欢迎您访问科普小知识本站旨在为大家提供日常生活中常见的科普小知识,以及科普文章!
您现在的位置是:首页  > 科普文章

航天火箭爆炸:向走在最前面的探索者致敬

科普小知识2022-01-13 10:34:22
...

据美国宇航局称,9月1日,美国私人航天公司SpaceX在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地测试无人驾驶火箭时爆炸。没有人员伤亡的报道。发射台靠近美国国家航空航天局的肯尼迪航天中心,通常被SpaceX用来发射猎鹰火箭。视觉中国

-

九月的第一天注定是人类太空飞行的灰色日子。互联网上有两条关于太空发射失败的新闻报道,其中一条很快被美国当局证实:火箭爆炸了。

据美国宇航局9月1日晚间消息,美国私人航天公司SpaceX的猎鹰9号火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地的一次测试中爆炸,摧毁了SCC以色列的AMOS-6通信卫星。

这不是人类太空发射历史上的第一次失败,但是很少看到发射失败的爆炸视频。在通过互联网传播后,引发了巨大的旋风,“冲击”、“冲击”和“焦虑”,使得原本具有一定门槛的高低温事件太空发射再次进入公众视线。然而,SpaceX及其掌舵人埃隆·马斯克、脸谱网及其创始人扎克伯格,以及参与发射失败的其他知名科技公司和明星企业家,也为这场激烈的公众讨论提供了充足的材料。

发射失败可能是由“低级错误”引起的。

幸运的是,事故中没有人员伤亡。爆炸后,人们最关心的问题是“它为什么会爆炸?”

事实上,SpaceX还首先给出了爆炸的最初原因——推进剂加注操作中的问题。埃隆·马斯克在社交网站上发布消息称,“猎鹰9号”是推进剂加注过程中的一次事故。原因应该是火箭末级氧气罐的故障,但具体原因仍不清楚。我们将尽快找出原因。"

中国航天科技集团公司第五研究院研究员庞志浩在接受《中国青年报》和《中国青年在线》记者采访时表示,电厂系统是导致发射失败的第一个子系统故障。第二是控制系统。然后是结构系统。猎鹰9号爆炸发生在火箭加燃料的时候,这在火箭故障中是罕见的。这可能是由于“低级错误”,属于电力系统或控制系统故障。

庞志浩推测有几个可能性:一是氧气罐中的压力太高。他说火箭爆炸是在火箭的二次氧气罐装满燃料时开始的。去年6月猎鹰9号爆炸时,是由于二次氧气瓶的氦气瓶支撑强度不足,氦气破裂后泄漏,氧气瓶压力过大,氧气瓶撕裂导致爆炸。爆炸很可能会重复同样的错误。

第二个原因可能是低级错误,即程序控制中的错误。庞志浩推测,第一阶段的测试应该已经开始。结果,第二阶段程序开始,第二阶段被点燃。然而,整个系统处于束缚状态,无法起飞。如果它不能飞走,它只能爆炸,然后引发第一阶段的爆炸。他说,任何误操作和程序混乱都可能导致二次点火。

第三种可能性是生产过程带来的缺陷。庞志浩认为,如果在生产过程中对运载火箭的质量控制不严格,产品中就会存在暗伤和剩余材料等缺陷。这些缺陷是火箭的致命问题。例如,欧洲的“阿里安”火箭在发射时由于发动机中剩余材料而爆炸。

在庞志浩看来,这可能也是猎鹰9号发射失败的原因。例如,火箭臂上的燃料输送管破裂导致燃料溢出,并且臂上的燃料接口电气设备或箭头点燃的可能性很高。外部爆燃击穿了二次燃料箱,并在爆炸后破坏了一次爆炸。同时,整流罩和卫星着陆引爆硬燃料。

第四种可能性是组件质量不稳定。有一次,俄罗斯火箭加油时,由于传感器故障,加了太多油,导致发射时爆炸。猎鹰9号的失败也可能是原因之一——SpaceX为了降低成本,采用了低成本采购方式,用便宜得多的工业部件取代了高成本的航空部件。

当然,这并不排除发射过程中出现问题的可能性。庞志浩表示,SpaceX的发射操作原则是大幅减少操作人员在发射现场花费的时间。目的是发射操作简单、效率高、成本效益高的猎鹰9号火箭。其名义发射运行时间为16天(从火箭到达发射场开始)。然而,过于简化流程和降低成本必然会增加风险。

庞志浩说,爆炸给商业航天公司上了一课,那就是他们应该在低成本和高可靠性之间找到更好的平衡。最好有一些盈余和一些保险。

探索外层空间有风险,多次成功并不意味着二次成功。

在这次爆炸中,火箭上搭载的AMOS-6卫星碰巧是脸谱网互联网项目的重要组成部分。根据脸书创始人扎克伯格之前在社交网站上的声明,他原本想利用卫星服务为撒哈拉沙漠的非洲人提供无线网络连接,这也是他的世界无线网络计划的重要组成部分。

爆炸发生时,扎克伯格正在非洲,他对火箭爆炸并损坏卫星的消息“深感失望”。

然而,航天发射的成败并不受这位互联网大亨个人情感的影响。纵观人类太空探索的历史,很容易发现失败这个词虽然不被人们所喜欢,但在现实中确实存在,而且其比例也不小。

即使是美国,这样一个成熟而先进的航天强国,失败也是不可避免的。美国的阿波罗计划发生了两起灾难性事故。一个是当阿波罗1号飞船在地面训练时,舱内的纯氧剧烈燃烧,导致宇航员死亡。另一个是阿波罗13号的氧气瓶因搅拌而爆炸,导致整个任务失败。

"探索太空需要一定的代价,许多成功并不意味着所有的成功."庞志浩在接受《中国青年报》中国青年在线记者采访时说,几乎所有发射运载火箭的国家都从失败中吸取了教训。面对火箭发射失败,人们应该保持理性的态度。毕竟,太空飞行是一项高风险的事业。尽管太空人会尽最大努力降低风险,但他仍然不能排除发生事故的可能性。因此,当事故发生时,他也希望每个人都能理解它。

从另一个角度来看,有时失败的确是成功之母。以月球探索为例。截至2014年,世界上已经进行了129次探月活动,成功率只有51%。但是几乎没有人会认为49%的失败尝试是没有意义的。

一个真实的故事广为流传:美国未能将阿波罗13号送上月球,三名宇航员在太空中经历了缺电和缺水等问题,但他们仍然成功返回地球,这也被美国称为“辉煌的失败”。毕竟,这正是通往科学之路上必须积累的经验。

中国火箭发射的成功率高于美国和俄罗斯?

当然,每次火箭失败后,人们总能听到这样一个声音,那就是为什么关于美国和俄罗斯太空失败的新闻越来越多,而中国一旦发射就能成功,这是真的吗?

这不是幻觉。在刚刚通过的“十二五”规划中,中国航天科技集团公司作为火箭和卫星开发的核心企业,成功发射了86支箭和138颗卫星,成功率为97.7%,创造了世界最高的成功率。其中,去年发射了19支箭和45颗星,都是成功的。

然而,人们有偏见地认为中国火箭发射的成功率高于美国和俄罗斯。

庞志浩认为,在比较国内外航天发射时,我们不仅要看成功率,还要看发射次数。这是因为发射总数越多,低成功率的可能性就越大。公共信息显示,美国和俄罗斯(苏联)发射的火箭数量远远超过其他国家,达到一千多倍,而中国仅发射了200枚火箭。近年来,中国发射越来越频繁,发射次数居世界第三位。

当然,随着技术的发展,太空发射的成功率可以提高。例如,为了减少火箭的级数,庞志浩说,如果两级火箭能把东西推上去,就没有必要使用三级火箭。毕竟,后者还有一个“阶段到阶段”的分离,风险相对较大。

长征五号运载火箭即将在中国进行首次飞行试验,为了提高可靠性,它采用了这种设计概念,通常比传统火箭小一个半或两个半。

更重要的是,庞志浩表示,中国航天工业采用的“归零”传统在制造、工艺流程、部件选择甚至人员选择方面都具有卓越的管理质量。这在很大程度上保证了近年来中国航天发射的高成功率。

毕竟,航天器是一个庞大而复杂的系统,尤其是运载火箭,即火箭系统,它涉及一个非常复杂的动力系统。发动机产生的推力、噪音和振动巨大且难以控制,发射前需要大量测试。庞志浩说,“没有人能保证他的火箭100%万无一失。”

阅读更多

专家推测,猎鹰9号爆炸是由低级错误造成的。

美国火箭试验爆炸,商业空间再次受挫

特别声明:转载本文仅用于传播信息,并不代表本网站的观点或确认其内容的真实性。如果其他媒体、网站或个人从本网站转载,他们必须保留本网站注明的“来源”,并承担版权等法律责任。如果作者不希望被重印或联系重印费,请联系我们。