探测卫星“葬身太空”——“小错”摊“大事”(下)

作者: 陈仁政

来源: 百科知识

发布日期: 2019-08-17

文章通过多个实例说明了在航天领域中,即使是微小的错误或疏忽也可能导致严重的后果,如哈勃空间望远镜的近视问题、长征二号火箭发射失败、火星气候轨道器的误入歧途以及美国航天飞机的悲剧等,强调了细节在航天事业中的重要性。

“小错”摊“大事”的实例,在各个领域层出不穷。1990年4月24日,价值15亿美元、长13米、12.5吨的“大个子”隆重升空。它就是著名的哈勃空间望远镜(HST)——以在1929年对宇宙膨胀理论做出重大贡献的美国天文学家哈勃的姓氏命名。遗憾的是,HST在升空之前就已经“病体缠身”。因此,后来不得不对它进行多次“太空治疗”。

它的疾病之一,是从设计能“巡天遥看一千河”的“千里眼”,变成了“鼠目寸光”的“近视眼”。原因只是一个细节:磨制其直径为2.4米的主镜面时使用的零件校准器中有一个元件存在1毫米的错位,使主镜面边缘比设计要求低了2.7微米。这2.7微米是多少呢?一个数据能比较:一根普通的头发丝的粗细约50微米。

1992年3月22日18时40分,“长征”二号捆绑式大型运载火箭“CZ-2EY2”搭载“澳星B1”卫星在我国西昌发射。点火几秒钟后,就冒出一股浓烟,火箭只是轻轻地颤了几下,没有升起。发射中止的原因,是在巴掌大的程序配电器上有一个绿豆状的0.15毫克的铝质多余物——它使电爆管爆炸,让火箭的第一、第三助推器发动机关机而中断了正常工作。

正是:“千里之差,兴自毫端。”中国南朝撰写《后汉书》的史学家范晔的这句话,说明“0.15毫克”的“小数据”也会导致大麻烦。

1998年12月11日,一枚“H2”型火箭腾空而起——运载着一颗探测火星气象的卫星“火星气候轨道器”(MCO),美国国家航空航天局(NASA)预定它在1999年9月23日抵达目的地。然而,NASA失望了——研究人员惊讶地发现,MCO没有进入预定的火星轨道,而是在远远低于预定的高度被错误释放,最终陷进了火星大气层,很快就不见踪影而“葬身太空”。

为什么经验丰富的NASA,这次却让MCO“误入歧途”呢?经过紧急调查,NASA的官员发现问题竟然出在MCO上的一些资料,没有把有关软件中的英制计量单位准确地转换成公制计量单位——错误来自承包该工程的洛克希德·马丁空间系统公司。

原来,对于计量单位,包括太空工业在内的美国企业,使用的是略异于传统英制的美式英制,喷射推进实验室则使用公制;承包商理应把英制都转换成公制,以便喷射推进实验室每天两次启动小推进器来调整太空船的航向。导航员认定启动小推进器的力是以公制的“牛顿”为单位。不料,承包商提供的资料,却是以英制的“磅”为力的单位,结果导致太空船的航向出现微小偏差。日积月累,终于“差之毫厘,失之千里”。

这个“小偏差”造成了巨大的经济损失——价值0.36亿美元(连同一起探测的“火星极地着陆器”MPL等共1.25亿美元)的MCO打了“水漂”!当然,还有其他损失。这次卫星的“失踪”,有其背后的原因。美国在度量衡领域的“一国两制”,迫使人们无时不进行反复的“计量单位换算”。而在大量的换算中,因为“四舍五入”造成误差的次数必然增多。

当然,因为忽略细节,在航空、航天、宇航领域引出的“麻烦”,远不止“经济损失”——还有“殒命太空”。美国航天飞机“挑战者”号和“哥伦比亚”号,先后在1986年1月28日和2003年2月1日“机毁人亡”,各有7名宇航员殒命。

这两次悲剧的原因并不是因为什么重大错误:前一次仅仅是一个密封圈破裂;后一次是外部燃料箱中的一块隔热泡沫碎片脱落,而这块碎片击中了航天飞机的左翼,使热防护部件形成裂孔,导致超高温气体在航天飞机重返大气层时进入了机体……

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