波音飞船面临生死抉择!第五次泄漏:考验NASA的时候到了

星辰大海评军事 2024-06-14 09:02:37

据NASA证实,正对接国际空间站的波音CST-100 Starliner飞船的推进系统发生了第五次高压氦气泄漏,目前NASA已经宣布飞船返回时间推迟到不早于6月18日,正在研究泄漏对返回地球任务的影响。

分析人士指出,波音飞船遭遇一连串的泄漏事件,舆论界已经开始担忧其能否安全返回,2022年末俄罗斯飞船曾遭遇泄漏事件,最终俄罗斯航天局发射了一艘空飞船到国际空间站接回宇航员,而在2003年,NASA曾忽略哥伦比亚号航天飞机故障导致其在返回时在大气层中解体,7名宇航员全部遇难的惨痛事故,波音飞船正面临生死抉择时刻,考验NASA的时候到了!

高压氦气泄漏:问题究竟有多严重?

第五次高压氦气泄漏,NASA估计要骂娘了,这波音的工程师是干啥吃的,又双叒叕的漏气,并且漏的还是最致命的轨道发动机的循环系统高压气体,泄漏恐将导致轨道发动机罢工,变轨与制动全靠这些高压气体维持工作,但是从波音飞船上发射台之后就不断听到泄漏的新闻,这飞船真是绝绝子!

波音飞船第一次载人飞行:漏气唱了主角

波音星际航线飞船是和SpaceX的龙飞船一起中标NASA的商业载人航天发展计划研制的载人飞船,主要应用方向是往返地球与国际空间站的“定期航班”,飞船直径4.56米,总高度5.03米,内部空间11立方米,最多可载7名宇航员,设计寿命:自由飞行60小时,停泊空间站210天,与SpaceX的龙飞船大致在同一水平。

星际航线飞船由一个重复使用的太空舱(返回舱)和一个一次性使用的服务舱组成,专门为近地轨道任务设计,返回舱可以重复使用10次,但轨道舱只使用一次,返回前在轨道分离后废弃。服务舱包括四台 Rocketdyne RS-88发动机,这次泄漏的重灾区就在这里。

这次载人飞行原计划是在2023年6月1日,但因为各种问题被推迟到2024年5月6日,然而却因为运载火箭ULA Atlas存在液氧泄漏问题和波音飞船的服务舱存在氦气泄漏问题被推迟,但在倒计时3分50秒时再次因为星载计算机出现故障推迟到6月5日。

月5日22时52分,波音星际航线飞船终于在卡纳维拉尔角SLC-41发射台上顺利升空,宇宙神五号运载火箭将波音星际线Starliner载人飞船成功的送入了近地轨道,但泄漏问题并未就此结束,在轨与国际空间站对接前再次发生两次泄漏问题,而这次对接后发生的泄漏已经是第五次了。

波音飞船首次载人飞行原本是一件喜事,但又双叒叕的氦气泄漏着实把NASA和波音给搞懵圈了,似乎这次飞行的主角就是漏气而非NASA为这次飞行煞费苦心的男女宇航员搭配。

问题到底有多严重

上文已经说明漏气在服务舱,也就是装载了四台Rocketdyne RS-88发动机的位置,这四台发动机可以作为逃逸系统的发动机,也作为轨道主推进发动机,使用酒精液氧燃料或者偏二甲肼与四氧化二氮,目前在轨的波音飞船装载的是偏二甲肼与四氧化二氮。

Rocketdyne RS-88是一种挤压循环的发动机,其原理是利用高压氦气将燃料(偏二甲肼)与氧化剂(四氧化二氮)压入燃烧室,这俩兄弟一相遇就会燃烧,是确保重复点燃以及可靠性要求极高的变轨或者太阳系其他天体的登陆的下降或者上升级火箭发动机。

这次泄漏的就是给这个发动机燃料与氧化剂增压的氦气,要是这个氦气漏光了会怎样?很简单,这几台发动机就别想工作了,返回地球时的变轨与减速就别操作了;如果压力不足也会造成发动机推力不达标或者燃烧不稳定,将会导致在轨无法返回或者返回落点精度出现严重误差,原本着落在佛罗里达州东部外海,这会有可能在非洲西海岸或者太平洋,甚至有可能烧毁在大气层中,因为可能会变成弹道返回甚至更陡峭的飞行曲线。

一次好好的载人飞行被这个漏气故障搞得人心惶惶!然而各位有所不知的是,当年与波音同时竞争的SpaceX龙飞船早就已经在2020首次成功载人飞行,波音的星际航线飞船4年后才首次载人飞行!这拖延也就罢了,但是研发费用比龙飞船高出11亿美元,承运合同比SpaceX高了16亿美元,预算超支15亿美元,但是载人首飞却比龙飞船晚了4年,每张船票的价格比龙飞船高一倍,而且在几次飞行过程中还持续不断地出现各种故障,NASA的高官都麻了!

考验NASA的时候到了:俄罗斯航天局经受住了考验

摆在NASA面前有两个选择,一个是派遣空飞船去接回宇航员,另一个是抱有侥幸心理,希望飞船返回顺利!NASA怎么选?其实已经有其他家做过这样的选择题了,NASA只要抄作业就行!

