挑戰者號航天飛機
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中文名: 挑戰者號航天飛機 外文名: HMS Challenger 首航日期: 1983年4月4日 失事日期: 1986年1月28日 |
挑戰者號航天飛機是美國正式使用的第二架航天飛機。開發初期原本是被作為高擬真結構測試體(high-fidelity Structural Test Article，因此初期機身代號為STA-099)，但在挑戰者號完成初期測試任務後，被改裝成正式的軌道載具(Orbiter Vehicle，因此代號改為OV-099)，並於1983年4月4日正式進行任務首航。1986年1月28日，挑戰者號在進行代號STS-51-L的第10次太空任務時，因為右側固態火箭推進器上面的一個O形環失效，導致一連串的連鎖反應，並且在升空後73秒時，爆炸解體墜毀。機上的7名宇航員都在該次意外中喪生。[1]
目錄
研究工程
航天飛機本身雖然是一種需要承受極大外力的飛行工具，但它同時也需要儘可能的減輕本身重量，因此幾乎整架機身的每一部分，都負擔了非常大的結構應力。但考慮到當年的計算機技術有限，工程師們並沒有把握光靠軟件仿真就能將航天飛機在受到機械負荷與熱負荷情況下的表現，計算到非常精準的程度。除此之外，挑戰者號的機翼部分也經過相當程度的改良與強化，這些參考數據全來自它先前所進行的那些實機測試。最後，在駕駛艙中加裝上兩具抬頭顯示器(HUD)之後，挑戰者號的改裝工程遂告一段落，整架航天飛機的空重為70552kg加上主發動機後重79500kg，比哥倫比亞號航天飛機約輕了1311kg。挑戰者號飛行次數:10次， 繞行地球987圈在太空中總共停留69天。
挑戰者號太空艙(STS Challenger，STS是太空運輸系統Space Transportation System的縮寫，是美國官方對於太空艙這種設備的正式稱呼)是美國航空太空總署(NASA)旗下正式使用的第二架太空艙。開發初期原本是被作為高擬真結構測試體(high-fidelity Structural Test Article，因此初期機身代號為STA-099)，但在挑戰者號完成了初期的測試任務後，被改裝成正式的軌道載具(Orbiter Vehicle，因此代號改為OV-099)，並於1983年4月4日正式進行任務首航。然而很不幸的，挑戰者號在1986年1月28日進行代號STS-51-L的第10次太空任務時，因為右側固態火箭推進器(Solid Rocket Booster, SRB)上面的一個O形環失效，導致一連串的連鎖反應，並且在升空後73秒時，爆炸解體墜毀。包括太空艙本體與當時機上的7名航天員，全在該次意外中喪生。
挑戰者號在1972年完工啟用時，主要的功能並非實際擔負往返地球與外太空之間的軌道運具功能，而是美國的建造計劃初期，用來測試機身結構安全性的高擬真結構測試體(編號STA-099)，由洛克威爾(Rockwell)公司製造，在1978年2月4日送抵洛克希德(Lockheed)42號工廠，開始進行實際的結構測試。之所以需要這種測試，是因為太空艙本身雖然是一種需要承受極大外力的飛行工具，但考慮到當年的電腦技術有限，工程師們並沒有把握光靠軟體模擬就能將太空梭在受到機械負荷與熱負荷情況下的表現，計算到非常精準的程度。
為了安全，唯一的解決方法就是用真的太空艙進行測試分析，這也是挑戰者號被製造出來的原因。 STA-099在一個由256架油壓千斤頂所組成的43噸重測試儀中，進行了為期11個月的測試與分析，這些千斤頂能在836個不同的部位上施加荷重。在電腦的控制下，能夠逼真的模擬出太空倉在發射、爬升、繞行軌道、重返大氣層與降落時所受到的各種力量，其中，太空梭主引擎啟動時的龐大推力是由三具100萬磅(約450公噸)推力的液壓汽缸來模擬。 