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航天官員談哥倫比亞號失事:中國火箭可靠性很高

2003年02月17日 08:43

  中新網(wǎng)2月17日電 根據(jù)中國國家航天局官方網(wǎng)站消息,2003年2月1日美國“哥倫比亞”號航天飛機(jī)在著陸前16分鐘出現(xiàn)技術(shù)問題,最終爆炸解體,航天飛機(jī)所載7名宇航員同時遇難。

  這次事故的原因是什么?它對世界航天業(yè)和我國航天活動有何影響?這些問題是大家普遍關(guān)心的話題。為此,記者日前對中國國家航天局局長欒恩杰進(jìn)行了專訪。

  記者:2003年2月1日美國“哥倫比亞”號航天飛機(jī)失事,7名宇航員遇難。作為中國國家航天局局長,您對此次事故有何感想?

  欒恩杰局長(以下簡稱欒):2月1日晚我聽到美國“哥倫比亞”號失事的消息,感到非常的震驚和悲痛。震驚于人類探索宇宙空間的艱苦歷程又遭受一次重大損失,悲痛于7位探索太空的英雄同時遇難。

  2月2日我代表中國國家航天局致信美國航空航天局局長SEAN O’KEEFE先生:驚悉貴國“哥倫比亞”號航天飛機(jī)失事的消息,我感到十分震驚和悲痛,我代表中國國家航天局向您并通過您向遇難宇航員的家屬表示慰問。我相信,貴局能夠在很短的時間內(nèi)找出失事原因。我為貴局為實現(xiàn)人類探索宇宙空間的美好理想所付出的智慧、勇氣甚至生命表示敬佩。再次對遇難宇航員的家屬表示深切慰問。

  探索宇宙空間是自古以來人類久遠(yuǎn)的夢想,中國古代就有嫦娥奔月的傳說。生活在地球上的人類,每時每刻都離不開空間環(huán)境。我們靠星星、靠太空的一些信息來標(biāo)定地球的信息量,從這點(diǎn)來說,人類對太空的探索由滿足認(rèn)識上的神秘感上升為自身生存與發(fā)展的需要,人類邁出地球、走向太空是必然的。

  此次航天飛機(jī)失事再次說明人類走出地球、探索宇宙空間的航天之路是漫長而曲折的,需要付出巨大的努力乃至重大的犧牲,但是也更加激發(fā)了世界各國發(fā)展航天事業(yè)的決心,使人類更加堅定地朝著理想的目標(biāo)前進(jìn)。中國航天作為世界航天的一個重要組成部分,更要從此次失事中深刻體會載人航天飛行的責(zé)任之重大。

  記者:您認(rèn)為此次“哥倫比亞”號失事的可能原因有哪些?

  欒:就現(xiàn)有的公開材料分析,我認(rèn)為“哥倫比亞”號失事的可能原因有以下幾種說法:

  一是防熱瓦掉落碰撞說。在航天飛機(jī)發(fā)射上升段80秒時,主儲箱有防熱瓦掉落,砸到航天飛機(jī)左翼部,有可能破壞了航天飛機(jī)的防熱系統(tǒng),在返回時就可能影響航天飛機(jī)的正常工作。因為再入過程中,航天飛機(jī)的溫度分布不均勻,頭部和機(jī)翼邊緣溫度高達(dá)1300-1600℃,機(jī)翼下表面溫度也非常高。左翼防熱系統(tǒng)被破壞后,就有可能導(dǎo)致航天飛機(jī)在再入返回時機(jī)翼溫度很快升高,更嚴(yán)重的是使金屬結(jié)構(gòu)暴露。一般來說航天飛機(jī)采用鋁合金材料,千度以上鋁金屬會熔化,這個過程是個大的結(jié)構(gòu)破壞過程,就可能造成航天飛機(jī)解體。從遙測數(shù)據(jù)看,航天飛機(jī)再入返回時5分鐘內(nèi)左翼溫度傳感器溫度比右翼高出33℃,差異很大。

