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          從航天飛機到龍飛船:SpaceX接過NASA的冒險事業

          北京時間11月18日消息,從今年5月到8月,美國太空探索技術公司(SpaceX)成功完成了龍飛船的首次載人任務,將宇航員送入太空并安全返回地球。從發射到進入軌道,再到飛船順利抵達國際空間站,直到太空艙打開降落傘,承受著大氣層巨大的沖擊濺落在佛羅里達州海岸附近的水域,一切都是如此順利。這場商業載人飛行首秀也開啟了美國太空飛行的新時代。

          然而,當技術人員后來近距離檢查龍飛船艙體時,他們看到了一些不愿意看到的東西。在宇航員返程途中,保護太空艙穿越大氣層的隔熱板受到了嚴重侵蝕,其程度超出了SpaceX團隊的預期。

          當美國國家航空航天局(NASA)的工程師妮可·喬丹(Nicole Jordan)聽到這個消息時,她顫抖了一下。她在NASA的同事也有同感。“他們頸后的毛發都豎起來了,”妮可·喬丹說,“每個人都明白問題的潛在嚴重性。”

          2003年,哥倫比亞號航天飛機在返回大氣層時解體,機組人員喪生,當時妮可·喬丹還只是NASA的實習生。目前,她是SpaceX宇航員飛行支持項目的一名任務經理,在休斯頓的任務控制中心工作,她的必讀材料之一便是哥倫比亞號失事后編寫的事故報告。和她一起工作的工程師們有的也經歷過這次災難,還有的在1986年經歷過挑戰者號航天飛機爆炸。對于NASA的許多工程師來說,這些災難與許多成功任務一樣,都定義了他們的工作。每一次載人發射都有風險;每一次發射都是將生命置于危險之中。美國已經做好了再次進行定期載人發射的準備,但在這一努力背后的所有人,都永遠不會將安全飛行視為理所當然。

          如今,埃隆·馬斯克(Elon Musk)的SpaceX公司正在做著航天飛機曾經做過的工作。北京時間11月16日8時27分,SpaceX的龍飛船再次從佛羅里達州卡納維拉爾角的肯尼迪航天中心發射,飛船上有三名NASA宇航員和一名來自日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的宇航員。

          近10年前,NASA結束了長期的航天飛機計劃,開始了另一項計劃:利用私人公司代表NASA運送宇航員往返太空。今年早些時候,兩名NASA宇航員道格·赫爾利(Doug Hurley)和鮑勃·貝肯(Bob Behnken)的成功飛行成為龍飛船項目迄今為止最重要的里程碑。這是自2011年以來,NASA宇航員首次乘坐美國制造的飛船從美國發射,而不是乘坐俄羅斯制造的飛船從哈薩克斯坦發射。

          作為私營企業,如今的SpaceX公司對宇航員的安全負有前所未有的責任。隨著未來載人飛行的常態化,吸取航天飛機時代的經驗教訓并避免重蹈覆轍,便成為SpaceX最重要的任務之一。SpaceX公司的員工已經收到了好幾份簡報,內容是這兩起航天飛機事故的后果,包括14名宇航員的喪生;以及另外一起發生在阿波羅計劃期間的發射事故,導致3名宇航員喪生。他們從NASA的老員工那里已經了解到該機構所犯的各種錯誤,以及如何避免這些錯誤。妮可·喬丹表示,當新工程師加入這個項目時,他們會被安排參觀肯尼迪航天中心一個對公眾關閉的房間,里面陳列著航天飛機的殘骸。這會讓他們牢記自己工作的危險性。

          SpaceX公司表示,在龍飛船首次載人任務中,宇航員的降落過程并沒有出現險情,“沒有什么可擔心的”。不過,SpaceX還是決定為將來的任務重新設計部分隔熱罩。SpaceX還對太空艙的降落傘進行了調整,因為在墜落時,降落傘打開時的高度要比工程師預期的更靠近水面。此外,由于在起飛前的一次無人飛行任務中,獵鷹9號火箭的助推器出現問題,促使該公司更換了兩個引擎。

          與NASA工程師一樣,SpaceX的員工也非常清楚他們對這些宇航員的責任。當SpaceX公司負責人類航天項目的高級主管本吉·里德(Benji Reed)來到卡納維拉爾角時,他參觀了肯尼迪航天中心的七棵橡樹——每棵橡樹都代表著一位在挑戰者號上犧牲的宇航員。挑戰者號爆炸時,本吉·里德還在上六年級。對他來說,這些具有紀念意義的橡樹提醒著他這份工作的重要性。

