一場普通的太空任務,演變成了驚天大逃亡?#科普 #漲知識

📌 一場普通的太空任務,演變成了驚天大逃亡?#科普 #漲知識

這或許是航天史上最奇巧的事件兩個足以造成毀滅性的致命故障在命運的捉弄下同時發生最後卻奇跡般的相互抵消不僅成功拯救了五名宇航員以及價值數十億美元的航天設備更是上演了一場好萊塢式的驚天大逃亡而那天究竟發生了什麼時間回到1999年NASA計劃將當時最强大的錢德拉X射線望遠鏡部署至近地軌道以此來進一步研究宇宙深空中的高能天體以及極端物理現象而本次任務的主角就是已經執行了25次任務外觀略顯陳舊的哥倫比亞號航天飛機但問題是錢德拉望遠鏡的重量實在过于驚人為了能夠托舉起這位尊貴的乘客不僅將宇航員縮減到了5名更是為哥倫比亞號換上了輕便的外部燃料箱以及當時綜合性能最强大的RS-25液氧液氫發動機並且由於航天飛機可重複使用所以此次任務更換的發動機其實也是一個十八手貨在曾經多達十八次任務的高溫高壓考驗下其內部的液氧輸送管出現了幾處裂縫為了避免漏油引发故障工程師決定使用金屬銷釘將管道堵住而這樣做的原因也很簡單那就是既省錢又省事同時還不會對發動機性能造成影響于1999年7月23日哥倫比亞號聳立在夜幕下的肯尼迪發射中心隨著一聲巨響航天飛機在烈焰和轟鳴中緩緩升空但就在剛起飛不到10秒其中一根削釘就在劇烈的震動中脫落並以每秒30米的速度撞向發動機噴嘴最終在內壁上刺穿了一個小孔其所冒出的氫光正是泄漏的液氫這會使燃料箱因氫氣量的減少導致壓力值過低而燃油控制器為了維持壓力就會給發動機注入更多的液氧如此一來航天飛機就會因液氧的過度消耗導致燃料不足無法成功抵達預定軌道而更糟糕的是在這一過程中很可能發生連鎖反應甚至引發爆炸最終擊毀人亡且由於在航天飛機中沒有任何可以檢測噴嘴的傳感器所以當時沒有人得知這一致命故障的發生就这样隨著高度的不斷攀升宇航員們踏上了升天之路而在客艙內另一個危機也在悄然發生其中一顆被過度擰緊的螺絲撬起了鋒利的毛邊不斷摩擦著緊貼的線纜隨著絕緣層被磨破羅路的電線造成了短路致使多台設備瞬間擋機随后控制室裡響起了刺耳的警報聲但好巧不巧的是在這些擋機的設備中剛好有一台是控制發動機液氧輸送的計算機這就造成了一個詭異的現象原本是兩台一台調控液氧壓力的計算機由於其中讀數較低的那台發生了宕機所以另一台就誤認為發動機內的液氧壓力值過高於是開始減少液氧的輸送量此時就發生了陰差陽錯的陰右邊被擊穿的發動機液氧消耗過多而中間計算機故障的發動機液氧輸送量減小兩者剛好相互抵消從而使液氧的消耗速度很快回到了正常狀態雖然在這一過程中動力的少量損失導致哥倫比亞號略低于預期高度進入太空但隨後通過軌道發動機成功彌補了缺失的高度才使任務得以繼續並將錢德拉望遠鏡成功完成部署由於在隨後的返航途中也無需用到主發動機最後這五名宇航員也有經無險地安全返回地球完成了這場奇蹟般的絕地求生但即便如此航天飛機依然沒有逃脫強制退役的命運因為无论是1986年的挑戰者號空難事件還是此次的液氫洩露事件NASA自始至終都沒有改掉那盲目自信的臭毛病于2003年1月16日的一次太空任務中當哥倫比亞號航天飛機在肯尼迪航天中心發射升空的80秒後由於與大氣層劇烈的摩擦導致燃料箱上的一塊隔熱泡沫板脫落並擊中了飛機的左翼而這一切都無人知曉航天飛機似乎并未受到任何影響依舊在這航天員們進入軌道並展開正常的工作但就是這個看似不起眼的突發事故卻注定成為了一場有去無回的太空之旅次日當地面工作人員在檢查高分辨率圖像時發現了這一幕並迅速上報但NASA管理層卻認為由於救援計劃非常複雜且太之巨大且之前航天飛機執行的79次飛行任務中有65次都存在泡沫脫落問題並全都安全返回因此他們決定再賭一把而正是這種賭徒心理最終導致飛機在返航途中解體爆炸7名宇航員無一倖存而這一系列的安全隱患直到宇航員們將生命永遠停留在茫茫太空的那一刻依舊都被蒙在鼓裡

