伊隆·马斯克的噩梦
2015-12-26郭筱曦北京空间科技信息研究所
郭筱曦 (北京空间科技信息研究所)
伊隆·马斯克又一次从睡梦中惊醒,望着镜中自己因惊惧过度而扭曲的脸,回忆起梦中的情景:连续三次发射火箭都失败了,火箭像烟花一样爆炸成碎片,公司山穷水尽,钱在火光中快烧没了……忘了这是第几百次做这样的梦,同样的场景不断循环、不断重播,升空时欢呼雀跃,坠毁时极度痛苦。
更加痛苦的是,这一次不是梦。2015年6月28日,美国太空探索技术公司(SpaceX)的一枚猎鹰-9v1.1(Falcon-9v1.1)运载火箭从美国卡纳维拉尔角空军基地点火升空,预备执行该公司“龙”(Dragon)飞船的第7次“商业补给服务”(CRS)合同任务(SpX-7)。爬升约2min后,火箭爆炸解体,碎片四散,悉数坠入大西洋。发射前,人们最关注的仍然是火箭第一级回收试验,但没想到以火箭发射失败告终。
1 事故情况
发射前一周,SpaceX公司按惯例在发射前进行了猎鹰-9v1.1火箭第一级灰背隼-1D发动机的地面热试车。
2015年6月28日,火箭按时从卡纳维拉尔角空军基地SLC-40发射台发射。离开发射塔后,助推器执行俯仰、滚转和偏航组合程序机动以建立正确的飞行方位。爬升80s后经过最大动压力区域。在升空后130s,其中2台灰背隼-1D发动机关小油门,以便在主发动机关机时刻降低加速度大小。在T+2min19s,即第一级飞行的最后一段,飞行骤生变故,沿箭体长度方向出现强烈的排气或冷凝现象。跟踪录像显示,异常来源于火箭前端,而非尾部的9台灰背隼-1D发动机。
猎鹰-9 v1.1运载火箭发射
猎鹰-9v1.1火箭和“龙”飞船组合体构型
事故发生时刻,火箭飞行高度为45km,速度为1300m/s。T+2min22s,可见飞船与运载火箭脱离,而第一级发动机仍在运转。T+2min27s,清晰可见更高能的压力释放现象,几秒内整个火箭解体为碎片,溅落在大西洋中。
事故发生不到2h,美国航空航天局(NASA)局长查尔斯·博尔登发表声明称,NASA为任务失败感到沮丧,但未来仍将与SpaceX公司密切合作,了解原因、解决问题并早日复飞。博尔登同时表示,商业货运计划容许失败,NASA将继续以安全、有效的方式运行“国际空间站”,并将其作为未来较长期深空探索任务的试验平台。目前来看,各界反应均对SpaceX公司表示支持,并承认航天飞行之难。7月20日,SpaceX公司首席执行官兼首席技术官伊隆·马斯克宣布,这次爆炸是由火箭上一个有问题的支架引起的。这个钢材质支架用于固定火箭上的高压氦瓶。由于支架失效,导致高压氦瓶在火箭升空过程中脱落,并冲击了火箭第二级上的液氧贮箱,氦气泄漏产生高压导致液氧贮箱爆炸,整个火箭被炸毁。这种支架在猎鹰-9火箭上有数百个,由外包商制造,今后SpaceX公司可能会更换供应商。马斯克还说,针对此次爆炸事故的调查和评估并未结束,尚未发现其他故障与火箭爆炸有关。而猎鹰-9火箭发射次数减少及延期将给公司带来数亿美元的经济损失。
伊隆·马斯克在控制台旁
这是近8个月以来第三起涉及“国际空间站”货运任务的事故。此次,“龙”飞船共携带1867kg加压货物,其中有676kg为乘员补给,461kg为空间站硬件,529kg为科学设备。货物中尺寸最大、可能价值最高的是国际对接适配器(IDA),质量为526kg,本打算安装在空间站和谐号节点舱前端的加压接合适配器-2(PMA-2)上,作为未来商业载人航天器和其他航天器的对接口。该设备损毁对整个商业乘员计划影响深远,另一部国际对接适配器暂定于今年12月在“龙”飞船第9次任务中发射。地面还有零件可用于再造一部国际对接适配器,但整个计划已耗费NASA近1亿美元,损失巨大。损毁货物还包括行星实验室公司(Planet Lab)的8颗立方体卫星,这是该公司第二次在空间站货运任务中损失卫星,其26颗“鸽群”(Flock)卫星曾毁于2014年10月“安塔瑞斯”(Antares)/“天鹅座”(Cygnus)飞船事故。
NASA官员称,尽管有很多补给品和硬件随船箭损毁,但空间站运行在短期内不会受到影响,站上食物和饮用水储备均可保障乘员到10月底,而在此期限之前,会发射2艘“进步”货运飞船和日本第5个“H-2转移飞行器”(HTV-5),为空间站提供补给。此外,轨道-ATK公司计划于今年12月复飞“天鹅座”飞船,具体时间取决于其他任务安排。
2 真实的噩梦
此次事故是猎鹰-9火箭投入使用以来的首次发射失败,在此之前,从2010年开始连续18次发射均取得成功。这也是SpaceX公司自第三次试射猎鹰-1失败以来经历的首次运载火箭事故。
那是马斯克成立SpaceX公司的第5年,他投资1亿美元建造的“灰背隼”发动机和单发动机的猎鹰-1火箭就要首次试射了。这枚小火箭直径不足2m,事前估计的发射失败概率为2.8%,是美国历史上最低的。
然而,发射却接连失败:第一次,2006年,火箭点火升空不到1min就因燃料管破裂而发射失败,发动机起火,火箭下坠;第二次,2007年,火箭发射过程中出现了13次异常情况,最终导致飞行失控;第三次,2008年,火箭升空仅2min后,火箭开始震颤,发出异常声音,来自火箭的实况传输画面就此中断,最终与地面失去联系。
团队所有人都感到绝望,马斯克也面临巨大压力:如果第四次还是失败,SpaceX公司将无力承担第五次发射。在硅谷文化中,失败是荣耀的资本。马斯克总说:“如果失败得不够多,说明你不够创新。”但现实中,巨额赌注的失败,还是难以承受之重。曾有许多壮志未酬的私人航天公司随风消逝,SpaceX公司很可能步其后尘。
2012年9月28日,猎鹰-1第四次发射。火箭升空,没有爆炸,进入了预定轨道,而他本人正坐在控制台旁,留下了一张经典的照片。
从那之后,SpaceX公司的火箭就再也没有失败过。直到2015年6月28日,马斯克的44岁生日。