          “這些人的生命掌握在我們手中;我們的飛船把他們送到太空,在那里逗留,如果他們需要的話還可以作為救生艇,然后把他們帶回家,與家人團聚,”本吉·里德說,“我們非常、非常認真地對待這件事情。”

          20世紀80年代初,在成功將十幾個宇航員送上月球后,美國將注意力轉向了距離地球更近的地方。NASA首次推出了航天飛機,目的是每周將宇航員送入軌道開展研究,并承擔部署衛星和最終組裝國際空間站的工作。在航天飛機首次亮相后的幾年里,每隔幾個月就有宇航員飛向天空——盡管沒有達到NASA預期的頻率,但已經使發射不再成為新聞頭條。為了再度喚起人們的興趣,也為了向國會表明這個項目值得投入更多的預算,NASA決定讓第一位非宇航員人士——一位教師——飛上太空。

          對宇航員來說,過度的宣傳使航天飛機看起來比實際上更安全。已退役的NASA宇航員喬治•尼爾森(George“Pinky”Nelson)說:“我們知道這是一件很冒險的事情。”在那十年中,尼爾森參與了三次航天飛機任務,包括挑戰者號失事前進行的第五次太空飛行任務(STS-41-C),以及事故發生兩年后舉行的第一次航天飛機任務(STS-26,也是發現號航天飛機的第七次太空飛行)。

          這次被稱為“教師飛行”的任務在1986年1月28日起飛一分鐘后便以悲劇告終。數千名觀眾,包括機組成員的家人和朋友,困惑而恐懼地盯著天空中彎彎曲曲的尾流。最終人們發現,這場災難的原因是火箭助推器內的橡膠圈在極冷的溫度下會變脆。NASA承包商莫頓·塞奧科公司(Morton Thiokol)的工程師們幾個月前就知道這個設計缺陷,并一次次在回收的當助推器中看到了這個缺陷。工程師們將這一信息告訴了NASA的管理人員,后者向上級發出警告,稱密封圈的損壞可能會導致“災難性的失敗”。項目經理甚至在發射前一晚的會議上提出了對密封圈的擔憂,當天恰好是1月份最冷的一天。然而,NASA高層官員否決了他們的建議,認為風險并不像工程師們的數據顯示的那么嚴重。

          挑戰者號事件后,宇航員改為穿著壓力服而不是連體服發射升空,NASA官員們也誓言不再重復之前的錯誤。許多年過去了,一切平安無事。前航天飛機項目經理兼飛行指揮韋恩•黑爾(Wayne Hale)還記得哥倫比亞號航天飛機升空前的“飛行準備評估”——最后一次飛行前召開的一次正式會議,管理人員將在會上決定航天飛機是否做好了發射準備。他在一篇文章中回憶道,房間里的氣氛“令人壓抑”。他說:“總體的印象是,人們不能對與自己無關或專業領域以外的話題提出質疑。”和挑戰者號一樣,哥倫比亞號的失敗也是由一個有充分證據證明的問題造成的,但NASA認為風險還不夠嚴重,因而未能及時解決這個問題。

          在11月16日的龍飛船發射之前,也進行了一次“飛行準備評估”,會議的過程卻完全不同——這是一種刻意避免過去錯誤的努力。“對于最近一直在處理的非常復雜的技術問題,我們進行了一些非常有益的討論,”負責監督該機構所有項目技術準備情況的NASA總工程師拉爾夫·羅(Ralph Roe)說,“我們互相提問,我們也在互相挑戰。”

          韋恩•黑爾和拉爾夫·羅都是在挑戰者號和哥倫比亞號期間工作過的NASA“老兵”,他們為SpaceX的工作人員做了多場講座,內容是NASA從航天飛機災難中學到了什么。“你不希望別人經歷你經歷過的事情,”拉爾夫·羅說道。

          盡管NASA資助了航天運輸系統,但SpaceX公司并不是NASA傳統的承包商。埃隆·馬斯克的工程師們從頭到尾設計了飛船,包括電腦上的飛行軟件和太空艙內的馬桶。任務控制中心位于加州霍桑的SpaceX的總部,公司的技術人員在那里自始至終地指導宇航員完成任務。對NASA來說,要適應這種安排——放棄對操作的控制權并學會信任SpaceX——并不容易。NASA商業太空飛行發展主管菲爾·麥卡利斯特(Phil McAlister)最近表示,NASA官員覺得他們“比任何人都知道如何進行太空飛行”。

