受损的样子。他们经过图像增强技术处理发现,重约0.8千克的泡沫塑料以500千米的时速撞上了航天飞机的左翼。



哥伦比亚号的机翼上覆盖着隔热片,这些由碳纤维制成的隔热片能耐受零下160度的低温和1650度的高温,但其缺点则是不能增加结构的强度,遭受冲击便一溃千里。为了验证泡沫塑料的破坏力,他们特意采用同样的隔热片做冲击实验,由于每片隔热片价值高达80万美元,他们先测试了猜测的第六片。


调查员将塑料泡沫加速并撞击到隔热片上,但这只造成了轻微的裂缝。随后,调查员从飞行数据中发现,遭到破坏的是第八块隔热片,他们又开始了同样的实验。结果证实,一块0.8千克重的塑料泡沫,在隔热片上留下了直径25厘米的大洞!


实验结果震惊了在场的所有人,也让事故调查取得了突破性进展。


塑料泡沫留下了直径约25厘米的大洞


2003年1月16日,哥伦比亚号升空时,燃料箱上脱落的一块塑料泡沫击穿了航天飞机的隔热片。31日,哥伦比亚号在返回地球时,1400摄氏度的高温气体窜入洞口中。航天飞机的左翼涌入4400摄氏度的气流,并陆续摧毁了温度感测器。


地面的目击者开始看到有碎片脱落,失去防护的航天飞机在高温面前异常脆弱,左翼的内部结构亦遭破坏,进而导致系统性损坏。航天飞机左翼受损失去平衡,强烈的摇摆机体逐渐散开,最终在德州上空解体。


调查员还有最后一个疑问,NASA知道哥伦比亚号上的破洞吗?


事实上,NASA的工程师在发射次日便发现了异常,他们还向管理层申请,通过卫星拍摄哥伦比亚号在轨道上飞行时的照片,用以评估航天飞机的受损情况,但是这一建议遭到了拒绝。


调查员发现, NASA的管理层拒绝调查的另一隐情是,担心调查事件会延误飞往国际空间站的重要任务 。按照美国国会的要求,如果NASA不能按时完工国际空间站,他们就会削减预算并终止该计划,这是他们最不愿意看到的结果。NASA的管理层在施工进度和预算的双重压力下,选择忽视这个问题。








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