在洛克威爾公司當初獲得的那紙26億美元合約中，該公司需負責製造一對靜態測試體(也就是主推進器測試體MPTA-098與結構測試體STA-099)，以及兩架初期飛行測試載具(也就是OV-101與OV-102)但在1978年達成的一項決議中，決定不將用來作為迫近與降落測試(Approach and Landing Test，ALT)用途的企業號太空艙改裝成可以實際使用的的軌道載具，使得真正可以執行任務的軌道載具剩下了哥倫比亞號而已。因此在1979年1月29日時，NASA與洛克威爾補簽了一張合約將挑戰者號(當時編號STA-099)從測試載具的狀態改裝成真的可以執行太空任務的軌道載具OV-099。 STA-099在1979年11月7日被送回原製造商洛克威爾，改裝工程也從那時開始，要將挑戰者號由測試用途改裝成任務用途的工程規模比較單純，但挑戰者號然然躲不掉整架被拆解開來再重新組裝的命運這主要是因為，原本的挑戰者號上裝置的是一個模擬用的乘客艙因此工程師得將整個太空艙的前半段機身拆開才有辦法取出模擬艙，放入真正有功能的乘客艙模組。
最後，在駕駛艙中加裝上兩具抬頭顯示器(HUD)之後，挑戰者號的改裝工程遂告一段落，整架太空艙的空重為155,400磅(70,552公斤)，加上主引擎後重175,111磅(79,500公斤)，較哥倫比亞號約輕了2,889磅(1311公斤)。 挑戰者號進行第10次任務時，於升空過程中突然爆炸墜毀。 在實際過程中，挑戰者號與另一艘太空梭發現號曾經經過肯尼迪太空中心的改裝，以便能夠在籌載艙裡面載送半人馬上節火箭(Centaur Upper Stage)配合這點太空艙的籌載艙里需裝設額外的管線、通風管與可以監控上節火箭運作的飛行平台，以配合半人馬火箭的低溫(L02/LH2)推進燃料(大部分的慣性上節火箭(IUS)都是使用固態推進燃料)。不過，NASA從沒有實際進行過用太空艙載運半人馬火箭的任務過，而自從挑戰者號爆炸墜毀後，有關當局就決定中止這種危險的嘗試，畢竟在籌載艙里放了一具裝滿高爆燃料的火箭，所冒的風險實在太大。
發射爆炸
2012年2月13日消息，據國外媒體日報道，1986年1月28日，"挑戰者"號航天飛機在升空後不久發生爆炸，7名機組人員全部遇難。當時，19歲的太空迷傑弗里-奧爾特用Super 8家用錄像機拍攝下可怕的空難瞬間。空難錄像帶一直放在一個專門存放家庭錄像的盒子裡，近25年來一直無人問津。奧爾特找出了錄像帶並交給《赫芬頓郵報》，為了觀看"挑戰者"號發射，奧爾特專門跑到佛羅里達州的肯尼迪航天發射中心，並特意買了一台Super 8家用錄像機，決定將壯觀的發射景象永遠記錄下來。當時，他所在的拍攝地點距離發射場不到10英里(約合16公里)在《赫芬頓郵報》獲得的獨家錄像中，觀眾們交頭接耳，壯觀的發射景象讓他們陷入興奮之中。但令他們沒有想到的是，"挑戰者"號在發射後73秒發生爆炸，7名機組人員全部罹難。奧爾特說:"當時，我一心希望能夠看到讓自己永生難忘的景象。我確實看到了，但並不是我喜歡看到的景象。"錄像中，人們在還沒有發射前就陷入興奮之中，互相聊天，等待激動人心的時刻到來。"挑戰者"號點火後，人們開始評論發射，言語中難掩興奮之情。一名男子說:"太棒了，真酷。"發射後73秒，"挑戰者"號發生爆炸，當時地面上的一些觀眾還沒有意識到發生了什麼，一名婦女甚至說"太美了"。另一段使用家用錄像機拍攝的"挑戰者"號空難錄像也浮出水面。這段錄像是鮑勃-卡曼拍攝的，當時他與家人剛剛結束迪斯尼世界的旅行，正在奧蘭多機場。在發現卡門的錄像帶前，人們一直認為使用家用錄像機拍攝的"挑戰者"號空難錄像只有一段。這段錄像長4分鐘，由傑克-莫斯在位於溫特-黑文的家拍攝。
爆炸過程
