美国"挑战者"的资料(爆炸的哪次)

美国挑战者号爆炸资料~

1月28日的发射与失败

起飞与最初的上升
以下关于事故的分析基于实时遥测数据、摄影分析，以及航天飞机与任务控制中心的语音通讯副本产生。[6]发射后的所有时间信息都以秒给出，叙述的每项事件都与从最接近仪表事件取得的遥测时间码一致。[7]
在升空前6.6秒，三部航天飞机主引擎（SSME）点火。为了应对发射的临时中断，SSME可在火箭离开地面前安全地关闭。在起飞时间点时（T=0，为美国东部时间当日11:38:00.010），三部SSME达到了100%的效能率，并在计算机控制下提高到104%，在此时，两部SRB点火，火箭挣脱了固定用的紧固螺栓，从发射台开始上升。随着火箭的第一次垂直动作，氢气排放臂从外部舱收回，但没有成功锁上。但通过对发射台摄像机记录视频的回放，发现排放臂此后没有重新接触到船体，因而将它作为对事故有影响因素的猜想可排除。[7]发射后对发射台的检查也显示出4颗紧固螺栓的反冲弹簧遗失了，但这也被排除了。
下一个发射时的视频回放点显示，在T+0.678时，一股黑灰色的烟雾从右侧SRB尾部靠近连接该部件与外部舱的支架处喷出，大约在T+2.733时烟雾不再喷出。烟雾最后可见的时刻位于T+3.375。后来确定这些烟雾是由右侧SRB部件尾部接缝的开合引发的。助推器的外壳在点火产生的压力下有所膨胀，作为膨胀的结果，外壳的金属部分崩离了其他的部分，打开了一个泄漏温度高达华氏5,000度（摄氏2,760度）气体的裂缝。主O型环是设计用于封闭该裂缝，但在过低的温度下它没能在第一时间内密封住，而副O型环又因为金属部分的崩离而偏离了原有位置。这样就没有可阻碍气体逸出的障碍了，两个O型环在大约70度的范围内都被气化了。然而，固体燃料燃烧产生的氧化铝封闭了损坏的接缝，在明火冲出裂缝前临时替代了O型环的密封作用。
在火箭离开发射塔后，SSME以最大效能的104%运行，控制权从位于肯尼迪中心的发射控制中心（LCC）移交到了休斯敦的任务控制中心（MCC）。为了预防空气动力拆散航天飞机，在T+28时SSME开始降低功率以减小航天飞机在密度较大的低空大气中的速度。在T+35.379时，SSME已低于计划的65%效能。5秒后，在5800米（19,000英尺）的位置时，挑战者号突破了音障。在T+51.860时，SSME重新回到104%的效能，火箭也已接近最大Q值（Max Q）：飞行物能承受的最大气动压力。
烟羽
正当航天飞机达到最大Q值时，它遭遇了航天飞机程序记录中最强烈的风切变。
在T+58.788时，一台追踪摄像机捕捉到了右侧SRB靠近尾部支架处出现的烟羽（plume）。当时挑战者号与地面的休斯敦对此都还不知情，但可燃气体已从右侧SRB的一个接缝处开始泄漏出来。风切变的力量粉碎了替代损坏O型环的氧化物密封层，移除了阻碍明火从接缝处泄漏出来的最后一个屏障。在一秒内，烟羽变得明显并剧烈。由于密封失效的接缝处迅速扩大的裂缝，右侧SRB的内压开始减小，在T+60.238时，已可在视觉上观察到从接缝处逸出的火焰，同时开始灼烧外部舱。[6]
在T+64.660时，烟羽突然改变了形状，这表明尾部燃料舱的液氢舱开始出现泄漏。在电脑控制下，主引擎的喷嘴开始绕枢轴进行转动，试图补偿助推器产生冲力导致的不平衡。在T+66.764时，航天飞机外部液氢舱的压力开始下降，显现出了泄漏所导致的影响。[6]
对宇航员与飞行控制员来说，这个阶段的情形看上去似乎还是正常的。在T+68时，太空舱通讯员（CAPCOM）通知宇航员们“执行加速”，机长迪克·斯科比确认了这个呼叫。他的响应是：“收到，执行加速”，这句话是挑战者号空对地回路的最后一次通讯。

