最惨航天事故,7位宇航员摔得粉身碎骨,NASA有多不靠谱?

为了挣脱地球引力,冲出大气层,飞到太空中,人类目前需要借助大量燃烧燃料的火箭,让速度能够达到每秒数公里。但由于效率问题,当前火箭的八九成重量都是燃料,有效载荷的占比非常小。

正因为如此,载人航天飞行是一项极具风险的任务,宇航员犹如乘坐一枚巨型的炸弹在飞行。如果一旦出现意外,火箭发生爆炸,宇航员能够生还的可能性很低。

过去数十年来,数百位宇航员曾接受过训练,并飞上过太空。目前,全世界已经有19名宇航员在太空飞行中丧生,也有多位宇航员在地面训练中丧生。根据现有的统计数据,宇航员的死亡率约为3.2%。



作为航天大国的美国,曾多次发生过最为严重的航天事故,1986年的挑战者号航天飞机灾难非常具有代表性。当时,机上的7名宇航员遭遇了令人绝望的灾难,他们经历了200G的瞬时过载,摔到粉身碎骨,无一人幸免于难。

曾令NASA引以为傲的航天飞机

载人航天任务不但充满了风险,而且成本还非常高。因为火箭和飞船都是一次性的,每次发射都需要用新的。为了降低成本,NASA在20世纪60年代开始研制可重复使用的载人飞船,这就是航天飞机计划。

经过多年研制,在20世纪70年代,NASA成功建造了多架航天飞机。这种可重复利用的航天器主要由三大部件组成:一个是最为高大的橘色部分,这是外储箱,里面存储着液氢和液氧推进剂。在外储箱两侧还有两枚助推火箭,里面装着固体燃料。第三个部分是轨道器,外形与飞机类似,可以容纳多名宇航员,其尾部装有三台液氢/液氧主发动机,燃料来自外储箱。

当航天飞机发射升空之后,主发动机和固体助推火箭同时工作。固体助推火箭消耗完燃料之后,将会被分离,它们掉入海洋中,被打捞上来,经过维护之后又能重复使用。

接下来,主发动机会把航天飞机送入太空。耗尽燃料的外储箱也会被分离,它将会再入大气层烧毁。最终,轨道器会进入地球轨道。完成任务后,轨道器会带着宇航员返回地球,之后又能进行下一次的太空飞行任务。

按照设计,航天飞机可以重复发射上百次,这能大幅降低发射成本。航天飞机有着最为先进的科技,领先世界数十年,NASA认为非常安全。于是,在20世纪80年代,NASA斥巨资接连建造了4架航天飞机用于载人飞行任务。

意想不到的重大航天事故

在航天飞机的发射成为常态之后,为了继续吸引人们对航天飞机的关注目光,NASA对外招募一位平民教师参与太空飞行任务,让老师在太空中进行授课。经过层层选拔,37岁的中学女教师克里斯塔·麦考利芙(Christa McAuliffe)脱颖而出。

1986年1月28日,麦考利芙和另外6位宇航员登上挑战者号航天飞机。在此之前,挑战者号已经成功进行过9次载人飞行任务。但在第10次,挑战者号升空仅73秒,就发生了猛烈的爆炸,7名宇航员无一生还。那么,这次惨烈的航天事故究竟是怎么发生的呢?

NASA隐瞒关键信息

在发射当天,气温低至零下,挑战者号上挂满了冰柱。而在固体助推火箭的尾部,温度更是低至-13 ℃,这远低于O型密封圈所能承受的极限温度。O型环由橡胶制成,它们在低温下将会失去弹性,无法对固体助推火箭起到密封作用。

然而,在挑战者号升空之前,已经遭遇了多次的任务延期。为了赶工期,NASA只是对航天飞机进行了除冰作业,无视工程师的警告,冒着风险让航天飞机在低温环境下起飞。果不其然,意外真的发生了。

在起飞不到1秒时,由于O型环失效,固体助推火箭的尾部出现裂缝,泄漏出黑灰色的烟雾,2700 ℃的高温气体窜了出来,烧毁了O型环。但好在固体助推火箭燃烧时产生了氧化铝,它们刚好封住了裂缝,航天飞机得以正常升空。

但在飞行将近1分钟时,挑战者号遭受到了强烈的横向风,摧毁了固体助推火箭尾部的氧化铝密封层,导致高温气体泄漏出来。在起飞68秒时,地面飞行控制中心向航天飞机下达了加速指令。5秒后,大量高温气体从固体助推火箭的尾部冲出来,最终引爆了外储箱内的液氢液氧燃料。

发生如此严重的爆炸之后,宇航员很难幸免于难。即便他们能够在爆炸中生还,但也无力面对高空的低温低氧环境。更为致命的是,宇航员最终会以每秒93米的极快速度(时速330公里)猛烈撞上海面,他们遭受了高达200G的冲击力,没有人可以承受得住。

事实上,早在9年前,NASA就已经知道了O型环存在设计缺陷。但一直以来,航天飞机都是安全飞行,即便挑战者号发射当天,工程师警告低温危险,也没有引起NASA的重视,最终酿成了这场惨烈的航天事故。