“发现号”升空———沪上专家细解“六大悬疑”[转帖]

来源：百度文库编辑：超级军网时间：2024/05/06 05:28:47

摘自鼎盛王朝   大家好  2006-07-05 11:16 http://top1.jschina.com.cn/bbs/ccb/index.cgi 　　 　国际空间站的宇航员正忙着迎接“发现”号。第一是收拾行李，准备好需要让航天飞机带回地面的全部物品和设备；第二是为“发现”号的宇航员们将要进行的太空行走准备宇航服；第三是勤练摄影，要在“发现”号贴近时为它拍照，以便美国宇航局及时发现并消除它外表可能存在的问题。 　　北京时间今天凌晨2点38分（美国东部时间4日下午2点38分），美国航天飞机“发现”号在肯尼迪航天中心成功发射。 　　带着燃料箱上一道“伤疤”，带着美国宇航局历史上首次未经安全部门认可的不安，“发现”号让今年的美国独立日成为了美国首个宇航国庆。 　　尽管还有些忐忑，但人类向太空探索的步伐，依然继续…… 　　“我们将用烧烤庆祝” 　　“我们对今天的发射充满信心。”北京时间昨晚9点半，记者电话接通了美国宇航局公共事务处，新闻发言人珍妮弗这样说道。 　　“老天都在照顾我们，之前的天气预报称今天有好天气的概率是60%，而现在最新的天气预报说概率已经有80%了。现在对航天飞机的最后一组检查已经结束，宇航员刚刚集体享用了一顿早中餐，并已换上橙色的宇航服。”珍妮弗说，“这次‘发现’号将在太空飞行12天，主要任务是检测改进后的航天飞机的安全性能，并为国际空间站送去给养，另外机组成员中的托马斯·赖特尔将留在空间站工作。” 　　至于让人担心的裂缝，珍妮弗告诉记者：“确实，我们没有修复它。但通过详细检查和数据分析，已经确定它不会影响安全，一切准备就绪。” 　　一切就绪，蓄势待发。 　　北京时间昨晚11点多，当肯尼迪航天中心草坪上那个2米多高的倒计时器显示发射仅剩3小时，记者再次接通公共事务处。一位退休后又回美国宇航局当志愿者的女士说：“宇航员们已乘专车前往发射场，刚刚进入了‘发现’号的驾驶舱，他们的状态都很好。”电话里，这位女士的声音很兴奋：“发射成功以后，我们这里会用烧烤来一次喜庆。从我这看出去，天气晴朗，观看点附近的道路已经开始堵车，到处都是挥着国旗、拿着啤酒和食物的人。从电视里，我还看到发射现场挤满了记者，我们都在等待这个时刻的到来。” 　　“发现号”六大悬疑 　　美国航天飞机历史上的第115次飞行———“发现”号终于上天了。然而，面对两度推迟、泡沫材料毛病依旧等问题，总让人生疑。为此，昨日记者采访上海航天专家，以求解析。 　　悬疑一：怎么毛病都在燃料箱 　　2003年“哥伦比亚”号航天飞机失事，是由于燃料箱上的泡沫板碎片砸中隔热舱；去年“发现”号升空，燃料箱上脱落了泡沫板碎片；此次“发现”号又在泡沫材料上发现了裂缝。怎么回回毛病都在燃料箱？ 　　钱文耀（上海市宇航学会研究员）：准确地说，问题是出于覆盖在发动机燃料箱上的隔热泡沫板。当燃料箱注入超低温的液氢和液氧时，防止它们过快蒸发以及外壁结冰的泡沫材料，很容易在急剧的温度变化下产生裂纹，在航天飞机升空时脱落很有可能。这是一个目前航天飞机普遍存在的安全隐患，要克服它技术难度确实很大。 　　刘宗映(上海航天技术研究院研究员)：要说清楚这个问题，还要谈谈航天飞机的构造布局。美国航天飞机采取并联式设计，燃料箱直径达8米，外挂在航天飞机下。