容易懂 Easy Know

想像太空梭(哥倫比亞號)像一輛火箭跑車,肩負著運送超重望遠鏡的任務。在發射升空時,它同時遭遇了兩個致命的麻煩。第一個麻煩:引擎裡的一顆小金屬釘脫落,刺破了管子,導致火箭開始偷喝太多燃料(液氧),這樣下去燃料很快就會用光而爆炸。第二個麻煩:在太空梭客艙內,一條電線短路,把負責控制燃料輸出的電腦弄壞了。奇怪的是,這台壞掉的電腦反而誤打誤撞,告訴引擎要「少喝一點」燃料。結果是:第一個麻煩造成「喝太多」,第二個麻煩造成「減少喝」,兩個錯誤剛好互相抵銷,讓火箭重新回到正常狀態!這場陰差陽錯的幸運拯救了所有宇航員。可惜的是,後來太空中心因為對過去的經驗太過自信,忽略了一個小小的警示(隔熱泡棉掉落擊中機翼),最終導致太空梭在返航時解體,提醒我們絕對不能輕忽任何安全問題。

總結 Overall Summary

1999年,哥倫比亞號航天飛機執行STS-93任務,目的是部署極為沉重的錢德拉X射線望遠鏡。為了這次任務,航天飛機使用了經過多次翻修的RS-25引擎,其中液氧輸送管的裂縫被工程師以節省成本的方式,使用金屬銷釘堵住。發射後不到十秒,第一個致命故障發生:一枚金屬銷釘脫落,高速撞擊並刺穿了引擎噴嘴,造成液氫洩漏。由於洩漏導致燃料箱壓力過低,燃油控制器本能地注入過多液氧來維持壓力,這預示著航天飛機將因液氧過度消耗而無法到達預定軌道,並有爆炸的風險。由於缺乏關鍵感測器,地面與機組人員對此一無所知。

然而,在機艙內同時發生了第二個故障:一顆過度擰緊的螺絲摩擦電線,導致短路,使多台設備瞬間停機,其中包含一台控制該引擎液氧輸送的電腦。由於這台電腦故障,另一台電腦誤判發動機內的液氧壓力過高,開始執行「減少」液氧輸輸量的指令。

這個電腦短路導致的液氧輸輸量減少,奇蹟般地抵銷了因氫氣洩漏導致的液氧過度消耗。兩個原本足以導致任務毀滅的致命故障相互中和,使引擎消耗回到正常範圍,最終讓哥倫比亞號成功進入軌道,部署了錢德拉望遠鏡,並使五名宇航員安全返回。儘管這次任務倖存,但影片指出NASA持續存在的「盲目自信」和對安全隱患的忽視。這種心態在2003年哥倫比亞號返航時引發了悲劇:發射時隔熱泡沫板脫落擊中機翼的輕微損傷,被管理層認為風險可控而忽略,最終導致航天飛機在返回地球途中解體,七名宇航員全數罹難。

觀點 Viewpoints

1. 工程維修的風險:為了節省開支和簡化流程,工程師使用金屬銷釘來修補引擎液氧輸送管的裂縫,這種簡化維修雖然短期有效,卻是STS-93任務中第一個致命故障的直接根源。