  很多人懷疑是上述原因造成了事故,但有待進(jìn)一步核實,據(jù)報道,1月28日晚隔熱瓦脫落問題已引起重視,美國航空航天局曾召集有關(guān)方面專家討論,經(jīng)研究和計算認(rèn)為不會產(chǎn)生破壞性影響。

  二是再入傾角偏差說。再入傾角的偏差可能導(dǎo)致航天飛機(jī)發(fā)生事故。航天飛機(jī)再入時的仰角姿態(tài)角是40度,允許偏差為±3~4度,再入傾角的偏差可能會引起航天飛機(jī)失控。角度過大,航天飛機(jī)可能失穩(wěn)被空氣掀翻;角度過小,航天飛機(jī)可能速度過快,表面溫度升高,造成航天飛機(jī)解體。

  三是被不明物體擊中說。不明物體包括隕石、空間碎片、冰塊等,不明物體對航天器的撞擊有可能是致命的,F(xiàn)在游離在太空的空間碎片數(shù)量很大,所以航天飛機(jī)被這些空間碎片碰撞而造成失事的可能性是存在的。

  國際航天界為減緩空間碎片已做出了很大的努力。中國的空間碎片研究工作已全面啟動,中國于1995年參加了機(jī)構(gòu)間空間碎片協(xié)調(diào)委員會(IADC),并于2001年制定并實施了中國的《空間碎片行動計劃》("十五"期間),該計劃要求采取多種緩減空間碎片的措施,保證上天的航天器不產(chǎn)生碎片,并要跟蹤空間碎片、掌握空間碎片的狀態(tài),3年來投入了一定的經(jīng)費(fèi),成立了空間碎片的觀測、環(huán)境與數(shù)據(jù)庫、防護(hù)和減緩四個專家小組,目前在軌道上運(yùn)行的、可以通過地面設(shè)備跟蹤和測量的空間碎片有8000多個。

  四是疲勞說。航天飛機(jī)的設(shè)計壽命為75-100次,每次飛行后要更換一些部件,大量部件仍重復(fù)使用,一些部件有可能在使用中產(chǎn)生疲勞。美國的5架航天飛機(jī)一共飛行了113次,每架都沒有走完一個過程。人類對于航天飛機(jī)這一復(fù)雜系統(tǒng)并沒有完全認(rèn)識清楚,多次使用在遇到問題特別是大過載時。有可能因結(jié)構(gòu)的疲勞導(dǎo)致性能有所下降。航天飛機(jī)再入返回是從空間狀態(tài)進(jìn)入大氣狀態(tài),產(chǎn)生很大氣動過載,其次是氣動加熱問題,因此再入返回環(huán)境是非常惡劣的。

  五是更換率說。非多次使用部件的更換率是否足夠也是問題。航天飛機(jī)上現(xiàn)有防熱瓦共2萬多片,每次只換200多片。我多年來一直強(qiáng)調(diào),一定要對航天活動尤其是往返航天器進(jìn)行質(zhì)量和狀態(tài)的跟蹤,在相關(guān)部件損壞前及時更換,不抱任何僥幸心理。

  六是管理說。航天活動是一個復(fù)雜系統(tǒng)工程,成功既靠技術(shù)又靠管理,某些時候管理更為重要,一個細(xì)小的漏洞、微小的偏差都會給航天活動造成重大損失。航天飛機(jī)一旦上天,過程是不可逆的,發(fā)現(xiàn)問題后難以補(bǔ)救,故管理在航天活動中作用重大,而據(jù)公開報道,航天飛機(jī)歷史上防熱瓦掉落有6回,砸到航天飛機(jī)上有2次,這些問題理應(yīng)從管理上引起高度重視。中國航天在處理質(zhì)量問題時采取“雙五條”歸零(質(zhì)量問題在技術(shù)上歸零的五條標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量問題在管理上歸零的五條標(biāo)準(zhǔn))措施,即使如此還可能有漏洞,因此管理上不能有絲毫的麻痹和馬虎。

  上述六種說法不一定很全面,對于航天飛機(jī)這樣一個復(fù)雜系統(tǒng),任何一個小問題都可能引起災(zāi)難性后果。我們要引起思考,舉一反三,吸取國際航天活動中的教訓(xùn),不斷完善自身的質(zhì)量與可靠性、系統(tǒng)設(shè)計和驗證,提高我們的可靠性、安全性,使人類探索宇宙空間的活動更加安全。我相信總有一天航天活動的可靠性能夠令人滿意。

  記者:地面如何得知航天飛機(jī)的狀態(tài)?在調(diào)查中可以作為證據(jù)的有哪些?

  欒:一般情況,地面主要通過三種手段獲得航天飛機(jī)的狀況:光測、雷測、遙測。光測是通過照相機(jī)、跟蹤經(jīng)緯儀等光學(xué)設(shè)備獲得信息,頻譜在可見光范圍內(nèi);雷測是通過雷達(dá)獲得位置、速度和其他特性的信息,頻譜在無線電頻譜區(qū);遙測是利用遙測系統(tǒng)及時將航天飛機(jī)上收集的信息(包括語音、語音系統(tǒng)、圖象系統(tǒng)等)傳到地面,遙測采集的部位比較全、信息量比較完整,且信息量的變化先后順序比較清晰,是分析、判斷的有力依據(jù),遙測能真正判斷出內(nèi)部原因。此外,大量收集的殘骸也可作為證據(jù),是判斷飛行體故障的直接物證。

  記者:此次“哥倫比亞”號的失事對世界航天事業(yè)會產(chǎn)生什么影響?

  欒:“哥倫比亞”號是美國五架航天飛機(jī)中第一架正式飛行的,一共飛行了28次,此次飛行目的是進(jìn)行科學(xué)實驗,共完成了80多項科學(xué)實驗,取得很大收獲,特別是我國少年設(shè)計的“蠶在太空吐絲結(jié)繭”實驗,引起了中國航天界的關(guān)注。

  “哥倫比亞”號失事后,直接受影響的將是美國的空間計劃。當(dāng)初,“挑戰(zhàn)者”號失事后調(diào)查耗時6個多月,所有航天飛機(jī)停飛2年多,導(dǎo)致空間計劃進(jìn)度推遲。而現(xiàn)在,正是國際空間站組裝的最后階段,人員往來和物質(zhì)運(yùn)送比較頻繁,如不能盡快恢復(fù)航天飛機(jī)飛行,將影響到2005年左右完成組裝的計劃。俄羅斯的“進(jìn)步”號、“聯(lián)盟”號飛船分別用于貨運(yùn)和載人,能否在2年內(nèi)完成全部運(yùn)輸任務(wù),取決于能力和資金保障。所幸2月2日,俄羅斯發(fā)射的“進(jìn)步”號貨運(yùn)飛船,于4日到達(dá)空間站完成了補(bǔ)給任務(wù)。

  我認(rèn)為“哥倫比亞”號失事決不會動搖人類探索太空的決心,人類探索太空的計劃也不應(yīng)因悲劇的發(fā)生而停滯不前。目前世界航天業(yè)包括美國航天界,都是從積極的角度、以積極的態(tài)度來對待,美國政府日前也已增加了航天預(yù)算。

  記者:哥倫比亞號航天飛機(jī)的失事對我國航天計劃會不會產(chǎn)生影響?我們從中可以得到什么啟示?

  欒:“哥倫比亞”號失事不會影響中國航天計劃。

  象美國這樣的航天先進(jìn)國家,自“挑戰(zhàn)者”號爆炸后十幾年,又有一批宇航員遇難,這再次提醒我們,航天活動是高風(fēng)險的活動,保證安全是擺在航天界面前最重要的、最強(qiáng)烈的要求。中國航天也要按照這個要求去研討中國的航天計劃。

  中國在開展航天活動中始終堅持“安全第一、質(zhì)量第一”的方針,但這次災(zāi)難再次給我們敲響了警鐘,提醒我們應(yīng)把航天活動特別是載人航天活動的安全提到一個新的高度重視。中國航天要進(jìn)一步完善質(zhì)量與可靠性體系,系統(tǒng)設(shè)計和驗證要按照故障-工作,故障-安全的設(shè)計思想去完成,做到出了故障首先保證安全,即使出了故障也能工作。中國的載人航天活動也要嚴(yán)格按照這樣的思路、按照既定計劃和目標(biāo),更加細(xì)致、扎實地工作,使我國的載人航天活動不斷取得成功。

