“红石”：一次刻骨铭心的发射

文/ 心榕

“红石”是美国发射载人飞船的第一种运载火箭，这种单级液体火箭由红石地地导弹改进而成，火箭全长25.4 米、最大直径1.78 米、起飞质量32 吨、起飞推力347 千牛，能把2 吨左右的飞船送入近地轨道。为了在顶部安装水星号飞船，火箭专门加强了箭体上部结构，加大了贮箱长度和蒙皮厚度，同时改进了推进系统和制导控制系统，还加装了应急救生逃逸塔。

红石火箭的首次发射距今已整整60 年，而那次发射也称得上是一次令人刻骨铭心的发射。

▲ 1960 年11 月21 日，竖立在发射台上准备第一次发射水星号飞船的红石运载火箭

忙中添乱

1960 年，美国宇航局上上下下为发射水星号飞船忙得不可开交。早在一年多前，也就是1958 年10 月7 日，美国宇航局在正式办公一个星期后就实施了这个载人航天计划，因为当时苏联专家曾公开宣布载人航天试验“正在取得迅速进展”，这让美国的航天专家们意识到，自己的对手正急不可待地想在这个领域再压美国一头。如果说在发射人造卫星的竞赛中，美国“起了一个大早，赶了一个晚集”，那么在载人航天飞行领域里，谁也不愿再看到龟兔赛跑那种结局了。就是在这样的背景下，水星载人飞行计划急剧加快了脚步。

水星载人飞行计划要实现3 个目标：把一个人送入太空，并绕地球轨道飞行；研究人在太空的适应能力和反应；最后使其安全返回地球。为了实现这3 个目标，美国宇航局研制了第一种载人飞船——水星号。这种飞船高2.9 米，顶部直径0.5 米，底部直径1.8 米，重约1.3 ～1.8 吨（每次飞行质量不同），可乘坐1 名航天员。它的外形像一只漏斗，主要由应急救生逃逸塔、降落伞舱、乘员舱和制动发动机等部分组成。

水星计划包括载人亚轨道飞行和载人地球轨道飞行，分别采用红石火箭和宇宙神火箭发射。虽然用宇宙神火箭的发射排在第二阶段，可它的试验却先于红石火箭。当时，宇宙神火箭像水星号飞船一样技术很不成熟，可靠性往高了说也就75%，就是说每发射4 枚火箭就会有1 枚失败，所以它的首次发射结果就可想而知了。1960 年7 月29日，第一枚宇宙神火箭从卡纳维拉尔角将一艘水星号飞船发射升空，执行代号MA-1 试验任务，可是发射后仅59 秒，火箭刚上升到9750 米就爆炸了，致使水星号飞船掉进大海，粉身碎骨。

不用说，这次失败的阴影给后面红石火箭的发射形成了巨大压力。

▲ 科研人员正在装配红石火箭尾部

▲ 红石火箭的A-7 液体发动机

发射的不是火箭

红石运载火箭第一次发射水星号飞船的任务代号为MR-1，目的是验证水星号飞船与运载火箭的匹配性，因此使用的飞船不是试验件，而是一艘由麦克唐纳公司制造的全配置飞船。

发射原计划在1960 年10 月初进行，但是在发射前22 分钟时因为控制系统出现故障被迫中止。发射先是被推迟到总统选举前一天，结果错过了机会，只好又改到11 月21 日。

11 月21 日，美国宇航局的决策人物大多赶到了发射场，因为谁都知道这是第一次载人亚轨道飞行前的一次关键试验。而对于那些技术人员来说，这将是他们亲眼所见的第一次火箭发射，而且用的是他们竭尽全力制造出来的火箭。他们不会忘记，在发射前的那段日子里，参加发射的每个人都夜以继日地工作，光是麦克唐纳公司的每个工程师一个星期就工作长达135 小时，因此疲惫到了极点。就是靠着这种拼命精神，他们把红石火箭竖立到了发射台上。

