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火中的阿波罗号

作者:陆 译 来源:本站原创 发布时间:2011年11月27日
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  1969年7月20日,美国宇航员内尔·阿姆斯特朗登上了月球,实现了时任美国总统肯尼迪的梦想,也为人类航天史掀开了崭新的篇章。一个人的一小步,却是人类发展史上的一大步。但是,这一小步却付出了巨大的代价。在辉煌背后,又有多少人默默献出生命,为这一梦想铺平了成功的道路。

  付出代价最大的,是阿波罗1号机组的3名宇航员。可是他们并没有死在太空,这起夺走宇航员生命的事故发生在地面。

太空中的较量

  20世纪60年代,美国和前苏联把大量的资金投入到登月竞赛中。谁先把人类送上月球,成了当时决定双方较量胜出的关键。1961年4月12日,东方1号宇宙飞船载着前苏联人尤里·加加林围绕地球完成了一次完整的轨道飞行。尤里成了进入太空的第一人,也使前苏联在这一领域优胜于美国。于是美国最高领导层把“阿波罗”计划列为重中之重,以显示美国航天技术的先进和军事实力的强大。

  肯尼迪航天中心是美国航天业最具体化的体现,它的装备遍布美国各地。到1967年为止,美国的航天业已取得了很大的成就。苏联人进入太空的3个星期后,美国人艾兰也进入太空,他的绕地轨道飞行持续了15min。

  美国和苏联,就这样在太空中较量着,但是,在超越前苏联的太空竞赛中,美国航天业中存在着严重的安全问题,而且各项安全标准都非常低,最终酿成了惨痛的事故。

“我们被烧着了”

  1967年之前,美国航空航天局就准备把第一艘“阿波罗号”飞船送上太空,进行绕地轨道飞行,作为飞往月球的第一步。航天局选择了3位宇航精英担任此次飞行任务。其中,怀特是飞行员,他曾在太空行走了12min,经验丰富。查非是机组的新手。格里索姆是美国最早的77名宇航员之一。在这次任务中,他是指令长。

  格里索姆和他的队友很清楚面临的危险,一旦出错,就有可能发生灾难。并且,这种灾难是无法补救的,只能进行周密的部署,防止各种不测的发生。

  1967年1月27日,距“阿波罗”号升空还有几星期时间。机组在肯尼迪角的34号发射台进行试验。这个被美国航空航天局称为“启动试验”的常规系统试验,进行得并不顺利。

  这次试验主要是检查定位系统和生命支持系统是否状态良好。当时,正在进行模拟倒计时,格里索姆和他的两位队友已经在发射台上工作了一会儿,他们发现通信系统上面存在很多问题。比如:线路干扰严重,与控制室通话很困难等等。“如果我们在两座大楼间都不能通话,怎能到月球上去?”

  距离模拟倒计时还有10min,大家都在集中处理通信问题。忽然,查非大声喊道:“座舱起火了!放我们出去,我们被烧着了。”之后一切归于沉寂。

  美国航空与航天局迅速封锁了现场,并成立了营救小组。他们封锁了中心所有的外线电话,锁上了控制室的门,并派驻了看守。工作人员们被命令坐在座位上,他们不知道到底发生了什么。此时,3名宇航员已被困在距离地面600多m高的小火球里。

  营救小组的工作人员正在奋力营救,他们竭力想取下舱门。但是舱门火热无比,他们用了10~15min取下了舱门。指令舱内充满着黑色的碳烟,无法进入。营救小组只好等到烟雾排净才冲了进去,此时,3名宇航员已全部殉职。经过现场勘查,营救小组向宇航局报告,火起于舱内。仅仅一秒或几秒的时间,舱内的火花就迅速蔓延开来,包围了整个太空舱。

制造商的疏忽

  调查委员会很快成立,其中纳入了一名宇航员。在接下来的几个星期内,调查委员会仔细考察了太空舱设计的每一个细节,太空舱只是整个飞船巨大构造的很小一部分,它是由北美航空加利福尼亚公司建造的。包括两个主体部分,服务舱和指令舱。服务舱放置贮氧箱、助推油罐等装置,可以在发射底部的运载火箭时为太空舱提供动力。宇航员则呆在一个小小的指令舱里,空间非常狭窄,操作台就在大约1m以外。

  经过调查,调查小组认为整个太空计划隐藏着危险。调查组发现,宇航员训练用的模拟器有很多地方与实际的太空舱不同。这给美国的航天计划笼罩上一层厚厚的阴影。

  由于经济利益的纷争,阿波罗1号太空舱在建设过程中不断进行着更新、更改。各种小部件被添加到舱内舱外,而文本记录工作又没有及时地更新最新情况。因此火灾过后进行调查时,调查小组发现,制造这个太空舱的北美航空制造商,竟然不能对事故当天太空舱的构件做出准确陈述。

  调查小组将事故太空舱拆开,发现里面的线路连接十分混乱,因此一直没有找到起火的原因。通过排查,调查小组推断可能是舱门剐到了一些电线,发生短路,引发火灾。但是为什么火势蔓延如此迅速,宇航员们没能逃脱呢?