1986年1月28日，卡納維拉爾角上空萬里無雲。在離發射現場6.4km的看台上，聚集了1000多名觀眾，其中有19名中學生代表，他們既是來觀看航天飛機發射的，又是來歡送他們心愛的老師麥考利夫1984年，航天局宣布將邀請一位教師參加航天飛行，計劃在太空為全國中小學生講授兩節有關太空和飛行的科普課，學生還可以通過專線向麥考利芙提問。麥考利芙就是從11000多名教師中精心挑選出來的。當孩子們看到航天飛機載着他們的老師升空的壯觀場面時，激動得又是吹喇叭，又是敲鑼打鼓。 挑戰者號航天飛機在順利上升:7秒鐘時，飛機翻轉;16秒鐘時，機身背向地面，機腹朝天完成轉變角度;24秒時，主發動機推力降至預定功率的94%;42秒時，主發動機按計劃再減低到預定功率的65%，以避免航天飛機穿過高空湍流區時由於外殼過熱而使飛機解體。這時，一切正常，航速已達每秒677米，高度8000米。50秒鐘時，地面曾有人發現航天飛機右側固體助推器側部冒出一絲絲黑煙，這個現象沒有引起人們的注意。52秒時，地面指揮中心通知指令長斯克比將發動機恢復全速。59秒時，高度10000米，主發動機已全速工作助推器已燃燒了近450噸固體燃料。此時，地面控制中心和航天飛機上的計算機上顯示的各種數據都未見任何異常。65秒時，斯克比向地面報告"主發動機已加大"，"明白，全速前進"是地面測控中心收聽到的最後一句報告詞第73秒時，高度16600米，航天飛機突然閃出一團亮光，外掛燃料箱凌空爆炸，航天飛機被炸得粉碎，與地面的通訊猝然中斷，監控中心屏幕上的數據陡然全部消失。挑戰者號變成了一團大火，兩枚失去控制的固體助推火箭脫離火球，成V字形噴着火焰向前飛去，眼看要掉入人口稠密的陸地，航天中心負責安全的軍官比林格眼疾手快，在第100秒時，通過遙控裝置將它們引爆了。
挑戰者號失事了!爆炸後的碎片在發射東南方30公里處散落了1小時之久，價值12億美元的航天飛機，頃刻化為烏有，七名機組人員全部遇難全世界為此震驚，各國領導人紛紛致電錶示哀悼。然而，人們在悲痛之餘對科學事業的不懈追求並沒有停止。在"阿波羅"1號的試驗飛船火災中遇難的格里索姆，生前曾說過一段感人的話"要是我們死亡，大家要把它當作一件尋常的普通事情，我們從事的是一種冒險的事業。萬一發生意外，不要耽擱計劃的進展。征服太空是值得冒險的。"
遇難者名單
機長:弗朗西斯·斯科比，46歲;駕駛員:邁克爾·史密斯，40歲宇航員:朱蒂絲·雷斯尼克(女)，36歲;羅納德·麥克奈爾，35歲;埃里森·奧尼佐卡，39歲;格里高利·傑維斯，41歲;教師克里斯塔·麥考利芙(女)，37歲，
機長弗朗西斯·斯科比(Francis Scobee)曾是美國空軍戰鬥機飛行員，後來成為一名高級飛行器的試驗飛行員，一生與危險打交道。他幽默、開朗，成為全機組的核心與靈魂，
駕駛員邁克爾·史密斯(Michael Smith)，曾在美國海軍服役，擔任過戰鬥機飛行員，多次獲得獎章，其中包括海軍特級飛行十字勳章和國家敢於戰鬥銀星十字勳章，
宇航員朱蒂絲·雷斯尼克(Judith Resnik)，在餘暇時喜歡彈鋼琴，喜歡在音樂中尋找美的享受。朱迪絲喜歡微笑總是迫不及待地想對人民有所貢獻。她的微笑中充滿對事業和生活的信心。
宇航員羅納德·麥克奈爾(Ronald McNair)，來自加利福尼亞州的南部，在棉田的勞動中錘鍊了他堅毅的性格他夢想着到外層空間站去生活，在失重的太空中做試驗:吹奏薩克斯管。
格里高利·傑維斯(Gregory Jarvis)滿懷希望參加這次宇航旅行，他隨身帶着一面小旗子，這是他的母校巴法洛紐約州大學送給他的紀念品，他願帶着這面旗幟去開拓空間的探險，
埃里森·奧尼佐卡(鬼冢承二;Ellison Onizuka)生於夏威夷，其祖籍是日本人。他在孩提時代總愛光着腳板在咖啡地和麥卡達美亞墓地跑來跑去。他早就夢想着有一天去月球旅行。成為飛行員後，他雄心勃勃地準備大展宏圖
科里斯塔·麥考利芙(Christa McAuliffe)出生於美國波士頓，在新罕布什爾州康科德中學任教。她是一位有名的社會學女教師，已婚，並育有一兒一女。按計劃她將在太空通過電視向美國和加拿大250多萬中小學生講授兩節太空課，還將在航天飛機上參加幾項科學表演，錄像後也要向學生播放，成為世界上第一位"太空教師"
航天員遇難後，當時就任的里根總統發表了多次講話以紀念這些出色的"挑戰者"。