航天飞机返航时爆炸:1400℃热空气席卷机舱,7名宇航员全部遇难

master

在神舟十七号飞船返航的时候，我们曾经分享了一个话题，那就是我们的神舟载人飞船在即将着陆地面的瞬间，飞船底部会冒火光，美国的飞船返航时却不会冒火光，而是直接掉入大海。当时有一些网友提出疑问，美国航天飞机滑翔后在机场着陆的技术很先进，但是为什么航天飞机退役了呢？

哥伦比亚号航天飞机

说到航天飞机，估计很多网友都佩服美国的航天技术，这是世界上第一种可以重复使用的载人航天器，运载能力超强。在历史上，也就美国、前苏联成功造出了航天飞机，其中美国一共造了6架航天飞机，有5架航天飞机投入使用。



虽然航天飞机的运载能力很强，还可以重复使用，但是它们的安全性并不是很高。美国一共有5架航天飞机执行飞行任务，其中就有2架航天飞机在执行飞行任务中因为爆炸而解体。哥伦比亚号就是这两架出现事故的航天飞机之一。



哥伦比亚号航天飞机是美国第一架正式服役的航天飞机，在1981年4月12日首次执行飞行任务，在长达20多年的服役时间内，哥伦比亚号航天飞机一共执行了28次飞行任务。



在2003年1月16号，哥伦比亚号航天飞机发射升空，执行为期16天的飞行任务，此次飞行总共搭载了包括中国学生设计的“蚕在太空吐丝结茧”实验在内的6个国家的学生设计的实验项目。



在2003年2月1日，哥伦比亚号航天飞机结束了第28次飞行任务，在距离地面大约280公里的近地轨道环绕地球飞行，开始准备返回地球。一开始一切都非常正常，但是当航天飞机再入大气层时，与地面指挥中心失去了联系，随后这架航天飞机被发现在得克萨斯州上空爆炸解体，1400℃热空气席卷整个飞船，机上7名宇航员全数罹难。



当时这架航天飞机发生爆炸解体时，有很多目击者都看到了这一幕：哥伦比亚号航天飞机解体成了无数小碎片，在天空中快速飞过去时还拖着一条长长的白烟。



经过调查后，研究人员认为哥伦比亚号航天飞机的飞行事故是外挂燃料箱3块泡沫碎片脱落，这些泡沫碎片击中航天飞机机身，导致机身出现了受损。当航天飞机执行完飞行任务从外太空高速再入大气层时，在气动加热效应的作用下，航天飞机外部温度急剧上升到1000多℃。



在这么高温的灼烧下，航天飞机就像被熊熊大火包围着。如果航天飞机的机身没有出现受损的情况，航天飞机还是可以安全着陆的。因为在航天飞机的机身外表会有隔热瓦，这些隔热瓦能够承受这么高的温度，保护航天飞机不会被高温熔化。



而哥伦比亚号航天飞机在发射时，外挂燃料箱3块泡沫碎片脱落击中了航天飞机的机身，导致外表的隔热层受损了。当它以极快的速度再入大气层时，受损的部位就没法承受这么高的温度被融化，随后高达1400℃的热空气从缝隙中进入到航天飞机。



虽然还有其他的调查结果，但是大体上的原因都是这架航天飞机的机身受损或者出现了缝隙、孔洞，最终导致1400℃热空气进入到航天飞机内，导致航天飞机爆炸解体。这么高温的热空气进入航天飞机后，航天飞机内的7名宇航员毫无生还的机会，酿成了这一次最惨烈的航天悲剧。



航天飞机为何退役了

从结构来看，美国的航天飞机由轨道飞行器、外燃料箱和固体燃料火箭助推器3大部分组成。轨道飞行器，其实就是航天飞机系统中最具有代表性的那部分，从外形来看，它和固定翼飞机飞行相似，有机身、机翼、起落架等。



在航天飞机座舱上层是主舱，里面有飞行控制室、卧室、洗浴室、厨房、健身房兼贮物室，各种功能一应俱全。而它的中层是宇航员工作、生活、休息的地方，可以乘载7名宇航员，底层则是设置冷气管道、风扇以及放置废弃物的区域。



在轨道飞行器的中段就是货物舱，它尺寸相当大，可以装下很大件的载荷，例如在发射升空时，可以把卫星、哈勃望远镜等大型航天器塞到里面，在进入轨道后，再将这些航天器释放到外太空。



在飞行过程中，它的货物舱上方可以张开，就像蚌壳，在货物舱内还有机械臂，可以将人造卫星释放出去，或者在太空中捕获卫星、探测器、望远镜等航天器。在美国航天飞机服役期间，美国就多次使用航天飞机对哈勃望远镜进行在轨维修、维护。



航天飞机最大的亮点除了运载能力很强外，还有一个就是它在返回地球的时候不会像传统的飞船那样通过减速伞等过程减速然后降落到着陆点，而是像客机之类的固定翼飞机那样滑翔飞行，最后像飞机那样在机场的跑道上滑行着陆。



传统的飞船在返航时需要打开面积巨大的降落伞，会受到风力等客观因素的影响，没法做到精准着陆，有时候会偏离到距离预定着陆点比较远的地方。而航天飞机就不同了，它可以很精准地降落到机场的跑道上。



除此之外，航天飞机是可以重复使用的载人航天器。以前发射卫星、飞船、探测器成本非常高，是因为以前的火箭都是一次性的，也就是说，在执行发射任务后，火箭残骸就会重返地球，在大气层中剧烈燃烧化为灰烬。而航天飞机的轨道飞行器可以滑行着陆，在返回地球以后，经过维护、维修后就可以继续去执行飞行任务了。



虽然航天飞机可以重复使用，而且可以精准在机场跑道上滑行着陆，但是最后还是退役了。原因除了出现了2次太空飞行事故外，还有就是它的使用成本并不低。当年设计航天飞机的目的就是希望航天飞机重复使用来减低发射成本，但是在实际的运营过程中，航天飞机的成本并不低。



在设计之初，美国以为航天飞机每次发射成本可以降低到5400万美元，航天飞机服役期间预算是430亿美元，但是实际上，在投入服役到退役，美国在航天飞机项目上的花费就高达1137亿美元。

虽然航天飞机可以重复使用，省去了航天飞机的制造成本，但是在维护、维修的时候成本就相当高了。因为航天飞机设计很复杂，由超过250万个零件组成，导致维护、维修的成本非常高。

最终，在各方面因素的影响下，航天飞机在2011年就退出了历史舞台。而在航天飞机退役的那几年内，美国并没有其他的载人飞船，所以那段时间美国的宇航员不得不乘坐俄罗斯的联盟号飞船，一直到SPaceX公司的载人龙飞船出现。