@ 2018.12.23 , 11:00

为啥火箭发射总推迟

作者:Neel V. Patel

为啥火箭发射总推迟
Credit:HW

原本有四枚火箭计划于周二发射,但这些火箭实际上都没能如期发射。发射延迟令人头疼,但每次推迟都有充分的理由,而且这些理由很常见。毕竟该行业主要都是和耗资数亿美元的设备和劳动力打交道,并且很高危,该推迟时不推迟是不明智的。

天气
发射被推迟的最大因素是天气。如果遇到连商业航班都要延误的天气,那么耗资巨大的宇航任务被推迟也就不足为奇了。

遇到极端天气自然要推迟,不极端的也要慎之又慎。在太空发射方面,工程师监测大量不同的因素。NASA的标准是,发射期间不能有降水; 东北方向的风速不超过21英里/小时,从其他方向的风速不超过39英里/小时; 温度低于48华氏度(约8.8摄氏度)将迫使发射推迟,因为寒冷的天气会导致火箭上积冰或在某些设备上造成问题(1986年挑战者航天飞机爆炸造成7名机组人员死亡,因为火箭的橡胶圈温度太低了); 云层的高度不能低于6000英尺(约1828.8米)。NASA甚至有应对不同云层的发射程序。

闪电是太空发射的最大问题之一,把巨大的金属片发射到空中时,就必须考虑这个问题。如果在发射场5英里(约8千米)范围内发生雷击的可能性超过20%,NASA将不会为火箭加燃料,如果在飞行路径10英里(约16千米)范围内观察到闪电,则不会发射。该半径还包括产生闪电的云的存在。奇怪的是,佛罗里达州中部 - 肯尼迪航天中心和卡纳维拉尔角空军基地的所在地 - 美国大部分民用和私人航天飞行活动的必经之地 - 发生着比美国其他任何地方更多的闪电现象。监控电场活动都是为了确保闪电火花不会导致灾难。

NASA自己通过地面塔台和海洋中的浮标网络收集天气数据,在升空前几小时也会发射气象气球。所有这些数据都会一直收集到发射前的最后几秒,直到发射完成。之后,飞行计算会尽可能地使用数据来确定如何将火箭送到需要的地方。

而这甚至还没有考虑到太空天气。近轨道空间中高水平的高能粒子足以迫使发射推迟,因为太空辐射很可能搞砸火箭里卫星或飞船的电子设备。

机械难题
火箭本身就是一个工程奇迹,它的复杂性与人体相当,但却更加微妙。单个机械问题可能会威胁到整个火箭的安全,并延迟发射。

例如,不正确的加油程序可能会产生意外的挥发性反应,从而发生意外燃烧(正如2016年SpaceX发生的那样)。错误的支柱设置导致氦气罐在Space X 2015年的飞行中爆炸。在挑战者号之前,NASA最惨的发射灾难是1967年的阿波罗1号,当时发射台发生电气火灾,所有三名宇航员的生命消失在熊熊大火之中。

直到发射的最后几秒,成千上万的传感器正在收集数据以查看火箭内部是否有任何异常。如果其中的任何一个发现任何太不寻常或值得关注的迹象,他们可以自动触发发射推迟,确保火箭和有效载荷的安全。而且,这甚至都没有考虑到事先对所有火箭部件进行完整性检查和维护的重要性。

这不仅仅是为了保护任何进入太空的宇航员,也是为了确保工程师和人员的安全。导致非宇航员死亡的最严重的火箭爆炸发生在2003年的巴西阿尔坎塔拉,当时巴西航天局目睹了在发射准备期间火箭的爆炸,造成21人死亡,多人受伤。

其他怪怪的事情
更多不寻常的事情也可能妨碍火箭发射。2014年,NASA在瓦洛普斯飞行设施发射的国际空间站再补给任务被一艘帆船 - 一艘怪异的帆船后 - 毁了! - 帆船无意中进入火箭的飞行路径,距离发射场约40英里(约64公里)。 如果火箭起飞并发生了一些灾难性的问题,那将对船上的乘客构成风险,足以让NASA选择在另一天进行发射。

NASA当然也不会轻易推迟。虽然私营企业的数字难以获得(并且可能低于NASA的支出),但每次航天飞机在填充燃料后取消发射会耗费约120万美元 - 燃料损失约50万美元,另有70万美元用于支付建立额外发射所需的额外劳动力的费用。

但与火箭爆炸导致的数月延误(Space X 学到这一点可是下了血本)或者生命损失相比,这些成本是一种良性代价。实际上,航天工业对于其他行业来说确实要求甚高,“要安全不要抱歉”这句古老的格言还是要牢记的。

本文译自 popsci,由译者 HW 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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