中新網(wǎng)6月24日電據(jù)南方周末報道，在哥倫比亞號航天飛機(jī)失事后的4個半月中，事故調(diào)查人員竭盡全力從德克薩斯等地找回了絕大部分能找到的殘骸，收集了許多目擊者的證詞和影像資料。然而他們還是無法確定是什么造成了哥倫比亞號在重返大氣層時的解體。6月6日，在地面進(jìn)行的一項(xiàng)重要實(shí)驗(yàn)表明，航天飛機(jī)外貯箱上脫落的一塊泡沫材料對航天飛機(jī)的撞擊———正如人們先前懷疑的那樣———可能最終造成了這一悲劇。
撞擊實(shí)驗(yàn)
作為目前最可能的假說，“泡沫撞擊說”在航天飛機(jī)失事之后立即就被提了出來，但是調(diào)查人員不清楚一塊手提箱大小的泡沫到底能不能撞壞航天飛機(jī)。上個月，隨著越來越多的證據(jù)指向哥倫比亞號左翼損壞的防熱瓦，哥倫比亞號事故調(diào)查委員會決定安排一次模擬實(shí)驗(yàn)，確定外貯箱表面的泡沫材料是否有損傷防熱瓦的能力。
6月6日，實(shí)驗(yàn)在德克薩斯州圣安東尼奧的西南研究院進(jìn)行。選擇在這個非營利性質(zhì)的多學(xué)科研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是因?yàn)槲髂涎芯吭簱碛羞m當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)裝置：氮?dú)馀凇５獨(dú)馀谑怯脕硌芯盔B類對飛行器撞擊的裝置，因?yàn)槊磕甓紩幸恍┑姑沟镍B撞到飛機(jī)的機(jī)身或者發(fā)動機(jī)。工程師造出了以壓縮的氮?dú)庾鳛橥七M(jìn)動力的發(fā)射裝置，朝實(shí)驗(yàn)飛機(jī)發(fā)射一些活雞“炮彈”。讓飛機(jī)運(yùn)動和讓雞運(yùn)動造成的效果是一樣的。利用這種裝置，工程師研究鳥類的撞擊可能會對飛機(jī)產(chǎn)生什么影響。不過這次，氮?dú)馀诎l(fā)射的不是活雞，而是一塊航天飛機(jī)外貯箱上的泡沫材料。
被撞擊的防熱瓦也是貨真價實(shí)的材料。為了保證實(shí)驗(yàn)更加真實(shí)，調(diào)查人員取來了發(fā)現(xiàn)號航天飛機(jī)上相應(yīng)部位的防熱瓦——這些防熱瓦已經(jīng)跟隨發(fā)現(xiàn)號飛行了30次以上，與哥倫比亞號上的防熱瓦大致相同。
當(dāng)航天飛機(jī)重返大氣層的時候，機(jī)身與大氣分子磨擦產(chǎn)生高熱。為了保護(hù)航天飛機(jī)的鋁質(zhì)結(jié)構(gòu)不被高溫破壞，需要在機(jī)身受熱部位放置防熱瓦。機(jī)身不同部位使用不同的防熱瓦，這是因?yàn)橹胤荡髿鈱訒r機(jī)身的受熱不均勻。這次實(shí)驗(yàn)的防熱瓦是位于航天飛機(jī)左翼前緣的強(qiáng)化碳—碳復(fù)合材料防熱瓦(RCC)。強(qiáng)化碳防熱瓦的橫截面呈“U”形，它能經(jīng)受超過1200攝氏度高溫的考驗(yàn)，是整個航天飛機(jī)防熱系統(tǒng)中最耐熱的材料之一。
在眾目睽睽下，調(diào)查人員給氮?dú)馀谘b填了一塊0.76公斤的正方形泡沫，并把它以每小時843公里的速度發(fā)射了出去。泡沫撞到強(qiáng)化碳防熱瓦之后立即變成了一團(tuán)細(xì)小的碎片——正如哥倫比亞號發(fā)射時遇到的情形。在距離實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)近50米處的人們似乎看不出防熱瓦有什么變化，但是近距離的觀察顯示，一條裂縫貫穿了防熱瓦的截面。隨后，工程師還發(fā)現(xiàn)，用于密封兩個強(qiáng)化碳防熱瓦之間縫隙的“T”形封條也被損壞了。
哥倫比亞號事故調(diào)查委員會的哈博德(ScottHubbard)評論說，“這是我們擁有的第一個證據(jù)，即與事故中觀察到的體積相仿的泡沫，確實(shí)可以撕裂和損壞一片強(qiáng)化碳防熱瓦。”
