2003年2月1日,一场悲剧在美国的航天历史上留下了深刻的印记——哥伦比亚号航天飞机在返回地球时发生了爆炸并解体,机上7名宇航员全部遇难。这一事件不仅震动了美国,更让世界为之一痛。

今日霍州(www.jrhz.info)©️
哥伦比亚号的悲剧,源自美国在完成阿波罗载人登月任务后,开始致力于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这一方案。哥伦比亚号的意义尤为深远,它是美国首架正式投入使用的航天飞机,也代表了航天器技术的一个重要里程碑。

今日霍州(www.jrhz.info)©️
1981年4月12日,哥伦比亚号迎来了它的第一次飞行任务。尽管航天飞机的最大有效载荷可达29.5吨,且最多可搭载8名宇航员执行长达一个月的任务,但作为首次载人任务,这次飞行相对保守,机上仅有2名宇航员。任务代号为STS-1,飞行时间为54小时,期间完成了36圈环绕地球的轨道任务。最终,哥伦比亚号顺利完成任务返回地球,这一飞行成功验证了航天飞机的安全发射、飞行及降落能力,标志着人类进入了全新的载人航天时代。NASA甚至将此任务称为历史上最大胆的试飞。

今日霍州(www.jrhz.info)©️
航天飞机与传统飞船的最大不同在于,它不再像卫星那样被整流罩包裹在火箭顶部,而是直接挂在火箭和燃料箱的外部,这种设计虽然增加了空气阻力,但得益于航天飞机背部巨大的货舱,强大的火箭推力使其能够顺利将重达数十吨的航天器送上太空。例如,哈勃望远镜🔭便是通过航天飞机成功送入太空的。

今日霍州(www.jrhz.info)©️
另一个显著特征是航天飞机与传统飞船的发射和着陆方式。航天飞机不像其他飞船那样直接无动力下降并依靠降落伞着陆,而是通过火箭助推垂直升空,在完成太空任务后,在大气层中通过滑翔减速,最后以飞机般的方式在机场跑道上着陆。这样的设计使得航天飞机的返航精度极高,避免了伞降可能带来的偏离问题。

今日霍州(www.jrhz.info)©️
虽然航天飞机具备重复使用的能力,但每次完成任务后,必须进行复杂的维修和检查。这是因为航天飞机在进入大气层时会经受超过1000℃的高温,这可能导致机身表面的隔热材料受损,因此每次飞行后都需要仔细检查和修复。理想情况下,航天飞机的设计寿命是可重复使用100次,但实际情况并未达到这一预期,哥伦比亚号便是其中一架在服役期间发生爆炸解体的航天飞机。

今日霍州(www.jrhz.info)©️
2003年2月1日,哥伦比亚号在完成第28次飞行任务后,正准备返回地球。然而,飞机进入大气层不久后便发生了爆炸,残骸散落一地,机上的7名宇航员全部遇难。专家们事后调查发现,导致这场悲剧的根本原因是航天飞机在发射时便已存在安全隐患。发射升空时,外挂燃料箱的泡沫碎片脱落,并击中了航天飞机的机身,造成了损伤。

今日霍州(www.jrhz.info)©️
虽然航天飞机在升空及太空飞行过程中未出现问题,但一旦返回地球,情况却大不相同。由于速度过快,返回时受到强烈的气动加热效应,外部温度极高,机身损伤部位无法承受如此高的温度,最终导致热空气通过受损部位进入机舱,造成了灾难性的后果。

今日霍州(www.jrhz.info)©️
这一事件也暴露了航天飞机安全性的问题。与传统载人飞船不同,航天飞机并未配备逃逸塔,在紧急情况下,宇航员无法通过逃逸塔迅速脱离故障火箭。此前挑战者号航天飞机的事故便是一个例子,宇航员同样无法逃生。

今日霍州(www.jrhz.info)©️
美国未能从过往的教训中吸取足够的经验。挑战者号和哥伦比亚号这两次严重的事故,导致了14名宇航员的丧生,对美国载人航天事业造成了极大的打击。令人担忧的是,美国在面临即将执行的阿尔忒弥斯2号任务时,依然未能彻底解决过去的问题。预计在3月6日,阿尔忒弥斯2号将执行载人绕月飞行任务,但在最近的演练中,猎户座飞船出现了燃料泄漏问题,这引发了前NASA『工程师』查理·卡马尔达的强烈反应。他表示,航天局依然拿宇航员的生命去冒险,尤其是在隔热罩问题未解决的情况下。

今日霍州(www.jrhz.info)©️
猎户座飞船的设计虽然已经进行了多次优化,但依然面临着严重的安全隐患。在上一次的阿尔忒弥斯1号任务中,猎户座飞船的隔热罩在进入大气层时出现了裂痕和凹坑,而NASA并未优先解决这一问题,而是计划通过改变飞船再入方式,缩短飞船暴露于高温大气中的时间。查理·卡马尔达对此表示极度担忧,他不希望再见到类似哥伦比亚号的悲剧重演。

今日霍州(www.jrhz.info)©️
然而,正如许多专家所言,猎户座飞船在解决隔热罩问题之前进行如此高风险的任务,实在是拿宇航员的生命做赌注。如果不解决这些关键问题,未来的载人航天任务可能面临更大的风险,尤其是当飞船从月球轨道返回地球时,极高的气动加热效应将给飞船带来极大的挑战。如果隔热罩无法承受这种高温,后果将不堪设想。