9月的第一天,對(duì)人類的航天事業(yè)而言,注定是灰色的一天。互聯(lián)網(wǎng)上先后傳出兩則航天發(fā)射失利的消息,其中一條很快得到美國(guó)官方的證實(shí):火箭爆炸了。

根據(jù)9月1日晚間美國(guó)宇航局(NASA)消息,美國(guó)私營(yíng)航天公司太空探索技術(shù)公司(SpaceX)“獵鷹9號(hào)”火箭,在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地測(cè)試時(shí)發(fā)生爆炸,其裝載的以色列SCC公司的Amos-6通信衛(wèi)星同時(shí)被炸毀。

這并非人類航天發(fā)射史上第一次失利,卻十分罕見地流出了發(fā)射失敗的爆炸視頻,經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)傳播后引發(fā)一股不小的旋風(fēng),“沖擊”“震撼”“揪心”,讓航天發(fā)射這個(gè)原本有一定門檻的高冷事件,再次走入大眾視線。而這次發(fā)射失利所牽扯到的SpaceX及其掌舵人埃隆·馬斯克,F(xiàn)acebook及其創(chuàng)始人扎克伯格等備受關(guān)注的科技企業(yè)、明星企業(yè)家,也給這場(chǎng)輿論熱議上足了料。

有可能是“低級(jí)錯(cuò)誤”導(dǎo)致的發(fā)射失敗

好在,這次事故中沒有人員傷亡。爆炸發(fā)生后,人們最關(guān)心的問題莫過于“為什么會(huì)爆炸”。

事實(shí)上,SpaceX也在第一時(shí)間給出了造成此次爆炸事故的初步原因——在推進(jìn)劑填充操作時(shí)發(fā)生的問題。埃隆·馬斯克在社交網(wǎng)站上發(fā)文稱,“‘獵鷹9號(hào)’是在推進(jìn)劑填充操作時(shí)發(fā)生的事故。起因應(yīng)該是火箭上面級(jí)的氧氣罐出現(xiàn)了故障,但具體原因仍不清楚。我們會(huì)盡快查明原因。”

在接受中國(guó)青年報(bào)·中青在線記者采訪時(shí),中國(guó)航天科技集團(tuán)五院研究員龐之浩說,在造成發(fā)射失敗的分系統(tǒng)故障中,動(dòng)力裝置系統(tǒng)占了首位;其次是控制系統(tǒng);然后則是結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。本次“獵鷹9號(hào)”的爆炸是在火箭加注燃料時(shí)發(fā)生的,這在火箭故障中不多見,可能是源于“低級(jí)錯(cuò)誤”,屬于動(dòng)力系統(tǒng)或控制系統(tǒng)故障。

龐之浩推測(cè),有以下幾種可能:其一是氧箱壓力過大。他說,這次火箭爆炸是從火箭二級(jí)氧箱加注燃料時(shí)開始出現(xiàn)異常。去年6月“獵鷹9號(hào)”發(fā)射時(shí)爆炸,是因?yàn)槎?jí)氧箱氦氣瓶支架強(qiáng)度不夠,折斷后氦氣泄漏,氧箱壓力過大,氧箱撕裂,導(dǎo)致爆炸。這次爆炸有可能是重蹈覆轍。

其二則很可能是因?yàn)榈蛯哟五e(cuò)誤,即程序控制出現(xiàn)了錯(cuò)誤。龐之浩推測(cè),本應(yīng)該啟動(dòng)測(cè)試一級(jí),結(jié)果啟動(dòng)了二級(jí)程序,二級(jí)點(diǎn)火了,但整個(gè)系統(tǒng)處于非起飛的系留牽制狀態(tài),飛不走就只能爆炸,再引發(fā)一級(jí)爆炸。他說,任何誤操作和程序混亂都可能導(dǎo)致二級(jí)點(diǎn)火。

