Green 版 (精华区)

发信人: ersy (Green Mouse), 信区: Green
标  题: “哥伦比亚”号航天飞机缘何解体？(1)
发信站: 哈工大紫丁香 (Thu Feb 13 21:55:14 2003) , 转信

 
　　2月1日，美国东部标准时间(EST)上午九点。

　　已经在太空中逗留了16天的美国航天飞机哥伦比亚号正在返航途中，她的预定着陆时
间是9点16分。

　　这是美国航天飞机的第113次飞行，也是哥伦比亚号的第28次飞行。

　　此刻这次航天飞行控制中心的指挥人员呼叫哥伦比亚号机长，以下是对话的英文原文
。

　　指挥人员：“C olumbia，Houston，we see your tire -pressure messages and we
 did not copy your last.”(哥伦比亚号，休斯顿，我们收到你的轮胎压力的信号，我们
听不清楚你上一次说的话。)

　　太空传来哥伦比亚号机长R ick Husband安详的声音：“R oger，uh，buh...”(罗杰
，呃，但……)

　　这是地面指挥人员与哥伦比亚号机长最后的通话。

　　以下就发生了众所周知的那一幕：哥伦比亚号航天飞机解体，航天飞机以及七名宇航
员的残骸散落在美国德州、路易斯安娜州等地。

　　镜头回放

　　在哥伦比亚号解体前的那一刻，太空中究竟发生了什么？

　　让我们把时钟拨回到2月1日上午美国东部标准时间8点52分。

　　美国航空航天局(NASA)负责航天飞机飞行计划的D ittemore告诉美国新闻界的记者们
，8点52分20秒，地面控制中心首次收到哥伦比亚号不正常的信号：位于航天飞机左翼着陆
机构刹车片的一个传感器发出信号，此处温度以每分钟2摄氏度的速率升高。

　　19秒以后，另一个传感器显示温度以每分钟6摄氏度的速率升高。

　　8点52分59秒，航天飞机左侧内升降副翼停止工作；

　　8点53分36秒，另一个升降副翼停止工作；

　　8点54分22秒，一个内部传感器显示，温度以每分钟6摄氏度的速率上升；

　　8点58分，一些传感器停止工作，可是此刻哥伦比亚号的飞行并没有显示异常，哥伦比
亚号仍然向位于弗罗里达州卡纳维拉角的肯尼迪航天中心飞去。

　　D ittemore说：“显然在哥伦比亚号飞经亚利桑那州、新墨西哥州的时候已经发生了
一些特殊情况，可是无论是当时的数据显示还是航天飞机的飞行都是正常的。我们必须弄
明白在那段时间到底发生了什么。”

　　地面控制中心最早收到哥伦比亚号异常信号到哥伦比亚号解体大约经历了8分钟。这对
于以每小时20,000公里速度飞行的哥伦比亚号航天飞机是相当漫长的时间，因为在这段时
间里，哥伦比亚号飞行了将近3,000公里。

　　信息流失令人困惑

　　在这漫长的8分钟里，虽然地面控制中心收到一些哥伦比亚号异常的信号，但是这些信
号不足以说明哥伦比亚号即将解体。

　　美国航空航天局的官员们解释说，相关传感器传来的信号只是表明温度温和地上升，
显然当时已经有一些传感器停止工作，或者是温度急剧上升的热点离传感器有相当距离。
从目前地面收到的传感器信号来看，问题显然在航天飞机左翼。但是让人们难以理解的是
，首先，传感器为什么不能确定热点位置？其次，为什么传感器会突然停止工作？位于左
翼的相关传感器的连接导线都是一个线束与机舱连接，这些传感器突然停止工作，就像是
有人一刀切断了这一线束。

　　更令人难以理解的是，地面监测系统在哥伦比亚号发射升空阶段就出了问题。地面摄
像系统无法准确调节焦距，因此无法拍摄清晰的哥伦比亚号的腹部图片。例如，录像显示
哥伦比亚号左翼在升空时受到不明脱落物体撞击，这一事实已经被媒体广为报道。然而这
一物体是冰块还是液态燃料罐外部包裹的绝热泡沫块(学名聚氨基甲酸酯)，却无法看清。
在以后的过程中，N ASA无法根据拍摄的动态或是静态图像判断哥伦比亚号左翼受损的程度
。

　　美国航空航天局的官员M ike Rein说：“(监测摄像系统的)这一问题在哥伦比亚号升
空以前就知道。维修人员以为他们已经把这个问题解决了。”按照N ASA官员的说法，这台
有问题的摄像机本该提供哥伦比亚号发射后80秒内的清晰图像，这正是不明物体撞击左翼
的时间段。N ASA工程师应当能够根据这些图像判断航天飞机左翼的受损程度。

