未竟的太空旅程

乔善勋

对于人类而言，每次飞向太空的旅程都充满了危险和挑战。然而，前途再崎岖，也无法阻挡航天先驱的步伐。维珍集团创始人理查德·布兰森为了探索太空旅行的路径，率领团队研发出了维珍银河太空船系列。

2014年10月31日，维珍银河（VG）太空船2号（SS2）在脱离母船后，升空不久便发生爆炸，整架航天器瞬间解体，最终坠落在加州莫哈维沙漠上。一名飞行员跳伞逃生，另一名飞行员遇难。

突如其来的空难

太空船2号由缩尺复合体公司负责设计制造。该公司1982年成立于加州莫哈维，以非传统设计著称，产品大量使用非金属复合材料，其代表性产品便是和维珍集团共同开发的太空船1号及太空船2号。

维珍银河的试飞基地在美国加州南部的莫哈维航空航天港。2014年10月31日，维珍银河邀请了诸多媒体和专业人士来共同见证太空船2号的试飞活动。

太空船2号由火箭发动机驱动，可以容纳2名飞行员和6名乘客。它起飞时悬挂在母机上（白色骑士2号），飞至1.4万米高度时和母机分离。接着，太空船2号携乘客在4.27万米的太空边缘停留5分钟，然后返航并降落。

布兰森希望让游客以25万美元的“低价”乘坐太空船2号体验遨游太空的奇妙感受。这一报价确实远低于之前的价格，2001年丹尼斯·蒂托的太空之旅耗费了2000万美元。

维珍太空船的研发遇到了很多困难。早在2007年，太空船2号在测试火箭发动机时发生爆炸，当场导致3名工程师遇难。此外，项目的不断延期让维珍集团背负了巨大压力，但数百名尝鲜者已经预定了位置，所以此次试飞的成功与否至关重要。

此次试飞的机长是皮特·西博尔德，43岁，曾驾驶过11种不同类型的飞机。副驾驶是麦克·阿尔斯伯里，39岁，拥有丰富的试飞经验。

2010年10月10日，太空船2号完成首次载人滑翔飞行。2013年4月29日，完成首次动力飞行。2014年10月31日，太空船2号将要完成第36次试飞活动，也是它第4次自身动力飞行。这一次，试飞员将测试新型火箭发动机。

上午9时20分，白色骑士2号获得起飞许可并顺利起飞。当白色骑士2号爬升至两机分离高度时，一个机载多功能显示屏突然发生了故障，不过该设备很快重启了。

故障消除后，白色骑士2号开始执行分离前的检查单，这也是整个过程最关键的时刻。地面控制中心发出允许分离的指令后，太空船2号脱离挂架开始了自主飞行，一切看起来都挺顺利的。

在火箭发动机的强劲推动下，太空船2号很快便突破了音障，最高时速接近3马赫。就在这时，驾驶舱突然陷入异常的颠簸状态。火箭发动机点火14秒后，地面工程师收到了火箭发动机故障的信号。地面控制中心立刻发出取消试飞的指令。然而，一切为时已晚，太空船2号突然在空中爆炸，整机断裂成两半向地面坠落。

在众目睽睽下发生爆炸事件，对维珍的太空旅行计划造成重创，公司不仅损失了一架航天器，更重要的是损失了一名经验丰富的试飞员。

太空船2号没有设计紧急逃生系统，一旦发生不测，飞行员只能依赖降落伞逃生。事故发生后，传来了一个好消息和一个坏消息。好消息是西博尔德机长跳伞成功，搜救直升机发现了他的降落伞，并很快将其送到医院治疗。坏消息是，事发时副驾驶阿尔斯伯里被困于驾驶舱中，他来不及开伞导致坠地身亡。

提前了16秒

事故发生后，美国国家运输安全委员会（NTSB）立刻展开了调查工作。调查员发现太空船2号散落的残骸分布距离长达8公里，他们决定将航天器的残骸先收集到一起，而动力系统是重中之重。

太空船2号搭载了新型火箭发动机，燃料中混合了一氧化二氮和尼龙材料，这能使发动机的效率更好。当然，创新也意味着冒险，如果这种燃料在非正常状态下被点燃，就增大了爆炸的可能性。

调查员发现散落在地面的火箭发动机残骸并没有空中爆炸的痕迹，他们首先排除了发动机故障的原因。

随后，调查员开始走访地面控制中心。他们得知在爆炸发生前，地面控制中心收到了火箭发动机故障的信息，当时的影像资料显示，太空船2号的尾桁架和尾翼系统的铰链都处于向上折起状态。

太空船2号最典型的特征便是降落状态时的顺翼模式，它在飞行过程中会改变尾翼形状，当其达到最高速度时，飞行员会将尾翼调整至顺翼状态，这会增加阻力并减缓下降速度，這是航天器安全返航的重要步骤。

