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Space Exploration - - 第一页 - 文/ 李晨风

惊险!联盟飞船上演紧急逃生航天飞行事故:空间站漏气了!飞船上的小洞,到底是谁干的?影视中的航天事故

莫斯科时间 2018 年 10 月 11 日 11 时 40分(北京时间16 时 40分),载有两名航天员的联盟MS-10 飞船由联盟FG型运载火箭从哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射升空。起飞约119秒后,火箭第一级分离,位于火箭顶端的整流罩被抛下,但火箭第二级的发动机突然关闭,此后逃逸塔与火箭紧急分离,飞船抛出降落伞着陆。着陆的地点距哈萨克斯坦中部城市杰兹卡兹甘约20公里。飞船上的俄罗斯航天员阿列克谢·奥夫奇宁和美国航天员尼克·黑格安全出舱,状况良好。目前,事故的原因还在调查当中。

事故的初步调查

应该说,联盟FG火箭的安全性设计还是相当出色的,在火箭已经飞行到50千米高空的时候,还能有效启动救生机制,把两名航天员安全送回地面。可以算作是“最成功的失败”。

发生了这样的事故,俄罗斯航天局当然要立刻展开调查。目前,有关人员正在哈萨克斯坦的荒原上搜寻火箭的残片,来找到一级火箭分离不正常的原因。

虽然调查还在进行,已经有消息来源向媒体透露说,事故原因是助推器分离机构失效。也有人认为,可能是计算机本身出了问题,不过看起来可能性不大。

俄罗斯航天局载人航天工程负责人、著名的前航天英雄谢尔盖·克里卡列夫在事故当天就举行记者招待会,承认问题发生在一级和二级分离过程中,他说:“确实发生了偏离正常轨道的情况,二级火箭的下部受损。”然后, 计算机按照程序关闭了二级火箭,启动了逃逸程序,把返回舱从火箭上弹射了出去。这一切都发生在起飞后119秒。克里卡列夫所言,和美国宇航局(NASA)播放的视频基本一致。

问题会不会发生在飞船本身呢?此次使用的飞船以及8月底轨道舱出现漏气问题的都是联盟飞船的最新改性MS型,与此前使用的TMA-M型相比,在天线、敏感器和推力器上略有改动。

具体来说,联盟MS的改进包括以

下几个内容:

1.太阳翼改用更高效的型号,发电效率从12%提高到14%,受光面积增加了 1.1 平方米。

2.增加了一块155安时的第五电池组,提高了供电能力。

3.轨道舱的微流星防护能力得到提高。

4.采用了新型TSVM-101计算机,质量从70千克减少到8.3 千克。

5.新的推进系统,有28个推力器,分成14对,提高了冗余度。

6.推进剂存量传感器经过了重新设计,降低了误报的可能性。7.电子系统进行了全面的重新设计。8.引入了卫星导航定位系统,可以利用GPS 和 GLONASS信号定位。

9.改用了新型一体化通信和遥测系统,增加了S频段天线,未来还能与美国 TDRS系统和欧洲EDRS 系统这类数据通信卫星通信。

10.信息和遥测系统改为新型的 EKTS。旧的 Rassvet-m 型 VHF 频段电台改成 Rassvet-3bm 型。

11.旧的天线换成了4副全向天线,还增加了一副S频段相控阵天线。

12.返回舱的通信和遥测系统改进,增加了一个语音通道。

13. 如果伞降和返回失败,EKTS系统会通过国际搜救卫星发送位置信息。 14.采用了新的自动对接系统。15.模拟 电 视 系 统 改 为 采 用MPEG-2的数字电视系统。

16.采用了全新的数字化备份环路控制系统。

除此之外,照明、数据记录仪等也得到了改进。

如此看来,飞船的改动非常微小,

初步判断,应该不是导致事故的原因。

对国际空间站的影响

在查明问题之前,联盟MS飞船显然是不能再飞了,这就给国际空间站带来了很大的麻烦。按照原计划,会有5名航天员同时居住在国际空间站里,执行一段时间的任务,但现在只能靠3个人来执行更多任务。国际空间站的成员国已经为此重新调整了研究计划。有些需要航天员照料的试验,现在改成地面 遥测控制。而一般来说,自动遥测控制或者自动控制的试验,科学效能只有航天员照料的一半左右。

NANORACK公司的手抛卫星计划也受到了很大影响。哪怕可以靠货运飞船把纳卫星送进国际空间站,仅剩三人的航天员团队也没有时间帮他们扔卫星。首先是舱外活动的次数和时长肯定会减少,而每次舱外活动的工作压力也会更大。