在发射升空后，由于航天飞机整体会进行旋转，飞机会在燃料箱的下方。 　　这时候，因为燃料箱内冷外热会产生冰水，如果燃料箱上的泡沫材料脱落，那两者一起，再加上每秒7.9公里的“第一宇宙速度”，破坏效果不亚于铁块，而且每一块都有可能落在下方飞机身上，造成“致命”伤。其中非人可控制的因素太大了，老出问题也是自然的。 　　悬疑二：首次未获安全认证 　　美国媒体报道说，这次是美国宇航局历史上首次未获得安全部门认证的航天飞行，这是怎么回事？ 　　刘宗映：早在“哥伦比亚”失事后，美国成立了专门的小组，对以后航天飞机的飞天计划进行安全评估。这一次的分歧还是主要集中在隔热系统改进有没有已经足够了的争论上。技术部门认为应该推迟，但宇航局长格里芬认为已经可以冒一次险了。 　　在我看来，这反映美国宇航局的管理高层更多是出于政治考虑，希望尽快完成已经一再延迟的国际空间站建设，缓解压力。可以说，现在是“拿着黄牛当马骑”。 　　钱文耀：我个人认为，心理状态大于技术状态。也就是说，安全部门被这几次的一身身冷汗吓得更谨慎。 　　悬疑三：1%的事故几率如何算 　　美国宇航局称此次航天任务的事故几率为1%，这是怎么算出来的？ 　　钱文耀：这是美国宇航局的专家团根据天气、发射时间、航天飞机的寿命、工作人员的状态等多种因素综合评估算出来的。我们的载人航天飞船也有一个类似数字，比如“神六”发射安全性是99.7%。应该说，1%这个数字不算高，而且我个人认为这背后还存在谨慎心态的影响。 　　刘宗映：其实，发射的成功几率，早在飞船设计的时候就能确定，成功率多少都是设计好了的。后来再根据发射次数、航天飞机使用年限、一些元器件的可靠性和人组装的因素再进行计算。当然影响的因素也很多，连续不断的新技术应用、发射时间、天气和管理都影响到最后的成功率。 　　悬疑四：六大改进效果如何 　　此次“发现”号的六大改进分别是关于缝隙填充料、新隔热瓦、更大更平稳的轮胎、“凸起气动负荷”斜面、“冰霜斜面”以及摄像效果的改进。除了轮胎的改进，这些改进大都关于隔热泡沫板。改后有大的效果吗？ 　　袁乃新（上海市宇航学会青少年科普专家）：其实，以前每次航天飞机发射时也几乎都会发生泡沫碎块脱落的情况，只是因为这种泡沫比冰轻很多，所以直到“哥伦比亚”号因此而失事，这个看起来很轻的小东西才引起重视。改进后的效果究竟有多好，还没发射没人能知，但可以说，目前“发现”号的安全只是达到了一个可以接受的范围。 　　刘宗映：很明显，这些改进都还不够正式。去年“发现”号回来后，机体上有上百处的创伤，问题一堆，今年的飞行计划也从3月推迟到7月。虽然在“发现”号已经进行过的31次飞行中，不断进行着修修补补，但这一次的六大改进很难根本解决问题，效果还要再看。 　　悬疑五：复杂救生怎样进行 　　“发现”号有一项以往不具备的功能：如果在发射中受到严重损伤，将启动“人机分离”计划，让宇航员呆在空间站，而通过遥控电缆系统让无人的航天飞机返回地面，再进行营救，这怎么进行？ 　　刘宗映：我对此次发射疑问非常大的地方，就是救生。首先，此次“发现”号将搭载7人上天，而目前空间站中已有2人。实际上，这个空间站设计标准只能容纳6人，让9个人挤进去，空间站会遭到巨大挑战，这样救生不太现实。其次，救援还需要另一架航天飞机“亚特兰蒂斯”号升空，但目前还没有听到任何准备就绪的消息，万一要起飞，准备、检测、发射等一系列工作耗时不会少。