第三種可能即是生產(chǎn)過程中帶來的缺陷。龐之浩認(rèn)為,運(yùn)載火箭在生產(chǎn)過程中,如果質(zhì)量控制不嚴(yán),會(huì)致使產(chǎn)品內(nèi)部存在缺陷,如暗傷、多余物等,這些缺陷對(duì)火箭來說都是致命問題。比如,歐洲“阿里安”火箭,就曾因發(fā)動(dòng)機(jī)有多余物而導(dǎo)致發(fā)射時(shí)爆炸。

在龐之浩看來,這很可能也是“獵鷹9號(hào)”發(fā)射故障的原因。例如,火箭支臂上的燃料輸送管破裂導(dǎo)致燃料溢出,加上支臂或箭上燃料接口電氣設(shè)備點(diǎn)燃的可能性較大。外部爆燃擊穿二級(jí)燃料箱,引爆后破壞一級(jí)引爆,同時(shí)整流罩與衛(wèi)星落地引爆胼燃料。

第四種可能是元器件質(zhì)量不穩(wěn)定。曾經(jīng),俄羅斯火箭在加注燃料時(shí),因傳感器故障燃料加注多了,從而導(dǎo)致發(fā)射時(shí)爆炸。“獵鷹9號(hào)”出現(xiàn)故障也可能是這方面的原因——SpaceX公司為了降低成本,采用低成本采購,用便宜許多的工業(yè)級(jí)元器件替代成本高昂的宇航級(jí)元器件。

當(dāng)然,也不排除發(fā)射流程存在問題的可能。龐之浩說,SpaceX公司的發(fā)射操作原則是顯著地減少操作人員以及在發(fā)射場(chǎng)消耗的時(shí)間,目的是在發(fā)射“獵鷹9號(hào)”火箭時(shí)操作既簡(jiǎn)單又高效,并具有較高的成本效率。其標(biāo)稱的發(fā)射操作時(shí)間為16天(從火箭運(yùn)抵發(fā)射場(chǎng)開始)。然而,過于簡(jiǎn)化流程,降低成本,勢(shì)必增加風(fēng)險(xiǎn)。

龐之浩表示,此次爆炸給商業(yè)航天公司一個(gè)教訓(xùn),即應(yīng)在低成本和高可靠性之間尋找更好的平衡點(diǎn),最好留有一定的富余,加有一定保險(xiǎn)。

探索太空有風(fēng)險(xiǎn),多次成功也不能表明次次成功

這次爆炸事件中,火箭上所搭載的AMOS-6衛(wèi)星,恰好是Facebook互聯(lián)網(wǎng)工程的重要組成部分。按照Facebook創(chuàng)始人扎克伯格此前在社交網(wǎng)站上的說法,他原本想利用衛(wèi)星的服務(wù),為撒哈拉沙漠地區(qū)的非洲人民提供無線網(wǎng)絡(luò)連接,這也是他世界無線網(wǎng)計(jì)劃中的重要一環(huán)。

發(fā)生爆炸時(shí),扎克伯格正在非洲,他對(duì)火箭爆炸并損壞衛(wèi)星的消息“深感失望”。

然而,航天發(fā)射的成功或失敗,卻不以這位互聯(lián)網(wǎng)大佬的個(gè)人情緒而轉(zhuǎn)移。翻閱人類太空探索史,很容易就能發(fā)現(xiàn),失敗這個(gè)字眼盡管并不讓人喜歡,但確實(shí)真實(shí)地存在著,而且其比例還不小。

即便是美國(guó),這樣成熟的、先進(jìn)的航天強(qiáng)家,失敗同樣不可避免。美國(guó)阿波羅計(jì)劃曾發(fā)生兩次災(zāi)難性事故,一次是阿波羅一號(hào)飛船在地面訓(xùn)練時(shí),艙內(nèi)的純氧產(chǎn)生劇烈燃燒,航天員遇難;另一次是阿波羅13號(hào)飛船的氧氣罐由于攪拌發(fā)生爆炸,導(dǎo)致整個(gè)任務(wù)失敗。