盡管委員會在隨后的新聞發(fā)布會上強(qiáng)調(diào)“還沒有得出任何最終結(jié)論，且尚未確定導(dǎo)致航天飛機(jī)及其乘員遇難的原因”，這個實(shí)驗(yàn)仍然十分重要。因?yàn)樗砻髁伺菽_實(shí)可能成為威脅航天飛機(jī)的“危險分子”，再加上此前獲得的其他證據(jù)，一個哥倫比亞號失事的完整過程開始顯現(xiàn)。3月19日找到的數(shù)據(jù)記錄儀。
過熱的左翼
2月1日，在哥倫比亞號失事的幾十分鐘后，一條關(guān)于航天飛機(jī)曾經(jīng)被泡沫擊中的消息引起了人們的注意。其實(shí)，這并不是一條新聞。在哥倫比亞號重返地面前一天的新聞發(fā)布會上，飛行指揮凱因(LeroyCain)就提到了泡沫問題。
所謂泡沫，是指航天飛機(jī)外貯箱最外層的材料。外貯箱里盛滿了低溫液態(tài)氫和液態(tài)氧。如果讓鋁質(zhì)的外貯箱裸露，那么它的表面就會大量結(jié)冰，并影響發(fā)射。于是工程師在外貯箱上覆蓋了一層數(shù)十厘米厚的表面呈橘紅色的泡沫塑料，起到隔熱和防止結(jié)冰的作用。
在最初公布的錄像上，人們可以看到在航天飛機(jī)升空81.7秒后，一個模糊的小塊物質(zhì)———大約有手提箱大小的泡沫———從外貯箱上脫落，隨后撞上航天飛機(jī)的左翼，立刻化成了一團(tuán)霧狀的碎片。
但是當(dāng)時凱因認(rèn)為，泡沫不會成為一個致命的因素。“工程師們非常仔細(xì)地檢查了關(guān)于左翼上防熱瓦的情況，”凱因在新聞發(fā)布會上說，“我們沒有改變軌道設(shè)計(jì)的任何特點(diǎn)，那將是一條正常、標(biāo)準(zhǔn)的軌道。”
在事故發(fā)生后的幾天里，NASA并沒有把泡沫的撞擊作為他們關(guān)注的焦點(diǎn)。在2月5日舉行的新聞發(fā)布會上，航天飛機(jī)計(jì)劃的主管迪特摩爾(RonaldDittemore)特意向記者展示了一塊航天飛機(jī)外貯箱泡沫的樣品。他介紹說，通過計(jì)算機(jī)模型的計(jì)算，那塊以每小時511公里的速度撞上航天飛機(jī)左翼的泡沫，即使會造成防熱瓦的損傷，也不會導(dǎo)致整個航天飛機(jī)失事。
此時，調(diào)查人員只能從航天飛機(jī)的遙測信號入手，了解飛行的最后幾分鐘到底發(fā)生了什么。他們發(fā)現(xiàn)，在航天飛機(jī)解體前8分鐘，數(shù)據(jù)顯示出航天飛機(jī)的左起落架艙和機(jī)身左側(cè)溫度開始升高———盡管升高的溫度與機(jī)身表面上千度的高溫相比微不足道。與此同時，航天飛機(jī)的左翼的阻力開始增大。在自動駕駛儀的控制下，航天飛機(jī)的一些控制姿態(tài)的火箭啟動，試圖抵消左翼阻力增大的影響。在隨后的幾分鐘里，阻力不斷增大，最后到了自動駕駛儀無法控制的程度，航天飛機(jī)出現(xiàn)翻滾、解體。
但是調(diào)查人員還不知道到底是什么造成了溫度上升和阻力增加。迪特摩爾承認(rèn)，那有可能是因?yàn)楹教祜w機(jī)左翼的防熱瓦損壞造成的。
兩個轉(zhuǎn)折點(diǎn)
2月8日，來自軍方的一條消息引起了調(diào)查者的注意。根據(jù)軍方的雷達(dá)數(shù)據(jù)顯示，在哥倫比亞號發(fā)射升空24小時之后，似乎有一個小物體以每秒5米的速度緩慢離開了航天飛機(jī)。
但是最初調(diào)查人員不能確定這個小物體到底是什么，它可能是一片防熱瓦的碎片，也可能是航天飛機(jī)排除的廢水———航天飛機(jī)上的廢水會定期排放到太空里。廢水結(jié)成了冰，在雷達(dá)屏幕上也會顯示出形狀。
為了確定這個“神秘的物體”到底是什么，調(diào)查人員比較了航天飛機(jī)各種零件在雷達(dá)屏幕上的形狀。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，最有可能符合雷達(dá)圖像的物體是強(qiáng)化碳防熱瓦，或者連接強(qiáng)化碳防熱瓦和航天飛機(jī)底部防熱瓦的一個部件。
這一發(fā)現(xiàn)表明，航天飛機(jī)的左翼確實(shí)有可能在重新進(jìn)入大氣層前就損壞了，脫落的防熱瓦為熾熱的等離子氣流提供了一個入侵通道。