发射倒计时数到零秒时，火箭发动机正常点火，滚滚烈焰和浓烟自下向上翻腾而起，同时爆发出震天动地的轰鸣。掩体内的发射控制室里，控制台上的圆形刻度盘显示火箭发动机正朝着满负荷状态工作，其他情况也表明发射进行得非常顺利。

但是没过多长时间，控制人员突然听到了一种异常声音，与此同时，一直被摄像机跟踪拍摄的红石火箭突然不见了。在发射场上，烟雾中只见一个物体腾空而起，但却不是万众瞩目的红石火箭，因为它不可能飞升得那么快，这使那些没来得及欢呼的人们惊愕地张大了嘴巴。

“配角”成了“主角”

既然发射升空的不是火箭。那么火箭哪儿去了？

直到摄像机的镜头垂直移回到发射台时才从翻滚的烟雾中找到了它，同时惊魂未定的人们也看见它仍然矗立在发射台上。原来，红石火箭点火后只是稍稍抬了抬“屁股”就原地不动了，闪电般腾空而去的是其顶部的应急救生逃逸塔。

应急救生逃逸塔是载人航天飞行用的一种安全装置。水星号飞船由1万多个零部件组成，每个都经过了严格检验，因此当有人问它的安全性有多大时，1 位飞船工程师肯定地回答：“我敢让自己的孩子坐进去。”即使这样，为了提高载人飞行的安全可靠性，真正确保航天员的安全，除了提高红石火箭自身的可靠性外，还在飞船顶部安装了这种救生逃逸塔——通过飞船上的网格支架安装的1 枚带3 个喷管的固体火箭。一旦火箭在发射或者上升段出现险情时，救生逃逸塔能在1 秒钟内产生24 吨推力，把飞船推离火箭75 米之外，达到降落伞开伞的高度。

不过，救生逃逸塔在发射中使用的机会极少，一旦被用到麻烦就大了。所以人们对它宁肯“养兵万日”也绝不用兵一时，总是在火箭飞行到一定高度后就把它分离抛弃。这样的“命运”决定了救生逃逸塔在人类载人航天史上只能是一个“配角”。

然而，在红石火箭的这次发射中，救生逃逸塔却“改配为主”，一鸣惊人。点火后，虽然火箭由于故障没有正常起飞，可是飞船的飞行程序却误认为发动机点火正常，火箭已经处于飞行状态，进而在接到发动机关机的信号后，它又认定动力飞行阶段已经结束，应该执行预定的分离动作了，于是立即启动固体火箭，将救生逃逸塔抛射出去。此时，飞行程序哪知道，火箭还安安稳稳地坐在发射台上。

应急救生逃逸塔的意外抛射引起观众一阵混乱。有人惊讶得瞪大了眼睛，有人则看着它发呆发愣。突然，一名火箭技术人员惊叫起来：“那东西会马上掉下来！”边喊边钻到一辆卡车底下。这声喊叫提醒了周围的人，人们都纷纷躲避。

几秒钟后，应急救生逃逸塔从3000 米高空坠落在海滩上，距离一个飞船技术人员不到90 米。

▲ 水星号飞船

▲ 往红石火箭上吊装水星号飞船

火箭没有爆炸

事情来得太突然，发射场上的许多技术人员一时手足无措，因为他们的事故应急预案中根本没预见到这种意外情况。

这时，发射台上的红石火箭怎么处置是个问题，有6 种情况可能导致这枚装满推进剂却已经失去控制的火箭发生爆炸。其中一种是当箭上电池的电压下降时，燃烧剂箱排泄阀可能会自动开启，如果碰巧液氧贮箱和酒精贮箱之间的箱底开裂就可能引起爆炸。可是距离电池电压下降前还有多少时间，没人说得清楚。

发射人员研究了多种抢险方案，包括用一把来福枪将液氧贮箱射出一个洞以便减压，因为有人曾在德国的佩内明德火箭中心这样干过。可是研究到最后，谁也拿不定主意，最后决定还是谨慎从事，不采取任何行动，于是放弃了所有方案，只让发射人员赶快撤离。因为担心火箭发生爆炸，也为了减少爆炸中的伤亡，发射人员两个人两个人地从藏身的掩体里爬出来。

白天在紧张的气氛中过去了，接着黑夜也过去了，幸运的是火箭没有爆炸。

第二天早晨，技术人员赶到发射场检查了红石火箭，以便查出事故原因。他们在认定推进剂贮箱箱底没有损伤，液氧也安全泄出后，对火箭采取了安全措施，并拆除了水星号飞船上的火工品。

▲ 水星号飞船和其上方的应急救生逃逸塔（红色部分）

尺寸差和时间差

期待已久的发射变成了“坐地炮”，究竟发生了什么事？

不久，事故原因水落石出。原来，红石火箭尾部的脱落插头上有两根插针，发射时只要其中有一根断开，发动机就会立即关机。这种插头在以前的发射中多次使用过，从未出过问题，所以没有人太在意它，更不会想到它能结出失败的恶果。在这次发射的准备过程中，一名技术员发现一根插针接触得不太好，他在没有告知别人的情况下就自作主张地把针尖锉短了6 毫米，结果这一锉造成了天大的麻烦。

这名技术员作梦都想不到，两个一短一长的插针就这样埋下了隐患：本来当短插针断开时，长插针还未断开，就已经具备了火箭点火后关闭发动机的条件，更凑巧的是，这次发射的水星号飞船实际质量超过额定质量，使得火箭加速度有所降低，结果两个插针断开的时间更不一样，最后形成了21 毫秒的时间差。

俗话说“屋漏偏逢连阴雨”，这次发射中的倒霉事都赶到一块儿了。结果是发动机点火后紧急关机，火箭离开发射台后仅上升了5 厘米就掉了下来。好在有惊无险，火箭底部只受到了轻微损坏，水星号飞船整体完好，只损失了一些消耗部件。这次发射取得的唯一收获是应急救生逃逸塔按设计要求工作顺利分离。

▲ 执行MR-1 发射任务时，逃逸火箭意外点火

▲ 在原红石火箭的发射场上，水星计划的工作人员庆祝艾伦·谢泼德进入太空50 周年

针对事故原因，技术人员马上对火箭采取了更换电源插头，增加接地母线等改进措施，并很快收到了成效。一个月后的12 月19 日，红石火箭成功完成了代号MR-1A 的不载人亚轨道飞行任务；第二年的5 月5 日又成功发射了自由7 号水星飞船，美国航天员艾伦· 谢泼德顺利完成了15 分钟22 秒的第一次载人亚轨道飞行。

一次深刻教训

截止1961 年7 月21 日，红石火箭共参与了水星计划的3 次无人亚轨道飞行、1 次研究试验飞行和2 次载人轨道飞行。此后，水星号飞船的后续飞行改由宇宙神运载火箭接替。

在6 次发射中，红石火箭的成功率为 83.3%，仅失败1 次。然而，就是这唯一的失败深深地铭刻在人们的记忆中。对每一个参与MR-1 任务的人来说，谁都不会忘记这段痛苦的经历。在他们看来，无论是艾伦·谢泼德的首次亚轨道飞行，还是约翰·格伦的首次轨道飞行，甚至是阿波罗11 号航天员的首次登陆月球，都比不上这次发射让人刻骨铭心。

这次失败使美国宇航局接受了一次深刻教训，从而懂得了一个道理，就像中国成语所说的“差之毫厘，失之千里”；认识到在火箭和飞船研制这种庞大复杂的系统中，哪怕是一根小导管、一段小导线、一条小焊缝、一粒小异物、一次小失误都可能导致发射失败，造成惨重的政治影响和经济损失。

多年后，当年参加发射的一名工程师发出这样的叹息：“那是在管理方面我们接受的第一次深刻教训。”