2. 系統冗餘的意外效應:機艙內由於電線短路導致的電腦宕機,本是嚴重的單一故障,但因其控制了液氧輸輸量,意外地與外部的燃料洩漏危機相互抵銷,體現了複雜系統中非預期交互作用的可能性。

3. 缺乏關鍵監測設備:航天飛機的主發動機噴嘴部位沒有設置感測器來檢測燃料洩漏,導致在發射初期,地面控制中心和宇航員完全無法得知正在發生的致命故障。

4. NASA管理層的盲目自信:影片批評NASA在挑戰者號和STS-93事件後,仍然抱持著「過去安全返航的次數多於事故」的賭徒心態,特別是在2003年泡沫撞擊事件中,這種僥倖心理最終導致悲劇。

5. 輕忽小風險的致命後果:雖然1999年的兩重故障被奇蹟般抵銷,但NASA未能從中吸取教訓,對發射時隔熱泡沫脫落擊中機翼的看似「小問題」置之不理,最終使哥倫比亞號在2003年返航時結構損毀,釀成空難。

摘要 Abstract

✅ 哥倫比亞號STS-93任務因兩項致命故障同時發生並相互抵銷而奇蹟般倖存。

⚠️ 發射後不久,引擎維修用的金屬銷釘脫落並刺穿噴嘴,導致液氫洩漏,促使燃油控制器注入過量液氧。

📌 液氧過度消耗本將導致燃料不足、無法入軌,甚至可能引發爆炸。

⚠️ 艙內短路使一台控制液氧輸輸量的電腦宕機,意外導致系統減少了液氧的輸送量。

✅ 電腦故障導致的液氧減少,精確地抵銷了洩漏造成的液氧過度消耗,使引擎恢復正常。

📌 這次九死一生的經歷使得五名宇航員安全返回,並成功完成了錢德拉望遠鏡的部署。

⚠️ 儘管有驚無險,NASA未解決安全隱患和盲目自信的問題。

📌 最終,哥倫比亞號在2003年因發射時隔熱泡沫擊中機翼造成損傷,返航時解體,七名宇航員犧牲。

FAQ 測驗

第一題:1999年哥倫比亞號STS-93任務中,第一個致命故障是因何而起?
A. 外部燃料箱發生大型爆炸。
B. 引擎噴嘴被用來修補裂縫的金屬銷釘脫落並刺穿。
C. 宇航員在艙內操作錯誤導致引擎過熱。
D. 航天飛機撞擊到太空碎片。
正確答案:B。解釋:工程師用來堵塞液氧管道裂縫的金屬銷釘在發射時脫落,高速撞擊了引擎噴嘴,造成刺穿和液氫洩漏。

第二題:在STS-93任務中,機艙內的電腦短路故障,是如何奇蹟般地抵銷了第一個引擎故障?
A. 它自動修正了液氫洩漏的管道。
B. 它提高了引擎的燃燒效率,減少了整體燃料需求。
C. 它導致系統誤判液氧壓力過高,從而減少了液氧的輸送量。
D. 它增加了液氧的供應,正好彌補了液氫的損失。
正確答案:C。解釋:電腦故障使得另一台電腦誤認為液氧壓力過高,因此下達了減少液氧輸輸量的指令,恰好抵銷了第一個故障造成的液氧過度消耗。

第三題:導致2003年哥倫比亞號航天飛機最終解體的直接原因,是哪種隱患被NASA管理層忽略?
A. 著陸時因天氣惡劣造成跑道濕滑。
B. 機艙內由於電線短路導致的導航系統失靈。
C. 發射升空時,燃料箱上的隔熱泡沫脫落並擊中飛機左翼造成結構損傷。
D. 航天飛機的輪胎在太空中發生爆胎。
正確答案:C。解釋:雖然隔熱泡沫脫落被地面發現,但管理層錯誤地判斷其風險,未採取救援措施,最終導致機翼在返航時因結構受損而解體。

✡ Oli小濃縮 Summary bot 為您濃縮重點 ✡

https://youtube.com/shorts/D0daXuxA6f4

*

張貼留言 (0)
較新的 較舊

廣告1

廣告2