吴国兴：回头再看哥伦比亚号失事的真正原因

　　文/吴国兴(中国航天医学工程研究所 教授)

　　“哥伦比亚”号航天飞机失事的原因现在是全世界关注的焦点。虽然目前调查工作还在紧张地进行中，要下任何定论都为时尚早，但是从美国航空航天局提供的信息来看，失事的原因似乎只是一个技术问题，隔热瓦的脱落可能是罪魁祸首。不过俗话说“冰冻三尺，非一日之寒”，航天飞机发生如此重大的事故，怎么可能是一个技术原因造成的？从事故前

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的种种迹象表明，“哥伦比亚”号早已存在重大事故隐患，而航空航天局没有正确的决策和采取积极的措施，消除隐患和确保安全。因此这次事故很有可能是几种因素的“集成”。

　　起飞时就种下了事故的种子

　　美国航空航天局承认，他们早就发现“哥伦比亚”号航天飞机在起飞时，因遭受到从外燃料箱上掉下来的一块绝缘材料的撞击，使得航天飞机左翼下的隔热瓦发生脱落。事故调查人员从起飞时的录像带上也发现，在“哥伦比亚”号起飞后80秒，有一些东西从机体上脱落下来。

　　航空航天局的工作人员当然清楚隔热瓦脱落产生的严重后果。在航天飞机上共装有24000块隔热瓦，这种隔热瓦的作用是抵御再入大气层时的高温。因为航天飞机再入大气层时，由于与大气的磨擦而产生摄氏1650度的高温。如果隔热瓦脱落，会导致隔热瓦保护层下部的航天飞机铝构架的变形，使更多的隔热瓦脱落。如果隔热瓦脱落到一定数量，就会使航天飞机再入大气层时被巨大的压力和高温撕裂成碎片。

　　虽然航空航天局的工程技术人员曾经花了几天的时间对这一事件进行过分析，但他们最后得出的结论是“不碍事”。而且航空航天局的官员还告诉记者不用担心，他们保证“绝对没有问题”。直到事故发生以后，他们才承认自己判断错了，起飞时隔热瓦的脱落可能是事故发生的主要原因。

　　事故调查组最新的发现进一步证明，事故是由隔热瓦脱落引起的。“哥伦比亚”号航天飞机在解体前，机身左侧的温度在5分钟内升高了大约60度。左翼下面着陆架附近的温度也异常升高。由于航天飞机左侧的阻力增大，机上的自动导航系统一直在努力调整航天飞机的姿态，但无济于事。从录像带上还发现，在航天飞机到达大气层的上缘时，又有一些隔热瓦脱落。

　　航空航天局的判断错误

　　事故发生的技术原因似乎越来越清楚，但航空航天局的某些做法却越来越让人不可理解。

　　第一，既然航空航天局早就知道航天飞机起飞时因遭到撞击，左翼下的隔热瓦脱落，而且他们也知道隔热瓦脱落可能引起的严重后果，但是为什么在航天飞机两周的飞行中不采取任何措施对隔热瓦脱落的情况进行检查？

　　虽然航天飞机在轨道上，但仍可以采取多种手段进行检查，如使用大功率的望远镜或是间谍卫星等。1998年在“发现”号航天飞机的飞行中，航空航天局就曾经使用这种办法对航天飞机减速伞舱的情况进行过成功检查。另外，在两周的飞行中，航天飞机几次飞过国际空间站，有时两者相距仅几百公里，为什么不让国际空间站上的航天员用摄影机将隔热瓦脱落的情况拍摄下来？

　　第二，为什么航空航天局不让航天员通过太空行走到舱外去检查和维修航天飞机脱落的隔热瓦？

　　众所周知，太空维修是航天员的拿手好戏，在载人航天史上美国航天员曾创造了一个又一个奇迹。如果没有太空维修，美国的“天空实验室”只能成为太空中的一堆废物，25亿美元的计划就可能以失败告终。1984年4月，航天飞机航天员成功地修理好“太阳峰年任务”卫星。1990年4月，哈勃天文望远镜由“发现”号航天飞机送上轨道，但工程技术人员很快发现望远镜的光学系统存在严重问题，三年以后航天飞机又带着航天员上去维修。航天员更换了好几个部件，最后使望远镜的功能全部恢复正常。

　　关于太空维修问题航空航天局的官员说，“哥伦比亚”号上确实有两名航天员接受过出舱活动的训练，而且也有两套出舱活动航天服，但是他们只能完成简单的太空维修任务，对于维修脱落的隔热瓦，既没有这方面的训练，也没有维修工具和备用的隔热瓦，因此不能完成这种任务。但隔热瓦是航天飞机上非常容易损坏的一种零件，在航天飞机上不带维修工具和备用隔热瓦，也不对航天员进行这方面的维修训练，显然是一种失误。

　　航空航天局的官员又说，让航天员通过太空行走到达航天飞机的机翼下方是非常危险的，因为没有任何安全措施，航天员可能飘离航天飞机太远而永远回不来。这显然不是理由。因为俄罗斯航天员在太空行走时，使用一根安全带系在身上，即可防止发生这种情况。去年夏天，美国航天员安德森为了关闭航天飞机下方的一扇失灵的活板门，曾用一根长18米的绳子，在绳子的一头拴上一个重物，然后将它套在机翼上，自己顺着绳子爬到航天飞机的下方，将失灵的活板门关闭上。为什么这一次不借鉴安德森的办法，让航天员也用绳子拴着，到航天飞机机翼下去进行检查和维修？

　　航空航天局的官员还说，要完成这样的维修任务至少需要8至9个小时的时间，而出舱活动航天服上的生保系统没有这样多的氧气，因此不能保证航天员安全返回舱内。这样的解释更是令人啼笑皆非。维修任务可以分为两次完成，每一次4至5小时，即可保证航天员的氧气供应。“哥伦比亚”号的航天员在太空停留两周，有足够的时间来完成维修任务。

　　第三，如果确定航天飞机脱落的隔热瓦不能维修，又知道如果脱落的隔热瓦不能维修好将会发生怎样的严重后果，航空航天局为什么不设法营救“哥伦比亚”号的航天员？

　　其实在“哥伦比亚”号返回前有很多的营救机会。例如可以立即发射另一架航天飞机上去营救。虽然按照常规，航天飞机每次飞行前准备工作的时间需要4个月，但是在紧急情况下，也可以在一周内发射。“哥伦比亚”号上的燃料和生活必需品比较充足，可以在轨道上维持到2月5日，如果航天员能节约用水和食品，在轨道上的停留时间还可以进一步延长。而“亚特兰蒂斯”号航天飞机已经在发射台上，可以完成紧急发射任务。如果“亚特兰蒂斯”号上只乘2名航天员，“哥伦比亚”号上的7名航天员即可乘“亚特兰蒂斯”号返回。

　　如果紧急发射“亚特兰蒂斯”号航天飞机有困难，还可以将航天员转移到国际空间站。航空航天局的官员可能会说，国际空间站与“哥伦比亚”号航天飞机是在完全不同的轨道上，“哥伦比亚”号的燃料不够飞到空间站，而且“哥伦比亚”号上也没有对接装置，因此不能同空间站对接。但是如果航空航天局及早做出决定，在“哥伦比亚”号飞行的早期，在燃料消耗还不多的时候就开始变轨，也可能勉强飞到国际空间站，然后让航天员通过太空行走，从航天飞机上“飘到”国际空间站。当然这样做必然要放弃航天飞机，但可以保住7条人命。

　　人为失误是造成事故的关键

　　美国航空航天局的所作所为给人一种印象，他们自始至终存在一种侥幸心理。由于这种侥幸心理，他们完全没有想到要去检查一下航天飞机左翼下隔热瓦的脱落情况，当然就不会考虑对它进行维修，更不会考虑如何营救航天员。因此他们丧失了一个又一个防止事故发生的机会。显然，隔热瓦的脱落是造成事故的重要原因，但是如果没有这种侥幸心理，如果对事故隐患能做出正确判断，从而采取各种措施和办法，事故是完全可以避免的，至少不至于造成如此重大的损失。

　　事故发生以来，美国航空航天局和三个调查组似乎有一种默契，尽力将事故定位在技术原因上。其实他们的用心是可以理解的。因为如果说是人为失误，必然就牵扯到责任，“失误”变成了“失职”，不仅航空航天局接受不了，美国国会和布什政府也接受不了。

　　其实“人为失误”是一个科学术语。人在工作中由于生理、心理、认知和知识等方面的局限，不可避免的会犯这样或那样的错误。“人为失误”是一种客观存在的现象，不以人的意志为转移。不过通过科学的方法，可以将人为失误减到最少。但是如果人们不能正确认识这种现象，或是有意回避这个问题，像航天飞机爆炸或解体这样的重大事故就有可能还会重演！