飞行员需要通过两个步骤才能使太空船进入顺翼状态。首先，飞行员要解锁尾翼系统，使尾桁架处于可转动状态。其次，飞行员需要拉出尾翼操作杆才能对尾桁架的位置进行调整。驾驶舱影像记录仪显示，当时飞行员解除了尾翼系统的锁定装置，但并未进行第二步操作。然而，安装在机身外部的影像记录仪显示，太空船2号的尾翼移动了。

本来应该在降落时才被打开的装置，怎么会在太空船全力加速时启动了呢？

调查员将调查重点放在了太空船2号的制动器上。这个系统将尾桁架固定在一定的位置，当飞行员做出相应动作时，制动器便会带动尾桁架进入顺翼位置，为返航做准备。调查员对制动器进行详细分析后，发现这个装置是太空船2号坠地后才遭到损坏的，制动器系统失效的选项被排除了。

调查员开始研究太空船2号的飞行数据信息，这类似于客机的飞行数据记录仪（FDR），它会记录下太空船的飞行数据和飞行员的操作动作。飞行数据显示，两机在分离前一切正常，两机分离后，太空船2号的火箭发动机点火，8秒后，羽翼制动器解锁，再过4秒，太空船2号就解体了。在此期间，飞行员进行了一系列操作，难道是他们的操作出现了问题？

为准确了解太空船2号的操作流程，调查员来到缩尺复合体公司并询问了太空船2号的设计工程师，他们得知解除尾翼锁定装置的时间窗口在1.4到1.8马赫之间，而飞行员在解锁时，太空船2号的速度仅为0.8马赫。工程师介绍说，太空船2号在低速飞行时，气动载荷会将机尾向下压让太空船保持平衡。当太空船的速度达到音速附近时，机尾的受力方向会改变，它会被升力抬起。而当太空船进行超音速飞行时，气动载荷会再一次占上风，将机尾向下压。

所以，太空船2号的操作手册规定，只有在最后阶段才能解锁。正是飞行员解锁尾翼锁定装置的操作提前了16秒，导致了灾难发生，强大的气动力撕裂了机体。

设计中的缺陷

为什么经验丰富的试飞员，会犯下如此低级的错误？

调查员走访了机长西博尔德。他们得知太空船2号的火箭发动机点火后，整个机体就非常颠簸，机头开始抬升，其中的一个机载显示器还曾死机重启。调查员找来一台同款显示器，他们演示了一下重启系统后的效果，但显示器显示的数据信息一切正常。

调查员查阅了飞行员的飞行记录后得知，副驾驶阿尔斯伯里拥有超过2100小时的飞行经验，曾驾驶过太空船1号和白色骑士2号，之前执飞过8次太空船2号任务，但是他知道过早解锁尾翼锁定装置的后果吗？

令人遗憾的是，调查员没有从飞行员操作手册上找到任何提前解锁会造成太空船解体的内容。试飞检查卡上注明了飞行速度在1.4马赫时，解锁羽翼系统，但并没有说明过早解锁会发生什么结果。调查员只是从4年前的电子邮件中看到了关于过早解锁尾翼系统的相关内容，也许飞行员早就忽略了这条信息。

此外，缩尺复合体公司的工程师也没有为太空船2号设计尾翼锁定装置的失效保护程序，他们认为没有必要多此一举，他们完全没有想到试飞员也会犯错。

调查员翻阅副驾驶阿尔斯伯里的训练记录后发现，他一共进行了112次模拟训练，从未犯过提前解锁尾翼系统的错误，但是有一次将解锁时间延误了。根据模拟程序规则，当太空船速度达到1.8马赫仍未解锁尾翼系统时，模拟试飞程序将自动终止，这并不会带来灾难性的后果。

太空船2号的飞行活动非常具有挑战性，试飞员需要在短暂的时间内执行一系列操作程序，而且还要在正确的时间内做出正确的动作，这会给他们带来很大的压力。调查員认为，正是无形的时间压力导致副驾驶阿尔斯伯里决定提前解锁尾翼系统，因为他可能认为如果在1.8马赫时还未解锁尾翼系统，此次试飞将以失败告终。

模拟机训练时，驾驶舱处于平稳状态，而太空船2号实际飞行时，驾驶舱会非常颠簸。复杂多变的驾驶舱环境也影响了试飞员的表现，他们在陌生的环境中和高强度工作压力下可能做出错误的操作。

试飞员可谓是精英中的精英，但这并不代表他们不会犯错。是人便会犯错，这就需要设计师充分考虑试飞员能力限制的问题。

NTSB认为，缩尺复合体公司需要承担相应的责任。设计师应该明确告诉试飞员，提前解锁会带来什么样的结果，而且他们也没有设计安全冗余和灾难挽救程序。也许，在解锁装置旁安装一个速度提示器，就能避免此次灾难的发生。