美国历史上曾经发生过多次严重的载人航天飞行事故,其中一场发生在2003年2月1日。当时,哥伦比亚号航天飞机在执行完任务返回地球时发生爆炸解体,7名宇航员在这次事故中不幸遇难。这起事件成为了美国航天历史上的一大悲剧,也令全球为之震惊。
哥伦比亚号航天飞机的失事具有特别的历史意义。在美国完成阿波罗载人登月任务后,便开始着手研制一种可以重复使用的载人飞船。最终,美国选择了航天飞机作为这一项目的解决方案。在美国航天飞机的发展历程中,哥伦比亚号的地位无可替代,它是美国第一架正式服役的航天飞机,象征着一个新的航天时代的开始。 1981年4月12日,哥伦比亚号迎来了它的第一次飞行任务。这次飞行虽然是航天飞机的首次载人任务,但由于是试飞,任务相对保守,航天飞机并没有满载,飞行时间也较短。尽管如此,这次飞行任务仍然具有重大意义。哥伦比亚号带着两名宇航员——约翰·杨(John W·Young)和罗伯特·克里彭(Robert L·Crippen)——成功执行了代号为STS-1的任务。它在太空飞行了54小时,绕地球飞行了36圈,最终顺利返回地球,验证了航天飞机的安全发射与降落能力,这一飞行标志着人类进入了一个全新的载人航天时代。NASA甚至将这次任务称为历史上最大胆的试飞。 航天飞机有着许多独特的设计特点,其中一个显著的特点就是它与传统的飞船或卫星不同,航天飞机并不是被整流罩包裹在火箭的顶部,而是被挂在火箭和燃料箱的外部。这样看起来非常壮观,虽然结构上较为庞大,导致航天飞机的空气阻力较大,但问题不大,因为火箭的推力非常强劲,这也是航天飞机能够承载近30吨有效载荷的原因之一。航天飞机机身背部有一个巨大的货物舱,能够轻松将大型航天器送上太空。例如,著名的哈勃太空望远镜就曾由航天飞机送上太空进行发射。 航天飞机的另一个特点是其发射和返回地球的方式。与传统飞船不同,航天飞机在发射时依靠火箭的推力进行垂直发射,进入太空后保持惯性环绕地球飞行。而在返回地球时,航天飞机并不像传统飞船那样通过无动力下降和伞降着陆,而是在高空中进行滑翔减速,最终在机场着陆。这一设计让航天飞机的返航精度极高,不需要伞降,从而避免了因侧风而导致的偏离预定着陆点的风险。 尽管航天飞机是可重复使用的,但它在每次飞行任务结束后并不能立即执行下一次任务。因为在返回地球的过程中,航天飞机会经历超过1000℃的高温灼烧,机身的隔热材料可能会受到损坏或脱落,因此每次飞行任务结束后,航天飞机都需要进行一系列复杂的维护和修理工作。尽管理想情况下,航天飞机的设计寿命可以达到100次飞行任务,但现实中并没有达到如此多的飞行次数。在航天飞机服役期间,已有两架发生了爆炸和解体事故,其中一架就是哥伦比亚号。 2003年2月1日,哥伦比亚号航天飞机在完成第28次飞行任务后返回地球。可悲的是,航天飞机在进入大气层不久后就发生了爆炸,解体后的飞机化作无数碎片,7名宇航员全部遇难。这一悲剧震惊了全世界。 事故发生后,专家们对这起事件进行了调查,发现其实在哥伦比亚号升空时,就已经存在安全隐患。在发射升空的过程中,航天飞机外挂燃料箱脱落了一些泡沫碎片,这些碎片击中了航天飞机的机身,造成了破损。尽管在发射升空和在轨飞行时,航天飞机并没有出现问题,但在返航时,受损的机身无法承受进入大气层后的高温和剧烈气动加热效应。最终,这些高温热气进入了航天飞机机舱,导致了一系列连锁反应,最终导致机舱完全毁坏,7名宇航员不幸丧命。 这一事件也暴露了航天飞机在安全性方面的不足。例如,传统的载人飞船和载人火箭都有逃逸塔,如果火箭在发射时出现问题,逃逸塔可以将飞船迅速与火箭分离,保证宇航员的安全。然而,航天飞机没有这种安全保障机制。在1986年的挑战者号航天飞机事故中,当时的宇航员也未能逃脱灾难。 尽管美国在挑战者号和哥伦比亚号发生了严重的飞行事故,造成了14名宇航员的死亡,但美国似乎并没有从这些惨痛的教训中吸取足够的经验。如今,美国NASA计划于3月6日执行阿尔忒弥斯2号载人绕月飞行任务,发射猎户座飞船搭载4名宇航员执行绕月任务,任务完成后再返回地球。这是人类50多年来首次执行载人绕月飞行任务,因此备受关注。 然而,在前不久,美国NASA进行的一次发射前演练中,出现了燃料泄漏的问题,导致发射计划推迟到3月。前NASA工程师查理·卡马尔达对这一情况表示了极大的担忧,认为NASA此举是在拿宇航员的生命做赌注,他认为不应该让宇航员乘坐这艘飞船。 查理·卡马尔达担心的是,猎户座飞船的防护性隔热罩可能无法确保飞船的安全返航。猎户座飞船进入大气层时将面临超过2000℃的高温,为了确保飞船能够安全返回,工程师们在飞船返回舱外部安装了由186块Avcoat材料构成的隔热罩。然而,在2022年的阿尔忒弥斯1号不载人绕月飞行任务中,猎户座飞船的隔热罩出现了上百处裂痕和凹坑。尽管NASA并未集中解决这一问题,而是打算改变飞船的再入方式来缩短暴露于极端高温环境中的时间,查理·卡马尔达和其他专家对此表示了强烈反对。显然,这一次的飞行任务依然充满了巨大的风险。飞船从月球轨道返回地球时,其速度将非常快,这会导致进入大气层时气动加热效应极其强烈,外部温度可能会达到2700℃以上。如果隔热罩无法确保有效保护,后果将不堪设想。因此,尽管NASA自信地推进这项任务,但许多专家仍然质疑其是否吸取了足够的教训。