航天器解体

在T+72.284时，右侧SRB部件似乎已从与外部舱连接的尾部支架上扯落。事后从遥测数据的分析显示，在T+72.525时，航天飞机右侧有突然的加速，宇航员们也可能感觉到：船员舱记录器最后的状态记录是在加速后半秒钟时，驾驶员麦克·史密斯发出了「嗯噢」的叫声。史密斯可能也感觉到了主引擎异常表现的徵兆，或是外部燃料舱压力的下降。
在T+73.124时，舰尾拱顶的液氢燃料舱发生故障，产生的一股推力将液氢舱推挤入了上端的液氧舱；与此同时，右侧的SRB绕着支架向上转动，并且撞击到了内部燃料舱结构。
在T+73.162时，太空梭在14.6千米（48,000英呎）的高度上开始解体。[9]伴随著外部燃料舱的瓦解，挑战者号在气流的冲击下改变了正常的方向，并在异常的气体动力产生20g——远超过设计极限的——负载系数下立刻被撕裂开来。
两架SRB则因能承受更大的空气动力负载，在从外部舱分离后还继续进行了37秒钟的失控动力飞行。SRB的外壳由12.7毫米（半英寸）厚的钢板构成，比航天飞机与外部燃料舱更为坚固；因此两架SRB在太空梭解体时得以幸免，即使导致挑战者号毁灭的SRB接缝烧穿对右侧SRB的影响依然存在。SRB在其于大气层的烧蚀过程中损坏。

根据调查这一事故的总统委员会的报告，爆炸是一个O型封环失效所致。这个封环位于右侧固体火箭推进器的两个低层部件之间。失效的封环使炽热的气体点燃了外部燃料罐中的燃料。由于发射时天气情况不佳，气温很低，导致O型封环在低温下失效而发生事故。尽管在发射前夕有些工程师警告不要在冷天发射，但是由于发射已被推迟了5次，所以警告未能引起重视。

挑战者号航天飞机（STS Challenger STA-099/OV-099）是美国国家航空航天局（NASA）肯尼迪太空中心旗下的一架航天飞机。1983年开始被用在轨道载具（Orbiter Vehicle）用途，但不幸在1986年时于任务中爆炸坠毁。

挑战者号航天飞机（STS Challenger，STS是太空运输系统Space Transportation System的缩写，是美国官方对于航天飞机这种设备的正式称呼）是美国航空太空总署（NASA）旗下正式使用的第二架航天飞机。开发初期原本是被作为高拟真结构测试体（high-fidelity Structural Test Article，因此初期机身代号为STA-099），但在挑战者号完成初期测试任务后，被改装成正式的轨道载具（Orbiter Vehicle，因此代号改为OV-099），并于1983年4月4日正式进行任务首航。然而很不幸，挑战者号在1986年1月28日当地时间早上11时38进行代号STS-51-L的第10次太空任务时，因为右侧固态火箭推进器（Solid Rocket Booster, SRB）上一个O形环失效，导致一连串连锁反应，在升空后73秒爆炸解体坠毁。包括航天飞机本体与当时机上的7名太空人，全在该次意外中丧生。

美国的航天飞机都是以早期的研究船名作为命名，因此挑战者号的命名由来也不例外，是承袭自1870年代航行于大西洋与太平洋上的英国海军研究船挑战者号（HMS Challenger），除此之外，“挑战者”这名字，也曾经被拿来命名阿波罗17号（Apollo 17）的登月模组。

挑战者号在1972年完工启用时，主要的功能并非实际担负往返地球与外太空之间的轨道运具功能，而是美国的航天飞机建造计划初期，用来测试机身结构安全性的高拟真结构测试体（编号STA-099），由洛克威尔（Rockwell）公司承造，在1978年2月4日送抵洛克希德（Lockheed）42号工厂，开始进行实际的结构测试。之所以需要这种测试，是因为航天飞机本身虽然是一种需要承受极大外力的飞行工具，但它同时也需要尽可能的减轻本身重量，因此几乎整架机身的每一部分，都负担了非常大的结构应力。但考量到当年的电脑技术有限，工程师们并没有把握光靠软件模拟就能将航天飞机在受到机械负荷与热负荷情况下的表现，计算到非常精准的程度。为了安全，唯一的解决方法就是用真的航天飞机进行测试分析，这也是挑战者号被制造出来的初衷。

STA-099在一个由256架油压千斤顶所组成的43吨重测试仪中，进行了为期11个月的测试与分析，这些千斤顶能在836个不同的部位上施加荷重。在电脑的控制下，能够逼真的模拟出航天飞机在发射、爬升、绕行轨道、重返大气层与降落时所受到的各种力量，其中，航天飞机主引擎启动时的庞大推力是由三具一百万磅（约450公吨）推力的液压汽缸来模拟。