  記者:請您從此次哥倫比亞號失事,談?wù)劽绹教祜w機(jī)的可靠性及我國航天器的安全可靠性。

  欒:在這里,首先明確兩個概念:可靠性和置信度?煽啃缘闹笜(biāo)是指發(fā)射次數(shù)和成功次數(shù)的關(guān)系,即:成功次數(shù)/發(fā)射次數(shù)。大家一般比較關(guān)心可靠性,但實際上還有一個非常重要的指標(biāo)是置信度。置信度就是以樣本估計值推論總體實際值大小時,正確估計的概率。置信度在小子樣下的公式是n/(n+1)。發(fā)射一顆成功一顆,成功率100%,其置信度僅為0.5,發(fā)射兩顆成功兩顆,成功率100%,其置信度為0.67?煽啃允潜碚饕粋工程、產(chǎn)品、系統(tǒng)完成預(yù)定工作的能力,但子樣少的時候,它的置信度是很低的。因此,談到可靠性時還應(yīng)同時關(guān)注置信度,這樣才能做出更加準(zhǔn)確的評價。

  美國航天飛機(jī)的可靠性還是很高的,五架航天飛機(jī)飛行了113次,才發(fā)生了兩起事故,不能因為它出了兩次事故就否認(rèn)它可靠性高的事實。

  中國火箭飛行可靠性很高,達(dá)到95%。在上世紀(jì)90年代中后期,中國航天科技工業(yè)針對出現(xiàn)的問題狠抓了質(zhì)量管理,制定并貫徹落實了一系列管理辦法,包括強(qiáng)化航天科研生產(chǎn)管理的72條、強(qiáng)化質(zhì)量管理的28條,質(zhì)量問題雙五條歸零標(biāo)準(zhǔn)等,共計110條,效果非常明顯,1996年至今,我國運(yùn)載火箭實施的28次發(fā)射,全部成功,這是很好的趨勢,我們要保持這樣一個發(fā)展的勢頭。但同時我們要認(rèn)識到,我們的100%成功率離高可靠性、高置信度還有相當(dāng)?shù)木嚯x,因為我們的子樣很少。所以我們決不可以掉以輕心,一定要嚴(yán)肅認(rèn)真、嚴(yán)格要求,細(xì)上加細(xì)、嚴(yán)上加嚴(yán),進(jìn)一步提高我們航天活動的可靠性。

  記者:航天飛機(jī)是我國航天器的發(fā)展方向嗎?

  欒:由于航天飛機(jī)具有能夠往返使用,降低成本并且贏得時間等特點(diǎn),使得能多次使用的空天往返運(yùn)輸系統(tǒng)成為航天領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向。美國作為航天技術(shù)非常先進(jìn)的國家,在航天飛機(jī)的研制、使用過程當(dāng)中投入了大量的人力物力,第一架航天飛機(jī)“哥倫比亞”號花費(fèi)了100億美元,“奮進(jìn)”號少些,也達(dá)到了30億美元。俄羅斯研制暴風(fēng)雪號航天飛機(jī)已試飛成功,但未正式投入使用。日本也在開發(fā)航天飛機(jī)。

  中國航天是否走航天飛機(jī)的道路,科學(xué)界和技術(shù)界一直在研究和探討。中國的航天活動經(jīng)費(fèi)有限,我們提出的一系列航天計劃都是根據(jù)本國的實際情況,最大限度地發(fā)揮航天科技工作者的聰明才智,依靠嚴(yán)格的管理來實現(xiàn)的。中國的航天事業(yè)還有相當(dāng)長的路程要走,到底如何走,需要航天界共同探討。但是,不管怎么走,我堅信,中國航天都會堅定地往前發(fā)展,為人類探索太空做出自己的貢獻(xiàn)。(孫揚(yáng)、古新萍)


 
編輯:李淑國

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