事故調(diào)查的另一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)發(fā)生在3月19日。這一天，調(diào)查人員經(jīng)歷了一個多月拉網(wǎng)式搜索之后，在德克薩斯州找到了航天飛機(jī)上的一個數(shù)據(jù)記錄儀。
這個記錄儀連接著航天飛機(jī)上700多個傳感器，它們分別測量溫度、壓力、形變、加速度等參數(shù)。令調(diào)查人員驚喜的是，這個記錄儀外觀大致完好，其內(nèi)部的數(shù)據(jù)也可能是完好的。
記錄儀立即被送往專業(yè)的數(shù)據(jù)恢復(fù)公司。在那里，記錄儀的磁帶經(jīng)過仔細(xì)的清洗和干燥，數(shù)據(jù)被完整地復(fù)制了出來。調(diào)查人員發(fā)現(xiàn)，這個記錄儀在地面的遙測信號中斷之后，繼續(xù)記錄了14秒的傳感器數(shù)據(jù)。
記錄儀的數(shù)據(jù)為調(diào)查工作再現(xiàn)了一個更清晰的情景。在哥倫比亞號重返大氣層之后的5分鐘，也就是東部時間8時49分，熾熱的等離子氣體開始通過航天飛機(jī)左翼前緣———或許是從6號到9號強(qiáng)化碳防熱瓦之間的某處———進(jìn)入機(jī)翼內(nèi)部。這一事件比地面遙測數(shù)據(jù)顯示的早了3分鐘。
因果事件
隨著調(diào)查的進(jìn)行，列在哥倫比亞號事故調(diào)查委員會名單上的一些假說被排除了。4月20日，根據(jù)新找到的數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)及其他證據(jù)，委員會把事故假說縮小到了2個。5月6日，委員會接受了由NASA提出的事故假說，并把它作為此后調(diào)查的主要著眼點(diǎn)。
5月8日，調(diào)查委員會在西南研究院首次進(jìn)行了泡沫轟擊防熱瓦的實(shí)驗(yàn)。這次實(shí)驗(yàn)使用了企業(yè)號———航天飛機(jī)的原型機(jī)———上的玻璃纖維防熱瓦。結(jié)果防熱瓦和固定防熱瓦的“T”形封條顯示出了一些損壞的跡象。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果促成了6月6日用貨真價實(shí)的強(qiáng)化碳防熱瓦進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。
現(xiàn)在看來，盡管還有一些細(xì)節(jié)問題沒有得到解決，例如泡沫撞擊航天飛機(jī)左翼的準(zhǔn)確位置，到底是強(qiáng)化碳防熱瓦還是“T”形封條遭到了破壞等等，但是哥倫比亞號失事的整個故事已經(jīng)顯現(xiàn)了出來：發(fā)射后81.7秒，一塊從外貯箱上脫落的泡沫撞上了哥倫比亞號左翼前緣，使得防熱瓦或者封條出現(xiàn)損壞。但是直到升空之后的一天，損壞的部件才從機(jī)翼脫離。兩個星期后，哥倫比亞號返回地面。在返回過程中，熾熱的等離子氣體沿著左翼破損的區(qū)域進(jìn)入哥倫比亞號，損壞了內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致了它的失事。
哥倫比亞號的命運(yùn)可能在發(fā)射后的幾十秒就被決定了。根據(jù)目前公布的情況，即使NASA認(rèn)識到了損害的嚴(yán)重性，也未必有能力拯救哥倫比亞號和它的7位宇航員。
事故調(diào)查委員會的工作已經(jīng)接近尾聲，在下個月的晚些時候它將公布調(diào)查報告。NASA的奧基夫局長宣布，以后的航天飛機(jī)發(fā)射都將在白天進(jìn)行，這樣就有機(jī)會從各個角度拍攝升空時的高分辨率影像。然而，剩下的3架航天飛機(jī)的命運(yùn)仍然是個未知數(shù)，至少在報告公布之前以及公布之后相當(dāng)長的一段時間里，不會有任何航天飛機(jī)重返太空�？履�
