挑战者号之殇：航天史上的沉重教训

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一、挑战者号的辉煌与灾难

挑战者号航天飞机作为美国载人航天的重要工具，曾承载着无数的希望与梦想。然而，1986 年 1 月 28 日，在发射后的第 73 秒，挑战者号外挂燃料箱凌空爆炸解体，机上 7 名宇航员全部遇难，这一灾难震惊了世界。
挑战者号在其服役期间，一共进行过 9 次太空旅行，为人类探索宇宙做出了巨大贡献。它的出现，标志着美国航天事业迈向了一个新的高度。然而，这场灾难的发生，却让人们不得不重新审视航天事业的安全性。
事故发生当天，美国的天气格外寒冷。尽管如此，民众观看 “挑战者” 号发射的热情却十分高涨。几乎全美的学校都停了课，专门组织学生观看直播，期待麦考利夫在太空的 “公开课”。然而，谁也没有想到，这场盛事最终却变成了一场惨剧。
挑战者号的爆炸原因是右侧固体火箭助推器的 O 型环密封圈失效。相关测试数据显示，这个 O 形橡胶圈零件的缺陷在发射前很久就已经暴露，但无论是 NASA 还是该零件的制造商都未及时消除隐患。更令人惊讶的是，“挑战者” 号发射当天的气温远远低于理想条件，而 NASA 管理层却无视了工程技术人员的警告。
这场灾难给美国的航天事业带来了沉重的打击。事故发生后，总统里根组建了专门的委员会，对事故展开长时间调查。调查发现，“挑战者” 号的夭折源自一个零件故障，这一结果让人们深刻认识到航天事业的高风险性。
挑战者号的事故也成为了此后工程安全教育中的一个常见案例。它提醒着人们，在追求科技进步的同时，必须始终把安全放在首位。只有这样，才能避免类似的悲剧再次发生。
二、事故发生的经过

（一）发射时间的一再推迟

挑战者号原计划发射时间为美国东部时间 1 月 22 日下午 2 时 43 分，但受上一起任务 STS - 61 - C 的延迟影响，发射日推迟至 24 日。后又因恶劣天气影响，发射再度推迟到 25 日。由于计划使用的 TAL 场地配备无法应对夜间降落，发射时间继续推迟到佛罗里达时间清晨。后再次受恶劣天气影响，发射时间延至美国东部时间 27 日上午 9 时 37 分。其后因外部舱门通道设备出现故障，发射日期又再延至 28 日。
发射前夜，承包商塞奥科公司的工程师和管理层与来自肯尼迪航天中心和马歇尔航天飞行中心的 NASA 管理层进行远程会议。因天气预报指 28 日清晨气温接近允许发射的最低温度华氏 31 度（摄氏 - 0.5 度），部分工程师指出低温会导致密封固体火箭助推器（SRB）部件接缝处 O 型环的橡胶材料失去弹性，从而无法保证它能有效密封住接缝，且发射前一天夜间的低温把 SRB 的温度降到华氏 40 度的警戒温度以下，但管理层坚持认为发射进程能按计划进行。肯尼迪冰雪小组在红外摄像机中发现，右侧 SRB 部件尾部接缝处的温度仅有华氏 8 度（摄氏 - 13 度），从液氧舱通风口吹来的极冷空气降低了接缝处的温度，让该处的温度远低于气温，并远低于 O 形环的设计承限温度，但这个信息从未传达给决策层，冰雪小组用了一整夜的时间来移除冰雪。
（二）发射升空过程中的异常

