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“挑战者号”航天飞机发射后不久在空中解体

30年前的今天，1986年1月28日，在佛罗里达肯尼迪航天中心，“挑战者”号航天飞机在升空73秒后爆炸解体，7名宇航员殉职。这次事故，是美国宇航局也是人类太空探索史上最沉重的悲剧。

事后的调查表明，此次事故的根源来自一个不起眼的橡胶部件——“O-ring”（ O型环）。由于发射时气温过低，橡胶失去弹性，使得原本应该是密封的固体火箭助推器内的高压高热气体泄漏，最终导致高速飞行的航天飞机在高空解体。

事故还原

挑战者号最初计划于美国东部时间1月22日下午2时43分在佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射，但是由于上一次任务的延迟导致发射日推后到23日，然后改延迟到24日。接着，因为塞内加尔达喀尔的越洋中辍降落场地的恶劣天气，发射又推迟到了25日。而根据气象预报指出，肯尼迪航天中心当时的天气情况不宜发射，发射再次推后到美国东部时间1月27日上午9时37分。在发射前的测试时，由于外部舱门通道出现了问题，发射再推迟了一天。

发射前一晚，NASA工程师和负责飞船焊接及密封的塞奥科公司工程师一起讨论了天气对任务的影响，虽然有人表示了对橡胶材料密封性的担忧，但最终管理层依然决定在28日进行发射。

“挑战者号”发射升空的瞬间

28日上午11时39分，航天飞机主发动机点火，仅0.6秒后，第一个故障征兆就已显现。从现场摄像机拍摄的画面中可以看到，一股黑色烟雾从发动机右侧尾部喷出，持续了约2秒。事后调查表明此黑烟是由接缝开裂导致，主O型环原本的作用即是封闭该裂缝，但由于温度过低失效，而副O型环又因为金属部分的崩离而偏离了原有位置。

点火后58秒，一台追踪摄像机捕捉到了右侧发动机靠近尾部支架处出现的烟羽，可燃气体开始泄露。第64秒，烟羽突然改变了形状，同时出现了肉眼可见的异常火光，这表明尾部燃料舱的液氢舱开始出现泄漏。在电脑控制下，主发动机的喷嘴开始转动，试图补偿助推器产生冲力导致的不平衡。

在地面控制人员和宇航员看来，出现这种情况还在正常范畴内，第68秒时，地面通信告知宇航员“执行加速”，指令长迪克•斯科比确认了这一信息并回复：“收到，执行加速”。这也是挑战者号机组成员留下的最后一条通讯信息。

不到10秒钟之后，挑战者号在14600多米的高空解体，随着外部燃料箱的瓦解，脱离了正常飞行姿态的挑战者号被突如其来的巨大气流冲击下被撕裂。25秒后，残存的驾驶舱在惯性作用下升至19800米高空，随后开始自由落体，在数分钟后以330公里/小时的高速溅落海面。7名宇航员全部罹难。

调查表明，在航天飞机解体爆炸前，至少有3名航天员并没有马上死亡。他们打开了航天飞机上的应急供氧设备试图自救，但最终因高空低温、缺氧和接触海面时500多G的超重而无法幸免。

在航天飞机设计期间，曾有几次提及发射逃生系统，但NASA的最终结论是：航天飞机的高可靠性不需要额外设计这一系统。

事故发生后，NASA的飞行控制室里最初十几秒一片寂静，没有人相信在显示器上亲眼看到的一切。随后，在执行了一系列搜寻和安全措施之后，飞行指挥最终确认了这一悲剧，并启动了紧急程序，封存了现场数据，以供后续调查。

在事故中遇难的7名宇航员

详细调查

1986年2月3日，时任美国总统罗纳德•里根亲自下令，宣布成立调查委员会，前美国国务卿威廉•罗杰斯担任主席，参与调查的14名委员会成员包括宇航员尼尔•阿姆斯特朗（副主席）以及诺贝尔奖获奖者理查德•费曼等人。

在持续数月的调查工作中，委员会访问了超过160名有关人员，查阅了6300余份文档，总篇幅超过12万页，以及大量各个角度拍摄的现场图片和影像资料。

委员会中最著名的一位成员是理论物理学家理查德•费曼，他以自己的风格直接进行调查，而不是依据日程表进行。这让他与罗杰斯产生了意见上的分歧，后者曾经抱怨到：“费曼才是真正让我头痛的事。”在一场电视广播的听证会上，费曼将材料浸泡在一杯冰水之后，展示了O型环如何在低温下失去韧性而丧失密封的功能。

1986年6月9日，委员会公布了最终的事故调查报告。报告指出，挑战者号的意外是由右侧固体火箭推进器尾部一个密封接缝的O型环失效，导致加压的热气和火焰从紧邻的外加燃料舱的封缄处喷出，造成结构损坏。O型环的失效则归因于设计上的缺陷，以及发射时持续多日的低温都是潜在的因素。

除了设计和天气原因之外，调查委员会还将事故原因部分归咎于NASA本身的不完善的内控制度和决策机制。

在2003年哥伦比亚号灾难之后，NASA内部对安全问题的态度再次成为关注的焦点。哥伦比亚号事故调查委员会认为，NASA未能从挑战者的事故中学到足够多的教训，“造成对挑战者号（事故）负有责任的制度失效原因并未消除”，意即导致挑战者号事故“有瑕疵的决策过程”，在17年后导致了哥伦比亚号的悲剧。

（腾讯太空综合nasa,spaceflightinsider等报道，张乐/编译）

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