航天飞机返回时爆炸：1400℃热空气席卷整个机舱，宇航员全部遇难

美国历史上曾经发生过很多次严重的载人航天飞行事故，其中一次是发生在2003年2月1日，当时哥伦比亚号航天飞机返航时，在高空中发生了爆炸、解体事件，而参与本次飞行任务的7名宇航员全部遇难。

哥伦比亚号航天飞机失事过程

美国在完成阿波罗载人登月任务的时候就已经在研制可以重复使用的载人飞船，最终，美国方面选择了航天飞机的方案。而在美国航天飞机的发展历程中，哥伦比亚号航天飞机的意义重大，因为这是美国第一架正式服役的航天飞机。

在1981年4月12日，哥伦比亚号航天飞机迎来了它的第一次飞行任务。虽然哥伦比亚号航天飞机最大有效载荷达到29.5吨，最多可以搭乘8名宇航员去执行长达一个月左右的飞行任务，但是这是它的首次载人飞行任务，所以还是比较保守的，没有满载出征，飞行时间也比较短。

在首次载人飞行任务中，哥伦比亚号航天飞机将2名宇航员约翰·杨（John W·Young）和罗伯特·克里彭（Robert L·Crippen）送上太空去执行代号为STS-1的任务。这架航天飞机在太空飞行了54小时，环绕地球飞行了36圈，结束飞行任务后顺利返回地球，验证了航天飞机安全发射以及降落返回的能力，标志着我们人类进入了载人航天的新时代。这一次载人航天飞行任务也被NASA称为“历史上最大胆的试飞”。

航天飞机有很多特点，其中一个就是它不像传统的飞船、卫星那样被整流罩包裹在火箭的顶部，而是“挂”在火箭、燃料箱的外部，整个结构看起来很壮观，这样的设计阻力也会比较大，不过问题不大，因为航天飞机火箭的推力相当大，这也是为什么航天飞机的有效载荷能力接近30吨的原因，凭借着航天飞机机身背部巨大的货物舱，能够轻轻松松将一些大型的航天器送上太空，著名的哈勃望远镜就是使用航天飞机带到太空进行发射的。

除此之外，航天飞机不同于传统飞船的另一个特征，就是航天飞机在发射升空的时候，也是在发射台上，借助火箭的推力垂直发射升空进入太空去执行飞行任务，保持惯性环绕地球飞行，但是在返回地球的时候，航天飞机并不像传统飞船那样无动力下降再伞降缓冲着陆，而是在进入大气层后，在高空中滑翔、减速，最后在机场着陆。

这是因为航天飞机的设计布局和传统的飞船不同，航天飞机有机身、机翼，和固定翼的飞机看起来是很像的，在机翼的帮助下，航天飞机在大气层中可以滑翔飞行到机场。而且，航天飞机机身底部也有轮子，所以在着陆后就像固定翼飞机那样滑跑，最后停在机场跑道上。这一个设计，让航天飞机的返航精度相当高，不需要伞降就不会因为伞降的过程中侧风导致偏离预选着陆点。

虽然是可以重复使用的航天器，航天飞机在结束飞行任务后不能马上去执行飞行任务。因为航天飞机在返回地球的过程中会经受超过1000℃高温的灼烧，航天飞机机身表面的隔热材料可能会受损、脱落，所以每次结束飞行任务后，航天飞机都需要进行一系列的维护、维修，整个工作还是很复杂的。在理想状态下，航天飞机的设计寿命是可以重复使用100次，但是实际的情况并没有这么多，有2架航天飞机在服役期间就发生了爆炸、解体事件，其中一架就是哥伦比亚号航天飞机。

2003年2月1日，哥伦比亚号航天飞机结束第28次飞行任务返回地球，结果在进入大气层没多久就爆炸解体了，解体后的航天飞机化作无数小碎片，参与这一次飞行任务的7名宇航员全部都遇难了。

悲剧发生后，美国专家对此进行了调查，发现这一次悲剧的原因是当时这架航天飞机发射升空的时候，就已经存在安全隐患了。因为在发射升空时，航天飞机外挂燃料箱脱落了一些泡沫碎片，航天飞机机身被这些脱落的泡沫碎片击中出现破损。

