从航天飞机到龙飞船:SpaceX 接过 NASA 的冒险事业替补阴差

北京时间 11 月 18 日消息,替补阴差从今年 5 月到 8 月,美国太空探索技术公司(SpaceX)成功完成了龙飞船的首次载人任务,将宇航员送入太空并安全返回地球。从发射到进入轨道,再到飞船顺利抵达国际空间站,直到太空舱打开降落伞,承受着大气层巨大的冲击溅落在佛罗里达州海岸附近的水域,一切都是如此顺利。这场商业载人飞行首秀也开启了美国太空飞行的新时代。

然而,当技术人员后来近距离检查龙飞船舱体时,他们看到了一些不愿意看到的东西。在宇航员返程途中,保护太空舱穿越大气层的隔热板受到了严重侵蚀,其程度超出了 SpaceX 团队的预期。

当美国国家航空航天局(NASA)的工程师妮可 · 乔丹(Nicole Jordan)听到这个消息时,她颤抖了一下。她在 NASA 的同事也有同感。“他们颈后的毛发都竖起来了,”妮可 · 乔丹说,“每个人都明白问题的潜在严重性。”

2003 年,哥伦比亚号航天飞机在返回大气层时解体,机组人员丧生,当时妮可 · 乔丹还只是 NASA 的实习生。目前,她是 SpaceX 宇航员飞行支持项目的一名任务经理,5088音乐网在休斯顿的任务控制中心工作,她的必读材料之一便是哥伦比亚号失事后编写的事故报告。和她一起工作的工程师们有的也经历过这次灾难,还有的在 1986 年经历过挑战者号航天飞机爆炸。对于 NASA 的许多工程师来说,这些灾难与许多成功任务一样,都定义了他们的工作。每一次载人发射都有风险;每一次发射都是将生命置于危险之中。美国已经做好了再次进行定期载人发射的准备,但在这一努力背后的所有人,都永远不会将安全飞行视为理所当然。

如今,埃隆 · 马斯克(Elon Musk)的 SpaceX 公司正在做着航天飞机曾经做过的工作。北京时间 11 月 16 日 8 时 27 分,SpaceX 的龙飞船再次从佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心发射,飞船上有三名 NASA 宇航员和一名来自日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的宇航员。

近 10 年前,NASA 结束了长期的航天飞机计划,开始了另一项计划:利用私人公司代表 NASA 运送宇航员往返太空。今年早些时候,两名 NASA 宇航员道格 · 赫尔利(Doug Hurley)和鲍勃 · 贝肯(Bob Behnken)的成功飞行成为龙飞船项目迄今为止最重要的里程碑。这是自 2011 年以来,NASA 宇航员首次乘坐美国制造的飞船从美国发射,而不是乘坐俄罗斯制造的飞船从哈萨克斯坦发射。

作为私营企业,如今的 SpaceX 公司对宇航员的安全负有前所未有的责任。随着未来载人飞行的常态化,吸取航天飞机时代的经验教训并避免重蹈覆辙,便成为 SpaceX 最重要的任务之一。SpaceX 公司的员工已经收到了好几份简报,光荣使命反激活内容是这两起航天飞机事故的后果,包括 14 名宇航员的丧生;以及另外一起发生在阿波罗计划期间的发射事故,导致 3 名宇航员丧生。他们从 NASA 的老员工那里已经了解到该机构所犯的各种错误,以及如何避免这些错误。妮可 · 乔丹表示,当新工程师加入这个项目时,他们会被安排参观肯尼迪航天中心一个对公众关闭的房间,里面陈列着航天飞机的残骸。这会让他们牢记自己工作的危险性。

SpaceX 公司表示,在龙飞船首次载人任务中,宇航员的降落过程并没有出现险情,“没有什么可担心的”。不过,SpaceX 还是决定为将来的任务重新设计部分隔热罩。SpaceX 还对太空舱的降落伞进行了调整,因为在坠落时,降落伞打开时的高度要比工程师预期的更靠近水面。此外,由于在起飞前的一次无人飞行任务中,猎鹰 9 号火箭的助推器出现问题,促使该公司更换了两个引擎。

与 NASA 工程师一样,SpaceX 的员工也非常清楚他们对这些宇航员的责任。当 SpaceX 公司负责人类航天项目的高级主管本吉 · 里德(Benji Reed)来到卡纳维拉尔角时,他参观了肯尼迪航天中心的七棵橡树——每棵橡树都代表着一位在挑战者号上牺牲的宇航员。挑战者号爆炸时,青岛长荣场站本吉 · 里德还在上六年级。对他来说,这些具有纪念意义的橡树提醒着他这份工作的重要性。