被忽略的纯氧环境

  火势在太空舱内蔓延时速度之快,使人们注意到太空舱设计的一个特点——纯氧环境。

  在第一个美国人进入太空之前,美国航空与航天局就有一个判断:太空飞船首先是能贮藏氧气的飞船。美国把宇航员放在纯氧环境中起飞,这样一来,宇航员只需要在飞船上携带氧气就可以飞上太空了。但是,这个推理并不能说明在地面试验中,纯氧是最佳环境。

  在这场悲剧中,氧气的使用是一个致命的疏忽。在太空中,氧气是我们的血液。而在地面上,它却是没有必要的。在演习中可以省略不用,因为在地面上压力小得多,宇航员可以呼吸氧气与氮气的混合空气。这起事故正是纯氧的存在带来了火花,就像火上浇油一般,加速了大火的燃烧速度。

  阿波罗号舱内每平方米的纯氧环境造成的压力比正常空气下的大气压力要大的多,形成了非常危险的大气环境。如果在这里划着一根火柴,马上就会燃起火苗。但在一些情况下,如果金属削得很细,并且里面有金属填充物的话,在那样的大气环境中也会燃烧。因此,通常被认定是非可燃物的许多物体,在飞船的纯氧环境中都成了可燃物。

  在太空中着火和在地面着火有很大不同。当火焰在地面蔓延时,它加热了空气,新的氧气不断地补充进来,代替了二氧化碳,于是火焰能持续燃烧。而太空中由于没有地心引力,较轻的物体不会升到高处,这样火焰周围的二氧化碳就会将火熄灭。

  宇宙飞船的指令舱里存在大量的可燃物质,最常见的就是尼龙搭扣。在没有重力的环境下,宇航员总需要有地方粘贴东西,因此舱内到处都是尼龙搭扣。此外还有一个拦截东西用的丝布,防止进入太空后书、各种小册子等飘来飘去,而尼龙搭扣和丝布都是可燃物。

危险的舱门

  阿波罗号起火后,太空飞船设计的另一个方面——舱门也受到严格的评估。因为宇航员曾试图从火中逃生,但却失败了。

  阿波罗号太空舱是由北美航空公司设计并制造的,制造商将它设计成了单个的安全门或出口。而美国航空与航天局曾要求将其改成两个出口,但那需要90s才能将舱门拆下来,这对于身处危险环境的宇航员来说,实在是太久了。

  这样设计的太空飞船,内部的氧气形成压力,外部环境是真空,没有压力。这样一来,太空舱里面存在压力,外面则没有压力。在这种条件下,舱门被设计成为能够从里面打开的样式,内部压力可以不断地把舱口推向密封墙,保证舱内的密闭环境。但是,当舱内起火时,内部压力陡然增大,这种舱门的设计方式,使得宇航员无法迅速顺利地从内部打开舱门。

  调查小组的官方报告简单地陈述了事故的经过。称飞船的逃逸机制不充分,需要对它进行改进。在对飞船进行改造时,工程师一致认为,必须将舱门设计成外部开启的方式。因为一旦锁定机制失灵,内部压力将使舱门永远开着,便于人员逃生。

  调查委员会最后总结道,阿波罗号成员将机组存在的重大的安全问题,看成所谓的“世俗事务”,没有给予足够的重视。这份报告还谈到了设计、工程、质量管理等方面的不足之处。此次事故发生后,美国人的情绪冷却下来,多了一些自我反省,这起事故把每个人从梦想拉回现实。

  阿波罗号飞船是用无数个零件组装起来的,所有零件都要运转正常。对于这么复杂的工程不能心存侥幸,不能冒险。如果要把这些零件组装在一起,就应该知道要对它们进行仔细的测试,留心会引起问题的一切细小的预兆,必要时即使牺牲几个星期的工作也要及时改进。

  3位宇航员的牺牲并不是毫无价值的。人们从中吸取了教训,肯尼迪的梦想没有在阿波罗1号的大火中毁灭,全世界的人对漫步于月球的人都充满敬意。

  编辑 杨 璇

责任编辑:kerrywang




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