还有一个麻烦就是,国际空间站上只剩下一艘联盟MS-09 作为救生 艇。然而这正是被莫名钻了一个孔的那艘。因为有太空探索技术公司的龙飞船和诺·格创新系统公司的天鹅座飞船,国际空间站的物资补给倒是不成问题,无论食物、水还是氧气,都可以用这两种飞船送去。但如果国际空间站也出了什么问题,三位航天员只能坐着联盟MS-09返回地球。虽说这小孔已经被补好,而且轨道舱不需要返回地球,不用担心它是不是在再入过程中又漏气,但谁知道联盟MS-09上还有没有其他缺陷呢?而且,联盟飞船在轨的“保质期”只有 200 天,到 2018 年 12 月,就算这艘飞船没有其他的质量问题,也不能再保证安全飞行了。

所以,克里卡列夫给出了一个更加让人难受的前景,如果联盟MS飞船长时间停飞,那么就要考虑暂时放弃国际空间站的有人值守。考虑到联盟MS是当前唯一能往返国际空间站的载人飞船,他这么说也不算是吓唬人。NASA也同意他的看法,如果12月前联盟FG火箭不能恢复飞行,就只能让国际空间站空转一阵子了。

对NASA载人航天计划的影响

这就让 NASA处在了一个尴尬的境地。这个世界上最有钱的航天局虽然同时支持了三种载人飞船的研制,但眼下全都没有达到业务运行的状态。猎户座飞船的首次载人飞行要在2023 年才能实施。这种飞船的设计目标是前往月球和火星的星际飞行,研制周期比较长情有可原,但两种瞄准低轨道的商业飞船“载人龙”和“星际线”(CST-100)一再推迟,就有点让人着急了。

就在联盟MS-10发射事故后几个小时,NASA组织的“航宇安全咨询委员会”就召开了会议。会议重点不是联盟飞船如何如何,而是太空探索技术公司的“载人龙”和波音公司的 CST100。而会议的目的并不是催促这两家公司加快进度,而是要求他们千万不要因为赶进度而忽视了安全问题。

实际上,这两种飞船还真的有问题。在太空探索技术公司方面,2016年猎鹰9号火箭爆炸事故的原因还没有彻底查清。这个问题不解决,是不能发射载人飞船的,更不能实施马斯克所说的“加油就起飞”模式,也就是航天员登船后才加注燃料发射。而且载人龙飞船的降落伞在试验中也出了问题。

波音的 CST-100飞船则发生了另外的情况,在推进舱点火试验时,因为“全系统的谐波共振”带来了“水锤”效应,导致发动机提前关机。目前共振的原因还没找到。而且,波音公司的降落伞,以及返回舱、推进舱分离用的火工品都出现了问题。为了解决这些问题,不但要分析原因,还要把试验重新做一遍。

波音公司和太空探索技术公司载人项目的负责人则纷纷表示,自己肯定不会为了赶进度而放弃安全性。其实这两种飞船的进度已经一再推迟,载人龙的第一次载人飞行推迟到了明年6月, CST-100 推迟到明年8月。

NASA局长布里登斯汀这次也没有像从前那样放狠话,他表示,相信联盟MS飞船很快就能恢复飞行。看来他在NASA当家之后,终于知道柴米贵了。

太空旅行中怎么救乘客?

这次事故带给人们另一项思考:今后的商业载人航天和太空旅游活动中,如果发生了类似的事故,该怎么把乘客或者游客们救回来呢?如果也采用逃逸火箭+降落伞返回的方式,可能会带来太高的成本,使整个商业活动无利可图。在今天的民航活动中,也同样不给乘客提供跳伞的选择。这一方面是因为成本,另一方面也是因为普通人很难掌握跳伞的技巧。民航采用的办法,是大幅度提高飞机本身和飞行活动的安全性,降低事故发生的可能。如今的民 航飞机已经非常可靠,只要地勤人员严格按照规程对飞机进行维护和维修,航路规划人员严格按照适航性要求进行规划,空中交通管制部门认真负责,飞行员严格按规程操作,几乎不可能发生事故。迄今为止发生的空难中,多数都归咎于人为因素,

然而,载人航天目前还不可能达到这样的可靠性水平,这是因为航天飞行的严酷性和技术的复杂性要比民航高得多。美国航天飞机服役期间,也试图通过提高系统可靠性来省去逃逸救生系统,结果是两次机毁人亡,死了14 名航天员。所以,短期内,航天飞行恐怕还离不开逃逸救生系统。NASA在新一代载人航天系统研制中,同样也面对现实,重新引入了逃逸塔和有关救生系统,但这在某些方面又落入了高成本的陷阱,使载人航天飞行与普通人无缘。

所以,联盟MS-10这次发射事故,一方面需要让俄罗斯航天局重新考虑一下自己的管理工作,另一方面也向世人证明,真正意义上的太空旅游和外星殖民,还遥远得很呢。★

▲当地时间 2018 年 10 月 11日,哈萨克斯坦拜科努尔,俄罗斯联盟MS-10飞船发射升空

▲联盟火箭助推器分离失败的场景

▲两名航天员已经顺利出仓,而且均没有受伤,感觉良好

▲ 着陆在草原上的返回舱

▲ 助推器分离失败的视频截图

▲俄罗斯航天局表示正在进行事故调查

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