“这些人的生命掌握在我们手中;我们的飞船把他们送到太空,在那里逗留,如果他们需要的话还可以作为救生艇,然后把他们带回家,与家人团聚,”本吉 · 里德说,“我们非常、非常认真地对待这件事情。”

20 世纪 80 年代初,在成功将十几个宇航员送上月球后,美国将注意力转向了距离地球更近的地方。NASA 首次推出了航天飞机,目的是每周将宇航员送入轨道开展研究,并承担部署卫星和最终组装国际空间站的工作。在航天飞机首次亮相后的几年里,每隔几个月就有宇航员飞向天空——尽管没有达到 NASA 预期的频率,但已经使发射不再成为5分3d新闻头条。为了再度唤起人们的兴趣,也为了向国会表明这个项目值得投入更多的预算,NASA 决定让第一位非宇航员人士——一位教师——飞上太空。

对宇航员来说,过度的宣传使航天飞机看起来比实际上更安全。已退役的 NASA 宇航员乔治 · 尼尔森(George“Pinky”Nelson)说:“我们知道这是一件很冒险的事情。”在那十年中,尼尔森参与了三次航天飞机任务,变异怪婴包括挑战者号失事前进行的第五次太空飞行任务(STS-41-C),以及事故发生两年后举行的第一次航天飞机任务(STS-26,也是发现号航天飞机的第七次太空飞行)。

这次被称为 “教师飞行”的任务在 1986 年 1 月 28 日起飞一分钟后便以悲剧告终。数千名观众,包括机组成员的家人和朋友,困惑而恐惧地盯着天空中弯弯曲曲的尾流。最终人们发现,这场灾难的原因是火箭助推器内的橡胶圈在极冷的温度下会变脆。NASA 承包商莫顿 · 塞奥科公司(Morton Thiokol)的工程师们几个月前就知道这个设计缺陷,并一次次在回收的当助推器中看到了这个缺陷。工程师们将这一信息告诉了 NASA 的管理人员,后者向上级发出警告,称密封圈的损坏可能会导致 “灾难性的失败”。项目经理甚至在发射前一晚的会议上提出了对密封圈的担忧,当天恰好是 1 月份最冷的一天。然而,NASA 高层官员否决了他们的建议,认为风险并不像工程师们的数据显示的那么严重。

挑战者号事件后,宇航员改为穿着压力服而不是连体服发射升空,NASA 官员们也誓言不再重复之前的错误。许多年过去了,一切平安无事。前航天飞机项目经理兼飞行指挥韦恩 · 黑尔(Wayne Hale)还记得哥伦比亚号航天飞机升空前的 “飞行准备评估”——最后一次飞行前召开的一次正式会议,管理人员将在会上决定航天飞机是否做好了发射准备。他在一篇文章中回忆道,房间里的气氛 “令人压抑”。他说:“总体的印象是,人们不能对与自己无关或专业领域以外的话题提出质疑。”和挑战者号一样,哥伦比亚号的失败也是由一个有充分证据证明的问题造成的,但 NASA 认为风险还不够严重,因而未能及时解决这个问题。

在 11 月 16 日的龙飞船发射之前,也进行了一次 “飞行准备评估”,会议的过程却完全不同——这是一种刻意避免过去错误的努力。“对于最近一直在处理的非常复杂的技术问题,我们进行了一些非常有益的讨论,”负责监督该机构所有项目技术准备情况的 NASA 总工程师拉尔夫 · 罗(Ralph Roe)说,“我们互相提问,我们也在互相挑战。”

韦恩 · 黑尔和拉尔夫 · 罗都是在挑战者号和哥伦比亚号期间工作过的 NASA“老兵”,他们为 SpaceX 的工作人员做了多场讲座,内容是 NASA 从航天飞机灾难中学到了什么。“你不希望别人经历你经历过的事情,”拉尔夫 · 罗说道。