虽然目前空间站号称能维持这些人几十天的生活，但这显然是一种边缘状态，很难让人信服。 　　悬疑六：国际空间站将往何处去 　　根据美国宇航局的说法，如果此次发射失败，就将是最后的谢幕。那么一直依赖美国的航天飞机的国际空间站将往何处去？未来的航天器会是什么样？ 　　钱文耀：目前俄罗斯在用的“联盟”号载人飞船，除了能运3名宇航员，还能搭载几百公斤物资；而航天飞机不但能带上好几名宇航员，还能携带数十吨物资。所以，如果失去航天飞机，刚建了一半的空间站很可能就将变成太空中最大的“烂尾楼”。 　　但航天飞机本身也不是长远之策。它的设计初衷是想通过反复使用来省钱，结果由于系统庞大，维修费用比预估贵得多，一次发射需要4.7亿美元，代价太高了。相比之下，运载火箭虽然是一次性发射，但成本低许多，比如我们的“神六”，大概只用了1亿元人民币左右。 　　刘宗映：航天飞机自1982年第一次正式上天起，为人类宇航史做出了巨大的贡献。但现在看来，因为设计时间较早，技术并不完美。与之相比，俄罗斯人一直自豪自己建造空间站的方法，先用运载火箭将空间站的大部件发上天，再用飞船送人上天进行工作，这样安全性、可靠性更高，应该说值得借鉴。 　　今天，美国也在积极开发新一代航天器，比如说将现在的并联式设计改为串联式，运载火箭也由4段式改为5段式。而新的航天器和俄罗斯正在研制的非常相似，一是乘人更多，从3人到6人；二是指挥舱可以部分重复使用，现在的“神舟”号和“联盟”号都是一次使用，而这个返回舱要可以重复使用。总之要做到“一次入轨，重复使用”，希望在2010年能够成功上天。这个也叫空天飞机，应该是未来航天器发展的一个方向。 　　其实，不论还有多少挫折必须经历，但人类向往宇宙、探索奥秘的步伐永不停歇……    摘自鼎盛王朝   大家好  2006-07-05 11:16 http://top1.jschina.com.cn/bbs/ccb/index.cgi 　　 　国际空间站的宇航员正忙着迎接“发现”号。第一是收拾行李，准备好需要让航天飞机带回地面的全部物品和设备；第二是为“发现”号的宇航员们将要进行的太空行走准备宇航服；第三是勤练摄影，要在“发现”号贴近时为它拍照，以便美国宇航局及时发现并消除它外表可能存在的问题。 　　北京时间今天凌晨2点38分（美国东部时间4日下午2点38分），美国航天飞机“发现”号在肯尼迪航天中心成功发射。 　　带着燃料箱上一道“伤疤”，带着美国宇航局历史上首次未经安全部门认可的不安，“发现”号让今年的美国独立日成为了美国首个宇航国庆。 　　尽管还有些忐忑，但人类向太空探索的步伐，依然继续…… 　　“我们将用烧烤庆祝” 　　“我们对今天的发射充满信心。”北京时间昨晚9点半，记者电话接通了美国宇航局公共事务处，新闻发言人珍妮弗这样说道。 　　“老天都在照顾我们，之前的天气预报称今天有好天气的概率是60%，而现在最新的天气预报说概率已经有80%了。现在对航天飞机的最后一组检查已经结束，宇航员刚刚集体享用了一顿早中餐，并已换上橙色的宇航服。”珍妮弗说，“这次‘发现’号将在太空飞行12天，主要任务是检测改进后的航天飞机的安全性能，并为国际空间站送去给养，另外机组成员中的托马斯·赖特尔将留在空间站工作。” 　　至于让人担心的裂缝，珍妮弗告诉记者：“确实，我们没有修复它。但通过详细检查和数据分析，已经确定它不会影响安全，一切准备就绪。” 　　一切就绪，蓄势待发。 　　