在发射升空以及在轨飞行的时候，航天飞机都是没有任何问题的。因为在发射升空的时候，虽然航天飞机也需要穿过大气层，但是这时候是在不断加速爬升的过程，而且随着飞行高度越来越高，空气密度越来越小，所以发射升空的过程中气动加热效应不会很强烈，外部温度不会很高。而在外太空飞行时，航天飞机几乎是在真空的环境中飞行，机身受损的情况下，也不会有危险。

但是在返航时的情况就不同了，因为航天飞机重返地球的时候速度很快，气动加热效应很强烈，外部温度很高，受损的机身承受不住这么高的温度，最后高达1400℃高温的热空气就从受损的部位进入到了航天飞机的机身内部，导致一系列连锁反应，最终就是高温席卷整个机舱，而参与这一次飞行任务的宇航员也无一幸免了。

这也暴露出了航天飞机安全性的问题。例如传统的载人飞船、载人火箭都有逃逸塔的，如果发射升空的时候火箭出现故障或者其他紧急情况，逃逸塔会拖着飞船离开出问题的火箭，但是航天飞机没有这样的措施。当年挑战者号航天飞机在发射升空的时候出问题，宇航员就没法逃生。

美国没有吸取教训？

挑战者号航天飞机、哥伦比亚号航天飞机都出现严重的飞行事故，一共导致14名宇航员遇难。对于美国的载人航天事业来说，无疑是沉重的打击。然而，美国前NASA工程师却直言称美国根本就不吸取教训，这是怎么回事呢？

事情是这样的，美国NASA计划在3月（最早在3月6日）执行阿尔忒弥斯2号载人绕月飞行任务，发射一艘搭乘4名宇航员的猎户座飞船去月球轨道，完成绕月飞行任务后返回地球。这是时隔50多年后，我们人类首次载人绕月飞行任务，所以这一次飞行任务备受关注。

在前阵子，美国NASA进行了太空发射系统火箭、猎户座飞船发射前的综合演练，当时加注推进剂时出现燃料泄漏，随后发射时间推迟到了3月。前NASA工程师查理·卡马尔达表示这是在“拿宇航员的生命做赌注”，他表示不应该让宇航员去乘坐这艘飞船。

事情是这样的，按照阿尔忒弥斯2号任务的安排，这4名宇航员要在太空飞行10天时间，最远要去到38万公里外的月球轨道，最让查理·卡马尔达担心的事情就是猎户座飞船完成绕月飞行任务返回地球的过程中，他让猎户座飞船的防护性隔热罩可能没法确保飞船的安全返航。

猎户座载人飞船再入大气层的时候会经受超过2000℃高温的灼烧，为了让飞船安全返航，工程师们在飞船返回舱外部安装了厚实的隔热罩，飞船隔热罩由186块名为Avcoat的材料构成。

在2022年执行阿尔忒弥斯1号不载人绕月飞行任务返回地球时，猎户座飞船返回舱再入大气层后就出现问题，热防护罩表面出现上百处裂痕与凹坑。不过美国NASA的解决方案不是着重处理这些隔热罩的问题，而是打算改变猎户座飞船再入大气层的方式以缩短飞船暴露于极端高温大气中的时间。

所以查理·卡马尔达认为这一次飞行任务充满了惊险，他表示在哥伦比亚号飞行任务中失去了很多宇航员，他不愿再看到有宇航员丧生。

先进材料专家兼隔热罩工程师埃德·波普也认为NASA没有去解决隔热罩的问题就去执行阿尔忒弥斯2号任务，认为他们根本没有吸取教训。

当然，猎户座飞船之前的问题处理结果具体怎么样，也只有NASA自己知道了。如果真的没有处理好隔热罩的问题就去执行载人绕月飞行任务的话，风险确实是比较高的，毕竟飞船从月球轨道返回地球时速度相当快，导致进入大气层时气动加热效应很强烈，外部温度会飙升到2700℃以上。如果飞船返回舱外部出现问题，那后果不堪设想。