尽管 NASA 资助了航天运输系统,但 SpaceX 公司并不是 NASA 传统的承包商。埃隆 · 马斯克的工程师们从头到尾设计了飞船,包括电脑上的飞行软件和太空舱内的马桶。任务控制中心位于加州霍桑的 SpaceX 的总部,公司的技术人员在那里自始至终地指导宇航员完成任务。对 NASA 来说,要适应这种安排——放弃对操作的控制权并学会信任 SpaceX——并不容易。NASA 商业太空飞行发展主管菲尔 · 麦卡利斯特(Phil McAlister)最近表示,NASA 官员觉得他们 “比任何人都知道如何进行太空飞行”。

不过,NASA 会判断 SpaceX 的系统是否安全,其人员也可以介入。NASA 的工程师与 SpaceX 的同行密切合作,并了解该公司最详细的计划。“你可以看到经过电子核对的工作指令和步骤;我们能看到他们写下来的所有问题;我们可以看到他们的所有风险,”NASA 任务负责人妮可 · 乔丹说。

SpaceX 的系统远没有航天飞机复杂。在发射后的紧急情况下,SpaceX 的太空舱可以将自己推离火箭,飞向安全地带,航天飞机则没有这一选项。“我认为他们是在一个比航天飞机更安全的交通工具上,”退役航天飞机宇航员尼尔森说,“如果(航天飞机)出了问题,你就被困住了。没有办法逃生。”

当然,载人航天飞行的风险仍然很大,困扰航天飞机计划的许多压力依然存在。“你永远不会有足够的钱,你永远不会有足够的时间,而且将会有比你想象的更多的技术挑战,”拉尔夫 · 罗说,“重要的是你如何应对这些压力。现在回想起来,我们并没有很好地处理这些压力。”1986 年,当工程师们以低温问题为由敦促管理层推迟挑战者号发射时,一位懊恼的官员脱口而出:“你们想让我什么时候发射,明年 4 月?”今天,NASA 和 SpaceX 的领导层经常说,他们只有准备好了才会发射。埃隆 · 马斯克还延续了他的传统,在发射前向全公司发送一封简短的电子邮件,鼓励那些认为火箭不应该发射的人发言。

“我听到我们的经理一再强调直言不讳的重要性,在准备好之前,我们不会发射。”乔丹说,“我真的相信,如果有人真的认为有什么地方不对,真的很担心的话,他们会说出来。我无法想象有人会不听。即使他们真的没有听,我也能想到很多把信息传达出去的办法。”

随着 SpaceX 进行的发射任务越来越多,公司内部也需要继续保持这种紧迫感。航天飞机的灾难已经向我们揭示,自满可能是致命的。每一次成功的飞行都增强了 NASA 的信心,让他们相信下一次飞行也会完美地展开。工程师们在多次飞行中注意到,在发射过程中,航天飞机外部燃料箱上的一些泡沫绝缘材料会脱落;在哥伦比亚号的最后一次飞行中,正是其中一些泡沫损坏了航天飞机的隔热板,而在此之前,一切似乎都不重要。SpaceX 的龙飞船是一个可能长达数年的项目的开端,它不仅搭载宇航员,也将搭载普通人。“一开始我并不担心,这里的人非常关注安全,”韦恩 · 黑尔说,“但随着时间的推移,我们需要确保对安全的重视不会消退。”

人们可能会认为,在 NASA 上一次悲剧发生 17 年后,将人类送入太空的工作变得更容易、更安全、更可靠。毕竟,人类在 50 年前就将宇航员送到了遥远的月球,而到达距离地球仅 420 公里的国际空间站无疑是一项更简单的任务,尤其是在有像埃隆 · 马斯克这样才华横溢、充满动力的人担任负责人的情况下。

然而,现实并非如此。太空飞行和登月计划一样危险。航天机构和火箭公司必须相信他们可以突破人类成就的极限,但在鼓励这种自信和让这种自信影响判断之间,存在着一条微妙的界线。

马斯克自己也深知这一点。“我不是一个很虔诚的人,”他在道格 · 赫尔利和鲍勃 · 本肯返回地球的那天告诉记者,“但我还是为那件事祈祷了。”在这个十年接近尾声之时,SpaceX 的任务看起来似乎只是例行公事,甚至可能没有什么5分3d新闻价值。但对于那些从事太空事业的人来说,悲剧似乎并不是会不会发生的问题,而是何时发生的问题。

“我不知道(悲剧)会不会在去往空间站的时候发生,也不知道会不会在尝试重返月球或前往火星的时候发生,”韦恩 · 黑尔说,“尽管我们很想阻止,但糟糕的日子总会再来。我们需要确保我们所做的一切值得付出这样的代价。”