          不過,NASA會判斷SpaceX的系統是否安全,其人員也可以介入。NASA的工程師與SpaceX的同行密切合作,并了解該公司最詳細的計劃。“你可以看到經過電子核對的工作指令和步驟;我們能看到他們寫下來的所有問題;我們可以看到他們的所有風險,”NASA任務負責人妮可·喬丹說。

          SpaceX的系統遠沒有航天飛機復雜。在發射后的緊急情況下,SpaceX的太空艙可以將自己推離火箭,飛向安全地帶,航天飛機則沒有這一選項。“我認為他們是在一個比航天飛機更安全的交通工具上,”退役航天飛機宇航員尼爾森說,“如果(航天飛機)出了問題,你就被困住了。沒有辦法逃生。”

          當然,載人航天飛行的風險仍然很大,困擾航天飛機計劃的許多壓力依然存在。“你永遠不會有足夠的錢,你永遠不會有足夠的時間,而且將會有比你想象的更多的技術挑戰,”拉爾夫·羅說,“重要的是你如何應對這些壓力?,F在回想起來,我們并沒有很好地處理這些壓力。”1986年,當工程師們以低溫問題為由敦促管理層推遲挑戰者號發射時,一位懊惱的官員脫口而出:“你們想讓我什么時候發射,明年4月?”今天,NASA和SpaceX的領導層經常說,他們只有準備好了才會發射。埃隆·馬斯克還延續了他的傳統,在發射前向全公司發送一封簡短的電子郵件,鼓勵那些認為火箭不應該發射的人發言。

          “我聽到我們的經理一再強調直言不諱的重要性,在準備好之前,我們不會發射。”喬丹說,“我真的相信,如果有人真的認為有什么地方不對,真的很擔心的話,他們會說出來。我無法想象有人會不聽。即使他們真的沒有聽,我也能想到很多把信息傳達出去的辦法。”

          隨著SpaceX進行的發射任務越來越多,公司內部也需要繼續保持這種緊迫感。航天飛機的災難已經向我們揭示,自滿可能是致命的。每一次成功的飛行都增強了NASA的信心,讓他們相信下一次飛行也會完美地展開。工程師們在多次飛行中注意到,在發射過程中,航天飛機外部燃料箱上的一些泡沫絕緣材料會脫落;在哥倫比亞號的最后一次飛行中,正是其中一些泡沫損壞了航天飛機的隔熱板,而在此之前,一切似乎都不重要。SpaceX的龍飛船是一個可能長達數年的項目的開端,它不僅搭載宇航員,也將搭載普通人。“一開始我并不擔心,這里的人非常關注安全,”韋恩·黑爾說,“但隨著時間的推移,我們需要確保對安全的重視不會消退。”

          人們可能會認為,在NASA上一次悲劇發生17年后,將人類送入太空的工作變得更容易、更安全、更可靠。畢竟,人類在50年前就將宇航員送到了遙遠的月球,而到達距離地球僅420公里的國際空間站無疑是一項更簡單的任務,尤其是在有像埃隆·馬斯克這樣才華橫溢、充滿動力的人擔任負責人的情況下。

          然而,現實并非如此。太空飛行和登月計劃一樣危險。航天機構和火箭公司必須相信他們可以突破人類成就的極限,但在鼓勵這種自信和讓這種自信影響判斷之間,存在著一條微妙的界線。

          馬斯克自己也深知這一點。“我不是一個很虔誠的人,”他在道格·赫爾利和鮑勃·本肯返回地球的那天告訴記者,“但我還是為那件事祈禱了。”在這個十年接近尾聲之時,SpaceX的任務看起來似乎只是例行公事,甚至可能沒有什么新聞價值。但對于那些從事太空事業的人來說,悲劇似乎并不是會不會發生的問題,而是何時發生的問題。

          “我不知道(悲?。粫谌ネ臻g站的時候發生,也不知道會不會在嘗試重返月球或前往火星的時候發生,”韋恩·黑爾說,“盡管我們很想阻止,但糟糕的日子總會再來。我們需要確保我們所做的一切值得付出這樣的代價。”

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