　　这一有问题的监测摄像机位于距肯尼迪航天中心19千米的地方。负责这一系统运行维
护的两家公司C omputer Sciences Raytheon及Johnson Controls Inc.打算在哥伦比亚号
着陆的时候再次摄像以测试系统，然而哥伦比亚号很快就在德州上空解体了。

　　监测航天飞机的摄像系统一共有197台照相机或是摄像机。有的摄像机距离等待发射的
航天飞机只有10英尺即约3米，有的距离发射架有50千米之遥。每次航天飞机发射，N ASA
向这两家公司支付18.9万美元作为使用这套系统的代价。

　　然而据华盛顿邮报报道，这两家公司的发言人却不承认摄像系统存在问题，与N ASA官
员的说法明显矛盾。不过他们承认，由于航天飞机发射日程的不确定性，为了降低成本，
公司只能大量雇佣临时工从事摄像系统的运行维护工作，临时工人数要占工作人员总数的
三分之一。从这一点看，N ASA经费紧缺导致航天飞机安全问题是有道理的，这也是目前美
国一种比较流行的观点。

　　失事阶段航天飞机左翼传感系统失效，发射阶段地面监测摄像系统调焦系统出问题，
导致大量关键信息流失。

　　D ittemore在每日一次的新闻发布会上多次强调，有许多关键环节信息缺失(missing
 links)。从哥伦比亚号左翼受伤开始，到最后解体，所有信息集成起来，可以形成一条信
息链。现在看起来，这条信息链上许多环节都缺失，只有靠残骸收集以及模拟试验来重建
信息链。

　　32秒的神秘数据

　　N ASA在哥伦比亚号失事的第二天宣布，在哥伦比亚号与地面中断语音通信联系以后，
地面控制中心仍然接收到哥伦比亚号发出的信息，虽然信息发送只维持了32秒，而且质量
极差，但是对于理解失事过程却至关重要。

　　通常情况下，航天器高速进入大气层时，航天器表层与大气激烈摩擦产生高温，形成
一层等离子体，这层导电的等离子体完全屏蔽了航天器往地面直接发出的通信信号。因此
，航天器在进入大气层后只能靠天线向位于较高轨道的中继通信卫星发出信号，并由中继
通信卫星把接收到的信号转发回地面。哥伦比亚号的最后32秒信息就是这么转发成功的。
也正因为等离子体的作用以及卫星中继转发的原因，信号质量极差，以至于通信滤波设备
自动拒收这些信号。

　　D ittemore说：“这32秒数据中只要有一半是有用的，对失事原因调查就会大有裨益
。在挑战者号航天飞机失事以后我们就做过类似的数据分析。所以我们一定要仔细分析这
些数据。”

　　纽约时报记者为此采访了美国麻省理工学院航空航天系主任C rawley博士，Crawley说
：“这些数据确实很重要，它们能帮助我们理解灾难发生的过程，哥伦比亚号是如何解体
的。”不过他认为，这些数据对于理解失事原因没有多大用处。

　　S OR的图片真的模糊不清？

　　美国空军一个高度保密的基地(the Starfire Optical Range，SOR)利用一种自适应光
学望远镜拍摄了哥伦比亚号的腹部照片。关于拍摄时间有两个说法，2月8日纽约时报13版
发表文章说这是在哥伦比亚号与地面失去联系前的3分钟，即美国东部标准时间2月1日上午
8点57分左右拍摄的；2月10日纽约时报头版的另一篇文章却说这幅照片是在哥伦比亚号解
体前1分钟(8点59分-9点)拍摄的。然而N ASA公开的这幅图片只能依稀看到左翼有一个尖突
。更奇怪的是这幅图片2月8日才见诸媒体。

　　值得一提的是S OR基地。这一基地是当年里根总统“星球大战”计划(正式名称为战略
防御计划)的产物，主要用于战略导弹防御。据相关报道，自适应光学(adaptive optics)
技术是用一束激光在天空“制造”一颗假恒星，通过观测这颗假恒星可以计算大气对于入
射光的扰动效应从而排除这种效应，以达到精确观测天体或是高空运动物体的目的。

　　该基地的发言人R ich Garcia对美国纽约时报的记者说：“由于安全原因，我们不能
透露我们的观测精确度有多高。”

　　由此我们可以推断：美国空军可能掌握最后8分钟内哥伦比亚号腹部的清晰照片，然而
出于保密原因只能提供模糊图像。不过就算有最后阶段的清晰图像，恐怕也难以据此判定
失事原因。

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