在洛克威尔公司当初获得的那纸26亿美元合约中，该公司需负责制造一对静态测试体（也就是主推进器测试体MPTA-098与结构测试体STA-099），以及两架初期飞行测试载具（也就是OV-101与OV-102）。但在1978年达成的一项决议中，决定不将用来作为迫近与降落测试（Approach and Landing Test，ALT）用途的企业号航天飞机改装成可以实际使用的的轨道载具，使得真正可以执行任务的轨道载具剩下了哥伦比亚号而已。因此在1979年1月29日时，NASA与洛克威尔补签了一张合约，将挑战者号（当时编号STA-099）从测试载具的状态改装成真的可以执行太空任务的轨道载具OV-099。

STA-099在1979年11月7日被送回原制造商洛克威尔，改装工程也从那时开始，虽然比较起企业号，要将挑战者号由测试用途改装成任务用途的工程规模比较单纯，但挑战者号然然躲不掉整架被拆解开来再重新组装的命运。这主要是因为，原本的挑战者号上装置的是一个模拟用的乘客舱，因此工程师得将整个航天飞机的前半段机身拆开，才有办法取出模拟舱，放入真正有功能的乘客舱模组。除此之外，挑战者号的机翼部分也经过相当程度的改良与强化，这些参考数据全来自它先前所进行的那些实机测试。最后，在驾驶舱中加装上两具抬头显示器（HUD）之后，挑战者号的改装工程遂告一段落，整架航天飞机的空重为155,400磅（70,552公斤），加上主引擎后重175,111磅（79,500公斤），较哥伦比亚号约轻了2,889磅（1311公斤）。

挑战者号在1986年1月28日进行第十次任务时，于升空过程中突然爆炸坠毁。

在实际服役过程中，挑战者号与另一艘航天飞机发现号曾经肯尼迪太空中心改装，以便能够在筹载舱里面载送半人马上节火箭（Centaur Upper Stage）。配合这点航天飞机的筹载舱里需装设额外管线、通风管与可以监控上节火箭运作的飞行平台，以配合半人马火箭的低温（L02/LH2）推进燃料（大部分的惯性上节火箭（IUS）都是使用固态推进燃料）。不过NASA从没有实际进行过用航天飞机载运半人马火箭的任务过，而自从挑战者号爆炸坠毁后，有关当局决定中止这种危险尝试，毕竟在筹载舱里放了一具装满高爆燃料的火箭，风险实在太大。

　　挑战者号航天飞机是美国正式使用的第二架航天飞机。开发初期原本是被作为高拟真结构测试体(high-fidelity Structural Test Article，因此初期机身代号为STA-099)，但在挑战者号完成初期测试任务后，被改装成正式的轨道载具(Orbiter Vehicle，因此代号改为OV-099)，并于1983年4月4日正式进行任务首航。1986年1月28日，挑战者号在进行代号STS-51-L的第10次太空任务时，因为右侧固态火箭推进器上面的一个O形环失效，导致一连串的连锁反应，并且在升空后73秒时，爆炸解体坠毁。机上的7名宇航员都在该次意外中丧生。
　　爆炸过程
　　1986年1月28日，卡纳维拉尔角上空万里无云。在离发射现场6.4km的看台上，聚集了1000多名观众，其中有19名中学生代挑战号发射升空表，他们既是来观看航天飞机发射的，又是来欢送他们心爱的老师麦考利夫1984年，航天局宣布将邀请一位教师参加航天飞行，计划在太空为全国中小学生讲授两节有关太空和飞行的科普课，学生还可以通过专线向麦考利芙提问。麦考利芙就是从11000多名教师中精心挑选出来的。当孩子们看到航天飞机载着他们的老师升空的壮观场面时，激动得又是吹喇叭，又是敲锣打鼓。 挑战者号航天飞机在顺利上升:7秒钟时，飞机翻转;16秒钟时，机身背向地面，机腹朝天完成转变角度;24秒时，主发动机推力降至预定功率的94%;42秒时，主发动机按计划再减低到预定功率的65%，以避免航天飞机穿过高空湍流区时由于外壳过热而使飞机解体。这时，一切正常，航速已达每秒677米，高度8000米。50秒钟时，地面曾有人发现航天飞机右侧固体助推器侧部冒出一丝丝黑烟，这个现象没有引起人们的注意。52秒时，地面指挥中心通知指令长斯克比将发动机恢复全速。59秒时，高度10000米，主发动机已全速工作助推器已燃烧了近450吨固体燃料。此时，地面控制中心和航天飞机上的计算机上显示的各种数据都未见任何异常。65秒时，斯克比向地面报告"主发动机已加大"，"明白，全速前进"是地面测控中心收听到的最后一句报告词第73秒时，高度16600米，航天飞机突然闪出一团亮光，外挂燃料箱凌空爆炸，航天飞机被炸得粉碎，与地面的通讯猝然中断，监控中心屏幕上的数据陡然全部消失。挑战者号变成了一团大火，两枚失去控制的固体助推火箭脱离火球，成V字形喷着火焰向前飞去，眼看要掉入人口稠密的陆地，航天中心负责安全的军官比林格眼疾手快，在第100秒时，通过遥控装置将它们引爆了。挑战者升空后爆炸
　　挑战者号失事了!爆炸后的碎片在发射东南方30公里处散落了1小时之久，价值12亿美元的航天飞机，顷刻化为乌有，七名机组人员全部遇难全世界为此震惊，各国领导人纷纷致电表示哀悼。然而，人们在悲痛之余对科学事业的不懈追求并没有停止。在"阿波罗"1号的试验飞船火灾中遇难的格里索姆，生前曾说过一段感人的话"要是我们死亡，大家要把它当作一件寻常的普通事情，我们从事的是一种冒险的事业。万一发生意外，不要耽搁计划的进展。征服太空是值得冒险的。"

