中新網(wǎng)6月24日電據南方周末報道，在哥倫比亞號航天飛機失事后的4個(gè)半月中，事故調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(wú)法確定是什么造成了哥倫比亞號在重返大氣層時(shí)的解體。6月6日，在地面進(jìn)行的一項重要實(shí)驗表明，航天飛機外貯箱上脫落的一塊泡沫材料對航天飛機的撞擊———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
作為目前最可能的假說(shuō)，“泡沫撞擊說(shuō)”在航天飛機失事之后立即就被提了出來(lái)，但是調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。上個(gè)月，隨著(zhù)越來(lái)越多的證據指向哥倫比亞號左翼?yè)p壞的防熱瓦，哥倫比亞號事故調查委員會(huì )決定安排一次模擬實(shí)驗，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(gè)非營(yíng)利性質(zhì)的多學(xué)科研究機構進(jìn)行實(shí)驗，是因為西南研究院擁有適當的實(shí)驗裝置：氮氣炮。氮氣炮是用來(lái)研究鳥(niǎo)類(lèi)對飛行器撞擊的裝置，因為每年都會(huì )有一些倒霉的鳥(niǎo)撞到飛機的機身或者發(fā)動(dòng)機。工程師造出了以壓縮的氮氣作為推進(jìn)動(dòng)力的發(fā)射裝置，朝實(shí)驗飛機發(fā)射一些活雞“炮彈”。讓飛機運動(dòng)和讓雞運動(dòng)造成的效果是一樣的。利用這種裝置，工程師研究鳥(niǎo)類(lèi)的撞擊可能會(huì )對飛機產(chǎn)生什么影響。不過(guò)這次，氮氣炮發(fā)射的不是活雞，而是一塊航天飛機外貯箱上的泡沫材料。
被撞擊的防熱瓦也是貨真價(jià)實(shí)的材料。為了保證實(shí)驗更加真實(shí)，調查人員取來(lái)了發(fā)現號航天飛機上相應部位的防熱瓦——這些防熱瓦已經(jīng)跟隨發(fā)現號飛行了30次以上，與哥倫比亞號上的防熱瓦大致相同。
當航天飛機重返大氣層的時(shí)候，機身與大氣分子磨擦產(chǎn)生高熱。為了保護航天飛機的鋁質(zhì)結構不被高溫破壞，需要在機身受熱部位放置防熱瓦。機身不同部位使用不同的防熱瓦，這是因為重返大氣層時(shí)機身的受熱不均勻。這次實(shí)驗的防熱瓦是位于航天飛機左翼前緣的強化碳—碳復合材料防熱瓦(RCC)。強化碳防熱瓦的橫截面呈“U”形，它能經(jīng)受超過(guò)1200攝氏度高溫的考驗，是整個(gè)航天飛機防熱系統中最耐熱的材料之一。
在眾目睽睽下，調查人員給氮氣炮裝填了一塊0.76公斤的正方形泡沫，并把它以每小時(shí)843公里的速度發(fā)射了出去。泡沫撞到強化碳防熱瓦之后立即變成了一團細小的碎片——正如哥倫比亞號發(fā)射時(shí)遇到的情形。在距離實(shí)驗地點(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(guān)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，用于密封兩個(gè)強化碳防熱瓦之間縫隙的“T”形封條也被損壞了。
哥倫比亞號事故調查委員會(huì )的哈博德(ScottHubbard)評論說(shuō)，“這是我們擁有的第一個(gè)證據，即與事故中觀(guān)察到的體積相仿的泡沫，確實(shí)可以撕裂和損壞一片強化碳防熱瓦�！�
盡管委員會(huì )在隨后的新聞發(fā)布會(huì )上強調“還沒(méi)有得出任何最終結論，且尚未確定導致航天飛機及其乘員遇難的原因”，這個(gè)實(shí)驗仍然十分重要。因為它表明了泡沫確實(shí)可能成為威脅航天飛機的“危險分子”，再加上此前獲得的其他證據，一個(gè)哥倫比亞號失事的完整過(guò)程開(kāi)始顯現。3月19日找到的數據記錄儀。
過(guò)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(huì )上，飛行指揮凱因(LeroyCain)就提到了泡沫問(wèn)題。
所謂泡沫，是指航天飛機外貯箱最外層的材料。外貯箱里盛滿(mǎn)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(huì )大量結冰，并影響發(fā)射。于是工程師在外貯箱上覆蓋了一層數十厘米厚的表面呈橘紅色的泡沫塑料，起到隔熱和防止結冰的作用。
在最初公布的錄像上，人們可以看到在航天飛機升空81.7秒后，一個(gè)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，隨后撞上航天飛機的左翼，立刻化成了一團霧狀的碎片。
但是當時(shí)凱因認為，泡沫不會(huì )成為一個(gè)致命的因素�！肮こ處焸兎浅Ｗ屑毜貦z查了關(guān)于左翼上防熱瓦的情況，”凱因在新聞發(fā)布會(huì )上說(shuō)，“我們沒(méi)有改變軌道設計的任何特點(diǎn)，那將是一條正常、標準的軌道�！�
在事故發(fā)生后的幾天里，NASA并沒(méi)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(huì )上，航天飛機計劃的主管迪特摩爾(RonaldDittemore)特意向記者展示了一塊航天飛機外貯箱泡沫的樣品。他介紹說(shuō)，通過(guò)計算機模型的計算，那塊以每小時(shí)511公里的速度撞上航天飛機左翼的泡沫，即使會(huì )造成防熱瓦的損傷，也不會(huì )導致整個(gè)航天飛機失事。
此時(shí)，調查人員只能從航天飛機的遙測信號入手，了解飛行的最后幾分鐘到底發(fā)生了什么。他們發(fā)現，在航天飛機解體前8分鐘，數據顯示出航天飛機的左起落架艙和機身左側溫度開(kāi)始升高———盡管升高的溫度與機身表面上千度的高溫相比微不足道。與此同時(shí)，航天飛機的左翼的阻力開(kāi)始增大。在自動(dòng)駕駛儀的控制下，航天飛機的一些控制姿態(tài)的火箭啟動(dòng)，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(dòng)駕駛儀無(wú)法控制的程度，航天飛機出現翻滾、解體。
但是調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，那有可能是因為航天飛機左翼的防熱瓦損壞造成的。
兩個(gè)轉折點(diǎn)
2月8日，來(lái)自軍方的一條消息引起了調查者的注意。根據軍方的雷達數據顯示，在哥倫比亞號發(fā)射升空24小時(shí)之后，似乎有一個(gè)小物體以每秒5米的速度緩慢離開(kāi)了航天飛機。
但是最初調查人員不能確定這個(gè)小物體到底是什么，它可能是一片防熱瓦的碎片，也可能是航天飛機排除的廢水———航天飛機上的廢水會(huì )定期排放到太空里。廢水結成了冰，在雷達屏幕上也會(huì )顯示出形狀。
為了確定這個(gè)“神秘的物體”到底是什么，調查人員比較了航天飛機各種零件在雷達屏幕上的形狀。結果發(fā)現，最有可能符合雷達圖像的物體是強化碳防熱瓦，或者連接強化碳防熱瓦和航天飛機底部防熱瓦的一個(gè)部件。
這一發(fā)現表明，航天飛機的左翼確實(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(gè)入侵通道。
事故調查的另一個(gè)轉折點(diǎn)發(fā)生在3月19日。這一天，調查人員經(jīng)歷了一個(gè)多月拉網(wǎng)式搜索之后，在德克薩斯州找到了航天飛機上的一個(gè)數據記錄儀。
這個(gè)記錄儀連接著(zhù)航天飛機上700多個(gè)傳感器，它們分別測量溫度、壓力、形變、加速度等參數。令調查人員驚喜的是，這個(gè)記錄儀外觀(guān)大致完好，其內部的數據也可能是完好的。
記錄儀立即被送往專(zhuān)業(yè)的數據恢復公司。在那里，記錄儀的磁帶經(jīng)過(guò)仔細的清洗和干燥，數據被完整地復制了出來(lái)。調查人員發(fā)現，這個(gè)記錄儀在地面的遙測信號中斷之后，繼續記錄了14秒的傳感器數據。
記錄儀的數據為調查工作再現了一個(gè)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(shí)間8時(shí)49分，熾熱的等離子氣體開(kāi)始通過(guò)航天飛機左翼前緣———或許是從6號到9號強化碳防熱瓦之間的某處———進(jìn)入機翼內部。這一事件比地面遙測數據顯示的早了3分鐘。
因果事件
隨著(zhù)調查的進(jìn)行，列在哥倫比亞號事故調查委員會(huì )名單上的一些假說(shuō)被排除了。4月20日，根據新找到的數據記錄儀的數據及其他證據，委員會(huì )把事故假說(shuō)縮小到了2個(gè)。5月6日，委員會(huì )接受了由NASA提出的事故假說(shuō)，并把它作為此后調查的主要著(zhù)眼點(diǎn)。
5月8日，調查委員會(huì )在西南研究院首次進(jìn)行了泡沫轟擊防熱瓦的實(shí)驗。這次實(shí)驗使用了企業(yè)號———航天飛機的原型機———上的玻璃纖維防熱瓦。結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)驗結果促成了6月6日用貨真價(jià)實(shí)的強化碳防熱瓦進(jìn)行的實(shí)驗。
現在看來(lái)，盡管還有一些細節問(wèn)題沒(méi)有得到解決，例如泡沫撞擊航天飛機左翼的準確位置，到底是強化碳防熱瓦還是“T”形封條遭到了破壞等等，但是哥倫比亞號失事的整個(gè)故事已經(jīng)顯現了出來(lái)：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損壞。但是直到升空之后的一天，損壞的部件才從機翼脫離。兩個(gè)星期后，哥倫比亞號返回地面。在返回過(guò)程中，熾熱的等離子氣體沿著(zhù)左翼破損的區域進(jìn)入哥倫比亞號，損壞了內部結構，最終導致了它的失事。
哥倫比亞號的命運可能在發(fā)射后的幾十秒就被決定了。根據目前公布的情況，即使NASA認識到了損害的嚴重性，也未必有能力拯救哥倫比亞號和它的7位宇航員。
事故調查委員會(huì )的工作已經(jīng)接近尾聲，在下個(gè)月的晚些時(shí)候它將公布調查報告。NASA的奧基夫局長(cháng)宣布，以后的航天飛機發(fā)射都將在白天進(jìn)行，這樣就有機會(huì )從各個(gè)角度拍攝升空時(shí)的高分辨率影像。然而，剩下的3架航天飛機的命運仍然是個(gè)未知數，至少在報告公布之前以及公布之后相當長(cháng)的一段時(shí)間里，不會(huì )有任何航天飛機重返太空�？履�
