航天事業的成功是如何來之不易

　發表於2016年10月21日

　　作者：王錚（中國科學院國家空間科學中心）

　　提筆開始寫這篇文章之時，朋友嚴肅的對我說：「你這太不吉利了。」

　　吉利？雖然我國神舟系列載人航天不斷取得成功，但幾十年來，人類航天事業從來不是一帆風順，在我們為科研工作者和航天員驕傲的同時，也從來不應該忘記，今天的成功是如何來之不易。

　　

　　首次載人航天的坎坷

　　「1961年4月12日，世界上第一艘載人飛船成功從蘇聯境內升空。世界上第一位太空人是蘇聯公民尤里·阿列克謝耶維奇·加加林！」 ——蘇聯國家廣播電台播音員列維坦興奮的向全世界進行了播報，加加林從此成為蘇聯航天的標誌和英雄。

　　蘇聯媒體為此準備了一系列的關於載人航天成功的宣傳，但宣傳的背後，這次人類首次的太空之旅並不順利。

　　

　　首位進入太空的宇航員加加林的紀念郵票

　　按照計劃，要進行8次成功試射才算是完全準備好，但實際上，在這次成功發射之前，只進行了7次試射，而且其中只有3次是標準意義上的成功。

　　在7次試射中，有2次以失敗收場。一次是飛船留在軌道上，怎麼也「不肯回家」；另一次是飛船在回地球的過程中被燒毀，當時艙中還有許多動物，它們均「英勇捐軀」。

　　1960年10月24日，一枚做試射準備的火箭竟在發射塔上爆炸，導致戰略火箭軍元帥米特羅凡·涅傑林喪生，一支科研專家隊伍也全軍覆沒。

　　但蘇聯高層顧不上這些了，因為他們得到消息，美國人也在準備載人航天，一切都不能再等了。

　　幸運的是，7次試射中最後2次成功了，它們都是在1961年3月進行的，距離最後的載人飛行已經不足一個月。

　　就這樣，4月3日，蘇共中央主席團會議決定，立即進行載人發射。

　　幸運的是，發射終於成功了，人類首次進入了太空。

　　美蘇載人登月遭遇的悲劇

　　我們現在知道，「阿波羅11號」任務是人類首次登上月球的航天飛行，而11號之前的阿波羅系列飛船則是最終這一步的鋪路石。在這當中，「阿波羅1號」飛行經歷了巨大而慘痛的航天事故。

　　阿波羅1號飛船原本計劃於1967年2月進行14天的繞地球試飛。這一年，距離人類航天器首次進入太空已經整整10年。

　　此前的一系列成功使美蘇兩國都信心十足，很多人開始以為征服太空難度不過如此，肯尼迪總統更是信心滿滿地提出60年代末要把人送上月球。

　　1967年1月27日，阿波羅1號飛船的3名宇航員照例穿上航天服，登上卡納維拉爾角航天中心34號發射台頂層，在運載火箭頂端的飛船指令艙內訓練。

　　3人機組中，指令長格斯·格里索姆參加過1961年7月的「水星-紅石4號」飛船和1965年3月的「雙子星3號」飛船任務，埃德·懷特1965年6月在「雙子星4號」上成為第一位在太空漫步的美國人，兩個人都有過飛行經驗，只有羅格·查菲是新手。

　　

　　阿波羅1號的3位宇航員

　　由於不需要為火箭加註燃料，這次試驗被認為是「沒有危險」的，醫生和消防隊都原地待命。

　　模擬進行了5個半小時后，飛船瞬時功率突增，指令艙內的電線（長達32公里！）的某個地方可能出現了嚴重的短路。很快，航天員發現座椅底下開始起火併蔓延，趕緊發出求救。僅僅半分鐘的時間內，燃燒的管道產生的致命毒煙進入了環境系統，3人都大面積燒傷，迅速陷入昏迷，並在3、4分鐘后無可挽回地死去了。

　　在飛船外，電視畫面閃過一道強光，接著傳來金屬裂開的巨響，技術人員以為飛船要爆炸，急忙逃離。發現爆炸沒有發生，他們又提著滅火器沖回去，卻被火焰逼回。他們不停呼叫飛船，卻毫無反應。

　　事故發生5分鐘后，地面人員終於打開艙門，消防員和醫生相繼趕到。而由於航天服材料熔化，宇航員已經和艙體粘在一起。

　　阿波羅1號受挫的同一年，蘇聯人並沒有停下腳步。

　　他們進一步審視安全，反而對成就的需要更緊迫——這一年是十月革命50周年，發射人類第一顆衛星10周年。

　　於是，蘇聯進行了「聯盟1號」任務。

　　在美國阿波羅1號發射失敗事故之前，蘇聯的聯盟1號試飛（沒有載人），如加加林那次一樣，依舊非常不順利：

　　1966年11月28日，首次試飛，飛船剛一入軌就姿態失控，因為擔心落在中國境內，最後採取了自毀；

　　12月14日，第二次試飛，離主發動機點火只剩幾秒時自動控制系統竟中止了倒計時，之後火箭發動機意外啟動了，接著飛船和火箭相繼爆炸，所幸沒有任何傷亡；

　　1967年2月7日，第三次試飛，返回艙前部防熱罩的一個維護口蓋基本被燒穿，飛船內部嚴重受損，飛船堅持了過去，卻又碰巧砸在了海面一塊浮冰上。

　　三次失敗說明飛船的準備依舊存在問題，但像加加林時候一樣，蘇聯高層又一次決定冒這個險，敲定1967年4月23日進行聯盟1號飛行任務。

　　

　　聯盟一號的宇航員科馬羅夫

　　4月23日，「聯盟1號」如期發射。

　　24日4點50分發布的消息稱：飛船和宇航員一切正常。隨後9小時沒有官方消息。

　　12點27分，塔斯社和莫斯科廣播電台聯合宣布：「宇航員科馬羅夫在結束『聯盟1號』飛船試飛時不幸犧牲。」隨後的報道說：當降落傘的主傘在7公里的高度展開時，傘繩發生纏繞，致使飛船高速下降，導致科馬羅夫身亡。

　　這是世界上首次有人死於航天飛行途中。

　　

　　聯盟一號殘骸

　　蘇共中央書記處書記烏斯季諾夫領導的調查發現：降落傘出傘受阻竟是傘箱內外的壓差和摩擦阻力所致，該系統的4次投放試驗均未發現這一隱患。另外，由於下降速度太快，飛船前部防熱罩也未按要求在3000米高度被拋掉，制動發動機也未正常工作。

　　火箭起飛事故

　　除了上面提到的，航天史上也曾有許多次火箭發射發生了爆炸事故，這裡列舉一些：

　　– 1957年12月6日發射現場，美國的先鋒TV3火箭在發射兩秒后，僅僅飛離地面四英尺（1.2米）就因失去推力而回落到發射台，發生強烈的爆炸，發射台也嚴重受損。

　　– 1986年4月18日，美國航空航天局（NASA）正計劃用泰坦34D-9 KH9-20火箭將價值數十億美金的攝影偵察衛星送進太空，但發射后僅八秒，一場爆炸將一切化為烏有。

　　– 1996年2月14日，我國長征三號火箭運載著國際通信衛星708發射，火箭升空2秒后就開始出現傾斜，22秒后完全失控，最終在距離發射塔1.85千米的山坡上發生劇烈爆炸，造成6人喪生，57人受傷，但當時曾被謠傳造成500人死亡。

　　

　　長征三號失事造成6人喪生，57人受傷，但當時被謠傳造成500人死亡

　　– 1996年6月4日，歐洲航天局（ESA）於法國的庫魯發射阿里安-5火箭，升空40秒后發生了爆炸。

　　– 1997年1月，美國三角洲二號7925火箭在其升空17秒后發生劇烈爆炸，一起爆炸的是它運載的一套全新設計的GPS衛星。

　　– 1998年8月12日，美國泰坦四號A-20火箭發生爆炸，運載的偵察衛星也未能倖免。

　　– 2011年3月4日，美國NASA運載「榮耀」衛星的金牛座-XL火箭發射，但因整流罩系統未能完全打開而失事。

　　– 2013年7月2日，俄羅斯的質子-M火箭在哈薩克的拜科努爾航天發射場發射后不久就發生了墜毀，其攜帶的三顆導航衛星也因此報銷。

　　– 2016年9月1日，這是距離我們很近的一次，美國SpaceX公司的獵鷹9號火箭在進行靜力點火實驗過程中發生爆炸。同日，我國高分十號衛星在太原衛星發射中心由長征四號乙運載火箭發射，但火箭升空之後遇到技術故障而墜落，發射失敗。

　　

　　獵鷹9號火箭爆炸的動態圖片

　　兩次太空梭事故，最大載人航天災難

　

　下面要講到的這兩起事故，可以用「災難」來形容，它們沉重地打擊了人類的載人航天活動。

　　美國東部時間1986年1月28日上午11時39分（格林尼治標準時間16時39分），挑戰者號太空梭在美國佛羅里達州發射，載有7名宇航員，其實一名是新罕布希爾州的一名教師克麗斯塔·麥考利夫，她將在宇宙空間中給美國孩子們進行視頻授課。

　　

　　挑戰者號太空梭7名宇航員

　　然而事後調查指出，挑戰者號太空梭升空后，因其右側固體火箭助推器的O型環密封圈失效，毗鄰的外部燃料艙在泄漏出的火焰的高溫燒灼下結構失效。這一情況的結果是，高速飛行中的太空梭在空氣阻力的作用下於發射后的第73秒解體，機上7名宇航員全部罹難。

　　這一突如其來的事故使毫無準備的美國人民震驚。挑戰者號的殘骸散落在大海中，後來被遠程搜救隊打撈了上來。

　　在事故發生后，任務控制中心持續了十幾秒的寧靜。電視屏幕上顯示著挑戰者號所在位置出現的煙霧，和向海洋墜落的大量碎片殘骸。飛行指揮傑伊·格林提醒飛行動力官員向他提供信息，得到的回復是「過濾雷達得到不連續的來源」，這表明挑戰者號已經破裂成了許多碎片。飛行動力官員報告說飛行器已經爆炸。

　　不過，太空梭與外部艙實質上並沒有「爆炸」。它們是在太空梭接近最大氣動壓力后，被巨大的空氣動力迅速撕裂的。外部艙解體后，其中儲存的燃料與氧化劑逸出並造成爆炸，產生巨大火球的假象。這些泄漏的液氧和液氫產生了最初組成可見煙雲的成分：水蒸氣與氣體。

　　

　　挑戰者號太空梭事故的氣體

　　由於上天的教師要講課，有許多媒體在發射現場進行了實況直播， 美國有線電視新聞網CNN還提供了全國性的直播。最終，在眾目睽睽之下，挑戰者號太空梭發生了災難。

　　在事故發生后的一項研究中，17%的答覆者表示他們觀看了太空梭的發射，剩下的人也均表示他們在一小時內就得知了事故發生的消息。由於之前的宣傳，據《紐約時報》報道，有48%的九至十三歲的學生在學校觀看了電視直播。

　　從事故當天起，媒體保持了高度的關注。在災難發生的那一晚，羅納德·里根總統原已預定對國會發表年度國情咨文，最終他將之推遲了一周，並在白宮向全美髮表了一份關於挑戰者號災難的演說，這份演講非常的著名。

　　培養一名航天員本就要付出巨大的努力，太空梭也凝聚了無數科學家的心血，發生如此重大的事故，無疑是一次災難。

　　數年之後，2003年年2月1日美國東部時間上午9時，美國「哥倫比亞」號太空梭在返回途中，在得克薩斯州北部上空解體墜毀，同樣有7名宇航員全部遇難。

　　

　　哥倫比亞號太空梭7名宇航員

　　在當時，距離著陸只剩下15分鐘，距離地面僅有61公里的高度，但地面與太空梭間的對話突然中斷，地面人員只看到哥倫比亞號碎裂成無數小塊，在天空拖過一條長長的白煙。

　　事故是不可避免的嗎？

　　事實上，哥倫比亞號太空梭於2003年1月16日發射升空，1月24日技術人員撰寫報告稱，在「哥倫比亞」號發射82秒后，有三個泡沫材料碎塊從連接外部燃料箱和太空梭的支架區域脫落，每個碎塊長約20英寸（相當於50厘米），它們擊中太空梭后「似乎出現了瓦解」，化為大量更小碎片。

　　不過，美國航空航天局（NASA）認為，這不會影響太空梭飛行安全性，宇航局飛行控制部門也「同意這一結論」。

　　

　　哥倫比亞號太空梭失事

　　然而，事件后的一系列調查報告指出，哥倫比亞號太空梭外部燃料箱表面泡沫材料安裝過程中存在的缺陷，恰恰是造成整起事故的禍首。

　　外部燃料箱表面脫落的一塊泡沫材料擊中太空梭左翼前緣的名為「增強碳碳」（即增強碳-碳隔熱板）的材料。當太空梭返回時，經過大氣層產生劇烈摩擦使溫度高達1400℃度的空氣在沖入左機翼后融化了內部結構，致使機翼和機體融化，導致了悲劇的發生。

　　2009年12月30日，NASA公布了最終報告，從「哥倫比亞」號艙內警報響起，到宇航員生命結束只有約1分鐘時間。

　　太空梭翻滾著失去控制，宇航員試圖控制太空梭，但噩運降臨的非常快。數秒鐘后，乘員艙失壓。

　　報告認為，壓力下降造成的缺氧讓宇航員死亡或昏迷，昏迷者隨後在飛機劇烈翻滾搖晃中受到致命撞擊致死。

　　不要忘記，這一長串的悲劇列表

　　這個表格非常非常的長，是由維基百科整理列舉的，包括了各種原因航天空難事故的具體信息，是英文的。

　　限於讀者朋友的閱讀時間和流量，這裡只給出截圖，不需要大家都打開。只是希望人們不要忘記，在我們大踏步前進的航天事業中，許多人在其中失去了健康，甚至失去了生命。

　　正因為航天路上有這些血淚，我們現在的進展才更加彌足珍貴，希望大家看了本文沉重的話題之後，能對人類的載人航天越發增加尊重。

　　

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