北京时间昨晚11点多，当肯尼迪航天中心草坪上那个2米多高的倒计时器显示发射仅剩3小时，记者再次接通公共事务处。一位退休后又回美国宇航局当志愿者的女士说：“宇航员们已乘专车前往发射场，刚刚进入了‘发现’号的驾驶舱，他们的状态都很好。”电话里，这位女士的声音很兴奋：“发射成功以后，我们这里会用烧烤来一次喜庆。从我这看出去，天气晴朗，观看点附近的道路已经开始堵车，到处都是挥着国旗、拿着啤酒和食物的人。从电视里，我还看到发射现场挤满了记者，我们都在等待这个时刻的到来。” 　　“发现号”六大悬疑 　　美国航天飞机历史上的第115次飞行———“发现”号终于上天了。然而，面对两度推迟、泡沫材料毛病依旧等问题，总让人生疑。为此，昨日记者采访上海航天专家，以求解析。 　　悬疑一：怎么毛病都在燃料箱 　　2003年“哥伦比亚”号航天飞机失事，是由于燃料箱上的泡沫板碎片砸中隔热舱；去年“发现”号升空，燃料箱上脱落了泡沫板碎片；此次“发现”号又在泡沫材料上发现了裂缝。怎么回回毛病都在燃料箱？ 　　钱文耀（上海市宇航学会研究员）：准确地说，问题是出于覆盖在发动机燃料箱上的隔热泡沫板。当燃料箱注入超低温的液氢和液氧时，防止它们过快蒸发以及外壁结冰的泡沫材料，很容易在急剧的温度变化下产生裂纹，在航天飞机升空时脱落很有可能。这是一个目前航天飞机普遍存在的安全隐患，要克服它技术难度确实很大。 　　刘宗映(上海航天技术研究院研究员)：要说清楚这个问题，还要谈谈航天飞机的构造布局。美国航天飞机采取并联式设计，燃料箱直径达8米，外挂在航天飞机下。在发射升空后，由于航天飞机整体会进行旋转，飞机会在燃料箱的下方。 　　这时候，因为燃料箱内冷外热会产生冰水，如果燃料箱上的泡沫材料脱落，那两者一起，再加上每秒7.9公里的“第一宇宙速度”，破坏效果不亚于铁块，而且每一块都有可能落在下方飞机身上，造成“致命”伤。其中非人可控制的因素太大了，老出问题也是自然的。 　　悬疑二：首次未获安全认证 　　美国媒体报道说，这次是美国宇航局历史上首次未获得安全部门认证的航天飞行，这是怎么回事？ 　　刘宗映：早在“哥伦比亚”失事后，美国成立了专门的小组，对以后航天飞机的飞天计划进行安全评估。这一次的分歧还是主要集中在隔热系统改进有没有已经足够了的争论上。技术部门认为应该推迟，但宇航局长格里芬认为已经可以冒一次险了。 　　在我看来，这反映美国宇航局的管理高层更多是出于政治考虑，希望尽快完成已经一再延迟的国际空间站建设，缓解压力。可以说，现在是“拿着黄牛当马骑”。 　　钱文耀：我个人认为，心理状态大于技术状态。也就是说，安全部门被这几次的一身身冷汗吓得更谨慎。 　　悬疑三：1%的事故几率如何算 　　美国宇航局称此次航天任务的事故几率为1%，这是怎么算出来的？ 　　钱文耀：这是美国宇航局的专家团根据天气、发射时间、航天飞机的寿命、工作人员的状态等多种因素综合评估算出来的。我们的载人航天飞船也有一个类似数字，比如“神六”发射安全性是99.7%。应该说，1%这个数字不算高，而且我个人认为这背后还存在谨慎心态的影响。 　　刘宗映：其实，发射的成功几率，早在飞船设计的时候就能确定，成功率多少都是设计好了的。后来再根据发射次数、航天飞机使用年限、一些元器件的可靠性和人组装的因素再进行计算。当然影响的因素也很多，连续不断的新技术应用、发射时间、天气和管理都影响到最后的成功率。 　　