升空前 6.6 秒，三部航天飞机主引擎（SSME）点火。为了应对发射的临时中断，SSME 可在火箭离开地面前安全地关闭。在起飞时间点时（T = 0，为美国东部时间当日 11:38:00.010），三部 SSME 达到了 100% 的效能率，并在计算机控制下提高到 104%，在此时，两部固体火箭助推器（SRB）点火，火箭挣脱了固定用的紧固螺栓，从发射台开始上升。随着火箭的第一次垂直动作，氢气排放臂从外部舱收回，但没有成功锁上，通过对发射台摄像机记录视频的回放，发现排放臂此后没有重新接触到船体，因而可排除它作为对事故有影响因素的猜想。另外，发射后对发射台的检查也显示出 4 颗紧固螺栓的反冲弹簧遗失，但它作为对事故有影响因素的情况也已被排除。
挑战者号升空下一个发射时的视频回放点显示，在 T + 0.678 时，一股黑灰色的烟雾从右侧 SRB 尾部靠近连接该部件与外部舱的支架处喷出，大约在 T + 2.733 时烟雾不再喷出。烟雾最后可见的时刻位于 T + 3.375。后来确定这些烟雾是由右侧 SRB 部件尾部接缝的开合引发的。
（三）爆炸瞬间与惨状

在发射后的第 73 秒，挑战者号航天飞机外挂燃料箱凌空爆炸解体。那一刻，时间仿佛凝固，原本充满期待的人们被这突如其来的灾难震惊得不知所措。7 名宇航员在瞬间失去了生命，他们的梦想与希望也在这一刻破灭。残骸如同流星般散落在大海中，1996 年失事飞机的部分左翼被冲上了美国佛罗里达州海岸，2022 年 11 月美国佛罗里达州海岸附近发现挑战者号航天飞机的部分残骸，也是迄今为止发现的最大碎片。这场灾难给美国的航天事业带来了沉重的打击，也让全世界深刻认识到航天探索的高风险性。
三、事故原因的探寻

（一）直接原因

挑战者号航天飞机爆炸的直接原因是右侧固体火箭助推器的 O 型环密封圈失效。O 型密封圈在航天飞机的构造中主要起密封作用，将许多不同的材料连接在一起。然而，在发射当天的极寒气温下，橡胶材料失去弹性，无法有效密封住接缝。
相关测试数据显示，这个 O 形橡胶圈零件的缺陷在发射前很久就已经暴露。在以往的飞行中，已经发现橡胶密封圈有移位、腐蚀或烧坏的情况。航天局本应将此问题列为优先处理的课题，但计划未兑现。
发射前夜，部分工程师指出低温会导致密封固体火箭助推器部件接缝处 O 型环的橡胶材料失去弹性，然而这一警告并未被重视。肯尼迪冰雪小组发现右侧 SRB 部件尾部接缝处的温度仅有华氏 8 度（摄氏 -13 度），远低于 O 形环的设计承限温度，但这个信息也未传达给决策层。
（二）间接原因

1986 年 1 月 28 日发射挑战者号的决定确实是错误的。发射当天的气温远远低于理想条件，而 NASA 管理层却无视了工程技术人员的警告。
一方面，NASA 承受着来自政界的压力，同时还与其他国家的同行 “拼速度”。美国《历史频道》认为，让 NASA 不顾安全隐患发射的另一个重要原因，是为了赶上国情咨文演讲的 “档期”。里根当年的演讲重点包括教育问题，如果 “挑战者” 号能够及时发射成功，那么这个 “教师在太空” 计划将迎来 “露脸” 的好机会。
另一方面，NASA 内部管理存在漏洞。长期以来的 “赶工文化”，为了追求进度和成本效益，往往忽视了安全与质量的重要性。这种短视行为，最终导致了无法挽回的灾难。
事故发生后，总统里根组建的专门委员会经过长时间调查，确认了挑战者号的夭折源自一个零件故障，同时也揭示了 NASA 内部管理的问题。这一结果让人们深刻认识到航天事业的高风险性，也提醒着人们在追求科技进步的同时，必须始终把安全放在首位。
四、事故的影响

（一）对美国航天事业的打击

挑战者号的事故给美国航天事业带来了沉重的打击，航天飞机飞行计划的冻结让美国在太空探索领域的步伐暂时停滞。在这 32 个月的时间里，NASA 全力投入到内部整改工作中。技术问题的解决成为当务之急，工程师们对航天飞机的各个系统进行了全面的检查和改进，尤其是针对导致事故的固体火箭助推器的 O 型环密封圈问题，采用了更加先进的材料和设计，以确保在各种极端条件下都能保持良好的密封性能。
除了技术改进，NASA 还着重加强了内部沟通机制。事故发生前，信息未能在不同部门之间有效传递，导致了关键问题被忽视。现在，建立了更加畅通的沟通渠道，确保从工程师到管理层的每一个人都能及时了解到重要信息，避免类似的悲剧再次发生。管理模式也得到了改善，明确了各部门的职责和权限，加强了对决策过程的监督，避免了因盲目决策而带来的风险。同时，安全标准被提升到了前所未有的高度，从发射前的准备工作到飞行过程中的监控，每一个环节都进行了严格的安全评估和审查。
（二）对全球航天界的警示