俄罗斯航天局的选择:空飞船接回宇航员

2022年12月15日,正准备太空行走的国际空间站被一个泄漏警报给中断了,随后国际空间站外部飘起了“鹅毛般的大雪”,原因是对接在国际空间站上的俄罗斯MS-22联盟号飞船遭到了太空微陨石撞击,在服务舱的太阳能电池根部的散热板被撞出了一个直径约0.8MM的小孔,3个大气压下44升制冷剂在3小时内全部漏光。

这个是飞船制冷系统与电子设备散热的冷却剂,没有这套系统,飞船内会过热,电子设别可能会故障,但俄罗斯航天局的专家在论证后认为不会影响飞船返回,如果执行快速返回的话这艘飞船飞行时间也不会超过几小时,所以俄罗斯航天局起初是打算让给宇航员乘坐破损的飞船返回地球的。

但俄罗斯航天局最终还是选择了发射一艘空飞船接回宇航员,因为尽管论证具有可行性,但谁都不敢保证在这个过程中不会出现意外,因此俄罗斯航天局还是决定在2023年2月24日向国际空间站发射MS-23载人的空飞船,并于2023年9月27日将滞留空间战的宇航员带回地球。

种花家曾经计算过,俄罗斯航天局为这次行动至少要多耗费总计成本约5660万美元或6660万美元左右,如果算上船票钱(一般会有一张船票给NASA宇航员,价值约8000万美元),那么俄罗斯这次损失大约在1.4亿美元左右。

NASA的“错误选择”:7名宇航员不幸罹难

准确的说俄罗斯航天局还是非常有担当的,并没有“草菅人命”,即使在俄乌战争的最艰难时刻,仍然顶着1.4亿美元的损失派出了空飞船接回宇航员!相对与俄罗斯航天局的担当,NASA曾经有过一次“错误选择”,导致哥伦比亚号航天飞机在大气层中解体,7名宇航员命丧德克萨斯!

2003年2月1日,执行STS-107任务的“哥伦比亚”号航天飞机从太空返回时在得克萨斯州和路易斯安纳州上空解体,碎片洒落在数千平方公里范围!7名宇航员连遗体都找不全,而造成这一切的结果却是有预兆的,据公开的资料称,NASA阻止了进一步预警,最终导致事故发生!

起飞时就发生的致命撞击:返回时才彻底显现

2002年10月18日,哥伦比亚航天飞机在两枚固体火箭助推器以及主发动机的强劲推动下发射升空,准备前往国际空间站执行S1桁架段运送任务,这是装载太阳能电池的主要结构,发射一切顺利,但只有极少数工程师注意到了一个令人不安的事实:

在航天飞机达到20千米高度、以2.46倍音速持续加速时,一块从外储箱上脱落的泡沫材料撞击到了航天飞机的左翼前缘,这是为了对低温燃料(液氧液氢)管路进行保温的泡沫材料,撞击后导致左翼产生过了一个6~15厘米的洞。

这种撞击也不是第一次了,从1981年以来NASA经历了数十次任务的飞行,之前每次都安全返回了,所以NASA并没有对于这次任务提出更详细检查要求,原本这是一件极其简单的事情,因为在国际空间站上有一个加拿大机械臂,在航天飞机上也自带了一个机械臂,想要检查不过就是几分钟的事情,然而让人万思不得其解的是NASA居然拒绝详细检查。

果然事故在2003年2月3日返回时途经得克萨斯州和路易斯安纳州大约60千米的上空时发生了,此时航天飞机穿越大气层,速度为20马赫,此时的等离子体浓度最高的时刻,也就是包裹航天飞机这个“火球”浓度最大的时刻,高温从破损处窜入了航天飞机的左侧机翼,高温导致结构崩溃,左右阻力不一致,航天飞机的自动纠偏系统无法纠正飞行姿态,航天飞机在大气层中翻滚,在强大的空气动力作用下最终解体,

可以看到尾迹从左翼(底部)出现,表示航天飞机出现了严重不均的烧蚀

7名宇航员在这次事故中罹难,航天飞机停飞2年,国际空间站建造暂停!而对于航天飞机在轨返回前为何未能彻底检查受损情况,调查报告归结为“偏差正常化”,因为从1981年以来航天飞机每次发射都会或多或少的遭遇泡沫撞击,但每次都没有发生事故,这次也是被忽略了,NASA的失误杀死了这7名宇航员!

最严重的情况下:波音飞船会如何毁灭?

上文已经有简单说明,氦气压力不足也会造成发动机推力不达标或者燃烧不稳定,将会导致在轨无法返回或者返回落点精度出现严重误差,最可怕的事故还是返回曲线太过陡峭,减速不全导致烧毁或者坠毁等。

波音飞船在无人飞船返回时就曾出现过“事故”,2022年5月25日,波音飞船第二次无人任务成功返回地面,但谁都没有注意到波音飞船的侧面被烧出了一道焦黑的痕迹,这个问题是非常严重的,因为飞船侧面并没有耐烧蚀设计,只有蜂窝状航空铝合金等材料组成的侧壁,一旦时间过久真可能会摧毁飞船,结局也是在大气层中翻滚烧毁。

所以接下来就要看NASA的抉择了,强行返回成本最低,但宇航员非常危险,安排空飞船接回宇航员成本最高,宇航员安全了,但钱得多花。国际空间站上也不是不能住人,可以安排住个一年半载等龙飞船将几位宇航员接回地球。

俄罗斯航天局确实做了个榜样,或许俄罗斯航天局作出空飞船带回宇航员的决定有美国宇航员在内的因素,但俄罗斯航天局确确实实的派出了空飞船!那么NASA呢?是抄作业还是自己答卷?这次两个都是美国宇航员,NASA不会受到其他因素影响。

0 阅读:43

星辰大海评军事

简介:感谢大家的关注