悬疑四：六大改进效果如何 　　此次“发现”号的六大改进分别是关于缝隙填充料、新隔热瓦、更大更平稳的轮胎、“凸起气动负荷”斜面、“冰霜斜面”以及摄像效果的改进。除了轮胎的改进，这些改进大都关于隔热泡沫板。改后有大的效果吗？ 　　袁乃新（上海市宇航学会青少年科普专家）：其实，以前每次航天飞机发射时也几乎都会发生泡沫碎块脱落的情况，只是因为这种泡沫比冰轻很多，所以直到“哥伦比亚”号因此而失事，这个看起来很轻的小东西才引起重视。改进后的效果究竟有多好，还没发射没人能知，但可以说，目前“发现”号的安全只是达到了一个可以接受的范围。 　　刘宗映：很明显，这些改进都还不够正式。去年“发现”号回来后，机体上有上百处的创伤，问题一堆，今年的飞行计划也从3月推迟到7月。虽然在“发现”号已经进行过的31次飞行中，不断进行着修修补补，但这一次的六大改进很难根本解决问题，效果还要再看。 　　悬疑五：复杂救生怎样进行 　　“发现”号有一项以往不具备的功能：如果在发射中受到严重损伤，将启动“人机分离”计划，让宇航员呆在空间站，而通过遥控电缆系统让无人的航天飞机返回地面，再进行营救，这怎么进行？ 　　刘宗映：我对此次发射疑问非常大的地方，就是救生。首先，此次“发现”号将搭载7人上天，而目前空间站中已有2人。实际上，这个空间站设计标准只能容纳6人，让9个人挤进去，空间站会遭到巨大挑战，这样救生不太现实。其次，救援还需要另一架航天飞机“亚特兰蒂斯”号升空，但目前还没有听到任何准备就绪的消息，万一要起飞，准备、检测、发射等一系列工作耗时不会少。虽然目前空间站号称能维持这些人几十天的生活，但这显然是一种边缘状态，很难让人信服。 　　悬疑六：国际空间站将往何处去 　　根据美国宇航局的说法，如果此次发射失败，就将是最后的谢幕。那么一直依赖美国的航天飞机的国际空间站将往何处去？未来的航天器会是什么样？ 　　钱文耀：目前俄罗斯在用的“联盟”号载人飞船，除了能运3名宇航员，还能搭载几百公斤物资；而航天飞机不但能带上好几名宇航员，还能携带数十吨物资。所以，如果失去航天飞机，刚建了一半的空间站很可能就将变成太空中最大的“烂尾楼”。 　　但航天飞机本身也不是长远之策。它的设计初衷是想通过反复使用来省钱，结果由于系统庞大，维修费用比预估贵得多，一次发射需要4.7亿美元，代价太高了。相比之下，运载火箭虽然是一次性发射，但成本低许多，比如我们的“神六”，大概只用了1亿元人民币左右。 　　刘宗映：航天飞机自1982年第一次正式上天起，为人类宇航史做出了巨大的贡献。但现在看来，因为设计时间较早，技术并不完美。与之相比，俄罗斯人一直自豪自己建造空间站的方法，先用运载火箭将空间站的大部件发上天，再用飞船送人上天进行工作，这样安全性、可靠性更高，应该说值得借鉴。 　　今天，美国也在积极开发新一代航天器，比如说将现在的并联式设计改为串联式，运载火箭也由4段式改为5段式。而新的航天器和俄罗斯正在研制的非常相似，一是乘人更多，从3人到6人；二是指挥舱可以部分重复使用，现在的“神舟”号和“联盟”号都是一次使用，而这个返回舱要可以重复使用。总之要做到“一次入轨，重复使用”，希望在2010年能够成功上天。这个也叫空天飞机，应该是未来航天器发展的一个方向。 　　其实，不论还有多少挫折必须经历，但人类向往宇宙、探索奥秘的步伐永不停歇……

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