“探索太空是需要付出一定代價(jià)的,多次成功也不能表明次次成功。”龐之浩接受中國(guó)青年報(bào)·中青在線記者采訪時(shí)說,幾乎所有發(fā)射運(yùn)載火箭的國(guó)家都有過失敗的教訓(xùn)。面對(duì)火箭發(fā)射失利時(shí),應(yīng)該保持理性的態(tài)度,畢竟,航天是一個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)的事業(yè),盡管航天人會(huì)盡最大努力將風(fēng)險(xiǎn)降到最低,但仍不能排除事故發(fā)生的可能,因此,當(dāng)意外發(fā)生時(shí),他還希望大家能夠理解。

從另一個(gè)角度來看,有時(shí),失敗的確是成功之母。以探月為例,截至2014年,世界上共進(jìn)行了129次月球探測(cè)活動(dòng),其成功率僅有51%。但幾乎沒有人會(huì)認(rèn)為,那49%的失敗嘗試都是沒有意義的。

一個(gè)真實(shí)的故事流傳頗廣:美國(guó)沒能把阿波羅13號(hào)送上月球,3位宇航員在太空中經(jīng)歷了缺少電力、飲用水等問題,但仍然成功返回了地球,還被美國(guó)人稱之為“輝煌的失敗”。畢竟,這正是科學(xué)路上必須積累的教訓(xùn)。

中國(guó)火箭發(fā)射的成功率比美俄都要高?

當(dāng)然,每每發(fā)生火箭失利事件之后,總能聽到這樣一種聲音,即為何美俄的航天失利消息較多,中國(guó)的只要一發(fā)射就能成功,真是這樣嗎?

這并非是一種錯(cuò)覺。剛剛過去的“十二五”,我國(guó)專門致力于火箭和衛(wèi)星研制的中央企業(yè)——中國(guó)航天科技集團(tuán)公司,共成功發(fā)射了86箭138星,發(fā)射成功率達(dá)97.7%,創(chuàng)造了世界最高航天發(fā)射成功率。其中,去年共發(fā)射19箭45星,全部成功。

不過,就此推論說中國(guó)火箭發(fā)射的成功率比美俄都要高,則有失偏頗。

按照龐之浩的說法,對(duì)比國(guó)內(nèi)外航天發(fā)射時(shí),除了要看成功率的高低,還要參考發(fā)射的次數(shù),這是因?yàn)榘l(fā)射的總次數(shù)越多,其成功率低的可能性越大。公開資料顯示,美國(guó)和俄羅斯(蘇聯(lián))進(jìn)行的發(fā)射遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于其他國(guó)家,都達(dá)到了千次以上,而中國(guó)的火箭發(fā)射僅有200多次。近幾年,我國(guó)的發(fā)射越來越頻繁,發(fā)射次數(shù)已經(jīng)排在世界第三位。

當(dāng)然,隨著技術(shù)的發(fā)展,航天發(fā)射的成功率是可以提高的。比如說減少火箭的級(jí)數(shù),龐之浩說,如果兩級(jí)火箭可以把東西推上去,就沒必要用三級(jí)火箭,畢竟后者多了一次“級(jí)與級(jí)”之間的分離,風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)大一些。

我國(guó)即將進(jìn)行第一次飛行試驗(yàn)的長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭,就是采用這種設(shè)計(jì)理念,比傳統(tǒng)火箭普遍少一級(jí)的一級(jí)半或二級(jí)半構(gòu)型,以提高可靠性。

更為重要的是,龐之浩說,我國(guó)航天界所采用的“歸零”傳統(tǒng),即在生產(chǎn)制造、工藝流程、元器件的篩選,甚至是人員挑選上,都有堪稱過硬的管理質(zhì)量。這在很大程度上保證了近些年來我國(guó)航天發(fā)射的高成功率。

說到底,航天器是一個(gè)龐大且復(fù)雜的系統(tǒng),尤其是其中的運(yùn)載器即火箭系統(tǒng),涉及的動(dòng)力系統(tǒng)十分復(fù)雜,發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的推力、噪聲和震動(dòng)之巨大、難控,都需要在發(fā)射前做大量的試驗(yàn)。龐之浩說,“誰也無法保證自己的火箭是百分之百萬無一失的。”(記者 孟佩佩)

航天發(fā)射失敗視頻走漏 航天火箭爆炸引廣泛關(guān)注

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