一场寒流引发的太空危机
想象一下,距离人类重新回到月球轨道就剩下一周时间,那个花了好几十亿美元的火箭已经立在发射台上了,四个宇航员正在休斯顿隔离等着可就因为气温突然降下来,全给打断,1月30号,NASA宣布把阿尔忒弥斯2号的关键湿彩排测试从周六推迟到2月2号,第一个发射窗口也从2月6号推迟到2月8号,原因就是佛罗里达州遭了罕见的北极寒流。
这可不只是一回技术方面的推迟,更是给航天工程的极限敲响了新的警钟,虽然心里怀着对着浩瀚星海的志向,地球大气的变化捉摸不定,仍旧可能是行进途中最不好掌控的变数。
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为何极寒成为火箭的"隐形杀手"
航天发射对温度的敏感程度远超公众想象
阿尔忒弥斯2号用的太空发射系统(SLS)是个有322英尺(大概98米)高的大火箭,得加注超73万加仑的液氧和液氢当推进剂。
这些低温推进剂的沸点分别是零下183摄氏度和零下253摄氏度,不要在没有严格控制温度的环境里存放和运输
当环境温度异常变低的时候,燃料管道、密封圈还有阀门系统都有可能因为热胀冷缩出问题,造成燃料泄漏或者结构受损。
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挑战者号的血色教训
更令NASA谨慎的是1986年挑战者号灾难的惨痛记忆。
恰好在推迟决定发布前两天,正值那场悲剧40周年纪念日。1986年1月28日,发射当天气温降至36华氏度(约2.2摄氏度),创下航天飞机发射史上最低温纪录。
因为极寒天气,右侧固体火箭助推器上的O型环密封圈失灵,高温燃气因而泄漏,最终导致爆炸事故发生,七名宇航员统统牺牲。
调查报告明确指出:"如果决策者了解所有事实,他们极不可能决定发射"。
NASA工程师杰瑞·库克曾经建议,在气温低于53华氏度(大概是11.7摄氏度)的时候不要发射,但这个建议没传到决策层那里去。
这次悲剧让NASA的安全文化有了很大改变,面对极端天气的时候,他们会选择谨慎过度而不是“侥幸冒险。
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这次推迟的连锁反应超乎想象
1、技术层面:发射窗口急剧收窄
"湿彩排"测试每推迟一天,发射日期就随之顺延一天。
阿尔忒弥斯2号在二月份的发射窗口原本就只有少数几天(2月6、7、8、10、11日),现在前两个窗口已经失效,仅剩2月8日、10日和11日三个机会。
如果2月11号之前没有发射,任务就会被推迟到3月初
天体力学的硬性限制造成了这种时间上的急迫性,月球运行的轨迹、地球自转的周期和自由返回轨道这三者得严丝合缝地契合,要是有一丁点儿偏差,就极有可能引发任务失败或者危及到安全。
2、人员层面:宇航员的心理考验
四位宇航员——NASA的里德·怀斯曼(指挥官)、维克托·格洛弗、克里斯蒂娜·科赫,以及加拿大航天局的杰里米·汉森——目前仍在休斯顿进行隔离检疫。
格洛弗将成为首位绕月飞行的有色人种,科赫将成为首位绕月女性,汉森则是首位绕月的非美国籍宇航员。
好长时间等着,不光考验他们身体状况,更是对心理韧性的大考验,他们得在高度紧张和不确定当中保持最好的竞技状态。
3、科学层面:人类重返深空的里程碑
阿尔忒弥斯2号是自1972年阿波罗17号以来首次载人登月任务。
这次为期10天的任务将让人类离月球表面最近仅约4047英里(6513公里),并飞越月球背面约10400公里。
宇航员会以大概40000公里每小时的速度重返大气层,创造人类航天史上最快的返回速度纪录
去检验猎户座飞船的生命支持、导航还有通信系统在深空环境中的表现,是任务的主要目标,它的目的是为未来的阿尔忒弥斯3号载人登月任务做铺垫。
总航程会超过200万公里,最后在加州海岸的太平洋溅落
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航天安全与进度的永恒博弈
航天工程面对的多重难题,在这次发射推迟的时候充分显露出来,技术系统的稳定性、自然环境的不可预料性,还有决策层在保证安全和推进任务进度之间的谨慎权衡。
尽管NASA有全球比较先进的天气预报系统和工程冗余设计,不过像O型环这样的小部件还是可能变成致命弱点。
这会儿,NASA在考虑要不要调整宇航员从休斯顿到肯尼迪航天中心的时间安排,而且也在密切留意未来几天的天气情况。
另外,低温天气还让发射台周围出现大量冰凌1986年挑战者号发射之前,冰凌不光威胁硬件安全,甚至把宇航员唯一的逃生通道都给冻住了,NASA随后制定的防冻保护计划在这次寒流里又接受检验,工程师得在让管道保持通畅(防止冻裂)和别让结冰太厉害之间找个平衡。
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当我们仰望星空,更需脚踏实地
未来3到5年,随着阿尔忒弥斯计划推进,人类就要真正进入月球经济时代,在月球南极建永久基地、开采水冰资源、测试火星任务技术,不过这次寒流推迟这事提醒咱们一个常被忽略的事实,太空探索成不成功,往往就看咱们对地球环境最细微变化的理解和应对能力。
从某种意义上来说,挑战者号的悲剧不是技术失败,而是组织沟通以及风险管理出现了问题,当下,NASA选择推迟发射,正好表明这个机构从38年前的伤痛里吸取了非常深刻的教训,在宇宙面前,人类不要忘记一直保持敬畏的心,当我们最后看到阿尔忒弥斯2号冲破云霄的时候,那可不只是技术的胜利,更是理性与耐心的胜利。
思考问题:要是因为气候变化极端天气变得更频繁了,NASA需不需要把主要发射设施从佛罗里达搬到气候更稳定的地方,又或者这种不确定性原本就是太空探索要接受的常态
延伸阅读:
1、NASA阿尔忒弥斯2号任务官方页面:了解任务最新进展和技术细节
2、《挑战者号调查报告》(Rogers Commission Report):深入理解航天安全文化的演变
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