挑战者号事故成为了全球航天界的一个深刻教训，成为工程安全教育中的常见案例。它让人们清楚地认识到，航天探索是一项高风险的事业，任何一个小的失误都可能导致灾难性的后果。这起事故促使全球航天界更加重视安全问题，各国纷纷加强了对航天项目的安全监管，加大了对安全技术的研发投入。
同时，挑战者号事故也推动了全球航天界的国际合作与交流。各国意识到，在探索宇宙的征途上，任何国家都无法独善其身。只有携手合作，共享资源与信息，才能更好地应对未知的挑战与风险。通过国际合作，各国可以共同开展技术研究，分享安全管理经验，提高全球航天事业的整体安全水平。
总之，挑战者号事故虽然是一场悲剧，但它也为全球航天事业的发展带来了积极的影响。它让人们更加深刻地认识到航天探索的高风险性，促使各国更加重视安全问题，加强国际合作，共同推动人类航天事业不断向前发展。
五、事故的纪念活动

（一）NASA 举办哀悼仪式

1986 年 1 月 28 日是 NASA “挑战者” 号事故发生 30 周年纪念日，NASA 举办了庄重的哀悼仪式。当天，在阿灵顿国家公墓，人们献上花圈，表达对挑战者号全体宇航员的深切缅怀。那里竖立着机组人员的墓碑，每一块墓碑都承载着无尽的哀思与怀念。NASA 的官网上也可以找到每一名宇航员的详细介绍，以及一条来自 NASA 局长 Charles Bolden 的私信，字里行间充满了对英雄们的敬意。国际空间站上的 NASA 宇航员和控制中心的工程师们也在这一天表达了他们的哀悼。需要在太空服役 1 整年的 NASA 宇航员 Scott Kelly 表示：这一片刻是为了纪念（挑战者号）全体成员的牺牲，他们的精神会在我们的太空成就中永存。
（二）NASA 纪念日缅怀宇航员

从 2004 年起，NASA 设立纪念日，每年 1 月的最后一个星期四，在阿灵顿国家公墓举行纪念仪式，怀念在航天事故中遇难的宇航员。在这些纪念仪式上，人们聚集在一起，回忆那些勇敢的宇航员们为探索太空所做出的巨大贡献。他们的勇气和奉献精神激励着一代又一代的航天人不断前行。每一次的纪念仪式都是对历史的铭记，也是对未来的期许。在这个特殊的日子里，人们向那些为了人类航天事业而献出生命的英雄们致以最崇高的敬意。
（三）罹难教师课程将在国际空间站复活

在挑战者号爆炸 32 周年纪念日，NASA 宣布将在国际空间站 “复活” 遇难教师克里斯塔・麦考利夫原来准备教授的课程，以纪念麦考利夫及挑战者号全体宇航员。克里斯塔・麦考利夫是从 11000 名教育工作者中挑选出来准备进入太空的第一位教师，她计划在空间站上教授沸腾与气泡、零重力液体、色谱分析及牛顿定律等 6 堂课。
遗憾的是，她的课程随着航天飞机的解体不得不终止。但现在，麦考利夫的太空课程即将变为现实，NASA 决定由另外两位宇航员，约瑟夫・阿卡巴和理查德・阿诺德在未来几个月在国际空间站执行麦考利夫的课程，然后在支持科学、技术、工程和数学教育的非营利组织 —— 挑战者号中心在线发布，并与世界各地的学生和老师分享。这一举措不仅是对麦考利夫的纪念，更是对挑战者号全体宇航员的致敬，同时也为全球的学生和教育工作者提供了一个难得的学习机会，激励着更多的人投身于科学探索和教育事业。