黄志澄

　　2月1日，美国东部时间上午9点，美国哥伦比亚号航天飞机在返回大气层时失事，七名航天员全部罹难，噩耗传来，举世震惊。可靠性和安全性是载人航天第一要务

　　载人航天发展史上的血的教训告诫我们，忽视载人航天系统的可靠性、安全性，必将

付出沉重的代价。

　　1967年1月，“阿波罗-1号”在发射台演练时，由于座舱内充的是纯氧气体，导致发生火灾。3名航天员被烧死。1967年4月，联盟-1号飞船在飞行中发生一系列故障，控制系统失效，导致飞船旋转，进行纯弹道式再入。着陆前，主伞未能打开，备用伞的伞绳又被缠绕，1名航天员摔死。1971年6月，联盟-11号飞船的返回舱在分离时，12个爆炸装置不正常地同时点火，引起的冲击使座舱的压力平衡阀过早打开，3名航天员因舱内减压而死亡。1986年1月，挑战者号航天飞机在第10次飞行中，由于右侧固体火箭发动机后部连结处的密封圈失效，致使起飞73秒后，发生爆炸，7名航天员全部遇难。

　　这些事故，不仅使航天计划受到很大的挫折，而且在政治上、经济上都造成了巨大损失。这些事故告诉我们：必须在设计、生产、试验、使用的全过程都要高度重视可靠性和安全性，应采用一系列的措施，如增设故障监测装置和救生系统等，来提高载人航天系统的可靠性和安全性。更重要的是，这些事故让我们认识到：必须正确处理经费、进度、技术进步和按照研制规律安排工作的关系。经费的制约是客观存在的，赶进度和盲目追求技术进步，常常给后续的工作埋下隐患。

　　例如，苏联在登月火箭屡屡失事而无法实现载人登月时，为了显示自己的飞船技术并不落后于美国，在飞行试验做得还不够充分的情况下，就进行联盟号飞船的首次载人飞行，导致船毁人亡。又如美国在航天飞机的设计中，主要考虑保持航天技术的领先地位，但经费和进度都十分紧张，无法考虑增加有效的故障监测装置和救生系统，使得挑战者号和“哥伦比亚号”发生事故后，无法救出航天员。这种盲目追求领先，忽视按科学规律办事，而造成灾难性事故的惨痛教训，是十分深刻的。

　　对于载人航天系统来说，实现全轨道的有效救生，目前还存在许多困难。因而，救生将成为载人航天系统的一项十分重要又亟待解决的关键技术。在追求技术先进时不要忽视技术的渐进性

　　美国在设计航天飞机时，希望运送1千克有效载荷到地球低轨道的费用能降到352美元，但目前仍超过1万美元。其主要原因是在设计中没有把维护、运行方面和降低全寿命费用作为一个设计目标。

　　美国宇航局原来计划发展完全重复使用的两级入轨的火箭飞机，但研制费高达100亿美元，而预算管理署只批准50亿～60亿美元，使得宇航局只能选用抛掉外部燃料箱的方案，并设计一种基于现有技术基础的轨道器。在此以后，整个设计过程中，剩下来的事情就是在研制费用和运行费用两方面进行权衡，不过他们的主要注意力还是放在降低投资，而不是放在对以后可能给该系统的用户造成的后果上。因此，在航天飞机的设计中，对部件的易维修性、互换性和通用性考虑得很少，导致在执行一次任务后，发动机和防热系统都需要经历复杂的地面维护、更换部件和重新组装的过程，加上为准备飞行要测试的数据很多，数据处理工作十分复杂，要维持一支庞大的运行队伍，使得运行费用在总的运输费用中占42%(其余54%为硬件费用，4%为推进剂费用)。这些问题，使得航天飞机不仅没有达到降低运输费用的目标，在地面周转的时间太长，至今美国一架航天飞机每年最多只飞过4次。整个飞行计划也缺乏灵活性，而且大大降低了安全性，造成了两次机毁人亡的重大事故。

　　美国这次“哥伦比亚号”失事，也与美国在有关发展下一代重复使用航天运输系统方面的决策屡屡失误有关。“哥伦比亚号”已使用了22年，它的部件已经老化，而且它的许多设计思想和所用的技术，如人货合一，易损坏和易脱落的防热瓦等，难于确保航天员的安全。实际上，美国在研制成功航天飞机后，已决定发展下一代重复使用系统来代替航天飞机，但由于决策失误，至今仍是一片空白。

　　1986年，美国当时的总统里根，宣布了“东方快车”计划，从而美国宇航局和美国空军联合进行了“国家空天飞机”计划(NASP)，该计划在1995年终止，耗资24亿美元。在这以后，美国转向发展以火箭发动机为动力的单级入轨的航天运载器。美国选定洛马公司方案，并与洛马公司签订了研制缩比验证机X-33的合同，在X-33试飞成功后，再发展全尺寸的“冒险星”方案。2001年3月1日，由于X-33没有突破液氢燃料箱技术，美国宇航局终止了已投资达9.12亿美元的这项合同。与此同时，宇航局又决定全面推进航天运载倡议计划(SLI)，并提出了一个一体化航天运输计划(ISTP)。2002年11月13日，美国总统布什在他提出的2003年的预算修正案中，要求美国宇航局加速完成该计划。这个计划现在包括航天飞机改进、轨道太空飞机(OSP)和下一代可重复使用运载器(RLV)技术。决定在原SLI的总经费48亿美元中，拿出24亿美元用于轨道太空飞机，其总投资估计达30亿美元。轨道太空飞机将用美国最近发射成功的一次性运载火箭宇宙神5号火箭和德尔它4号火箭来发射，主要用于将航天员送往国际空间站。

　　美国发展下一代重复使用航天运输系统出现一波三折的教训是十分深刻的，究其原因，主要是过度追求技术的先进性而忽视了技术的渐进性。

　　为了提高开发太空资源的效益，必须确保安全可靠，又要大幅度地降低运输费用。为实现这个目标，一定要谨慎地按科学规律进行决策，稍有疏忽，必将为此付出惨重的代价。

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