挑战者号
1982年，“挑战者”号成为美国宇航局的第二架航天飞机。航天飞机(正式名称为空间运输系统)由轨道飞行器、固体燃料火箭推进器和外燃烧箱共同构成。轨道飞行器是一种用来在太空和地面之间往返运送宇航员和设备的带有机翼的太空飞机。由于它悲惨的结局，“挑战者”号这个名字在全世界的知名度可能比其他航天飞机都要大。“挑战者”号进行了9次飞行，第一次是1983年4月，最后一次(飞机失事)是在1986年。

在第一次飞行过程中，“挑战者”号将一颗跟踪和数据中继卫星送入太空。两个月之后，“挑战者”号又进行了一次飞行。机组人员中有萨丽·赖德，她是第一次进入太空的美国女宇航员。“挑战者”号第三次飞行的机组人员中包括盖伊·布鲁福德，他是第一位进入太空的非洲裔美国人。在它各次飞行行动期间，“挑战者”号将欧洲的太空实验室以及数颗军事和科学卫星送入轨道。

“挑战者号”航天飞机失事

1986年1月28日是寒冷的一天，在美国佛罗里达的卡那维拉尔角，比天气更让人心寒的是挑战者号航天飞机发生的悲剧。

这天早晨，成千上万名参观者聚集到肯尼迪航天中心，等待一睹挑战者号腾飞的壮观景象。上午11时38分，耸立在发射架上的挑战者号点火升空，直飞天穹，看台上一片欢腾。但航天飞机飞到73秒时，空中突然传来一声闷响，只见挑战者号顷刻之间爆裂成一团桔红 色火球，碎片拖着火焰和白烟四散飘飞，坠落到大西洋。挑战者号发生爆炸，全世界为之震惊。

1982年，挑战者号航天飞机在顺利上升：7秒钟时，飞机翻转；16秒钟时，机身背向地面，机腹朝天完成转变角度；24秒时，主发动机推力降至预定功率的94%；42秒时，主发动机按计划再减低到预定功率的65%，以避免航天飞机穿过高空湍流区时由于外壳过热而使飞机解体。这时，一切正常，航速已达每秒677米，高度8000米。50秒钟时，地面曾有人发现航天飞机右侧固体助推器侧部冒出一丝丝白烟，这个现象没有引起人们的注意。52秒时，地面指挥中心通知指令长斯克比将发动机恢复全速。59秒时，高度10000米，主发动机已全速工作，助推器已燃烧了近450吨固体燃料。此时，地面控制中心和航天飞机上的计算机上显示的各种数据都未见任何异常。65秒时，斯克比向地面报告“主发动机已加大”，“明白，全速前进”是地面测控中心收听到的最后一句报告词。第72秒时，高度16600，航天飞机突然闪出一团亮光，外挂燃料箱凌空爆炸，航天飞机被炸得粉碎，与地面的通讯猝然中断，监控中心屏幕上的数据陡然全部消失。挑战者号变成了一团大火，两枚失去控制的固体助推火箭脱离火球，成V字形喷着火焰向前飞去，眼看要掉入人口稠密的陆地，航天中心负责安全的军官比林格手疾眼快，在第100秒时，通过遥控装置将它们引爆了。

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