最好看的新闻,最实用的信息
11月07日 16.1°C-19.5°C
澳元 : 人民币=4.75
阿德莱德
今日澳洲app下载
登录 注册

现实版太空救援:波音飞船故障,马斯克龙飞船成救命稻草

2024-08-26 来源: 搜狐 原文链接 评论0条

百年波音,又一次迎来最打脸的耻辱时刻。

北京时间8月25日,美国国家航空航天局(以下简称NASA)召开新闻发布会,正式决定——两名宇航员巴奇・威尔莫尔(Butch Wilmore)和苏尼・威廉姆斯(Suni Williams)不再乘坐送他们抵达国际空间站的波音公司“星际航线”(Starliner)载人飞船返回地球,而是改乘波音死对头——SpaceX公司的载人龙飞船,于6个月后(也就是2025年2月)返回地球。

发布会现场 |NASA

有趣的是,这场以波音为主角的发布会,波音公司一个人都没有来。

缺席发布会的波音仅在网上发布了一份声明,表示:“波音公司继续专注于宇航员和航天器的安全”。波音还表示,正在准备让飞船“进行安全和成功的(无人)返回”。声明中只字未提宇航员换乘龙飞船的事情,只说波音飞船将“无人自主返回”。

波音的声明 | 机器翻译

自家的飞船项目超支、拖期、故障缠身,关键是不再被NASA所信任,强制坐自家飞船已经上天的宇航员乘坐对手的飞船下行返回地球。

对于曾在55年前阿波罗计划时期将人类送上月球的波音来说,可谓——

奇耻大辱啊!

一场耻辱的发射——从开头就一堆问题

这次“耻辱性大败”的开头,正是两个多月前的6月5日,因氦气泄露而屡次推迟的“星际航线”飞船终于升空,执行该飞船的第三次升空任务,也是该飞船的首次载人发射任务,将两位NASA的试飞宇航员送上太空。

这次载人试飞任务原定为5月初,但飞船升空前就因液氧阀门卡涩、服务舱氦气泄漏、地面计算机故障等原因多次推迟,可谓“出师不利”。

更糟糕的还在后面,飞船进近国际空间站时,28台姿态控制发动机中有5台出现推力下降故障,发射前的服务舱氦气泄露问题也再次出现,检测到5个氦气泄漏点。

NASA认为这些事故征兆威胁宇航员安全,飞船对接国际空间站后就叫停了波音飞船的返回进程,并勒令波音公司在地面迅速排查和复现相关故障,拿出在轨修复的方案。直到安全隐患解除后,方可放行返回地球。

正在靠近国际空间站的波音“星际航线”飞船 | NASA

返回推迟后,波音和NASA在白沙试验场不断尝试测试和复现相关故障,但过程并不顺利,从而导致飞船返回不断推迟。

发射两个半月后,地面测试表明,发动机工作发热可能导致特氟龙密封件或阀芯膨胀和挤压,从而限制推进剂(四氧化二氮)的流动。推进剂被加热也可能导致其蒸发,从而降低发动机的性能。这种故障会使飞船的动作不及预期,仍存在不可控的风险。

尽管复现了故障,但具体故障机理目前仍不明确,是否会在飞船返回地球的飞行中再次发生也未可知,且目前没有有效的在轨修复方式。发动机制造商阿罗杰特·洛克达因公司(Aerojet Rocketdyne)更是表示“以前从未见过这种现象”。

总之就是,波音公司两手一摊——抱歉,没得整。

从Crew-8任务的载人龙飞船舷窗看到的星际航线飞船 |NASA

国际空间站上仅有两个美系飞船对接口:一个口被波音飞船“超期霸占”,另一个口则由执行Crew-8任务的SpaceX载人龙飞船使用。

而SpaceX后续的Crew-9任务已经整装待发,但苦于对接口全部被占,只得推迟。NASA迫切需要释放一个对接口。

由于目前对接的龙飞船还承担着“紧急救生艇”的角色,在空间站被碎片击穿或其他紧急情况,甚至包括被失控的星际航线飞船撞上时,供宇航员紧急逃生之用,因此“先行退下”的只能是波音飞船。

加之地面测试表明波音飞船技术状态并不稳定,对接越久出问题的概率可能越大,NASA决定不再拖下去了,必须让波音飞船尽快脱离空间站返回。

国际空间站实拍画面,右下角便是占了一个对接口的波音“星际航线”飞船 |Maxar Technologies

波音公司反复坚称,目前的问题虽未彻底解决,但飞船是安全的,不足以引起“船毁人亡”的后果。可NASA坚持认为安全风险不能忽略,尤其是在重新审视了2003年哥伦比亚号和1986年挑战者号的事故惨痛教训后,决定再小的风险也不能冒,最终投票决定换船返回。

毕竟,挑战者号航天飞机当年的发射决定,就有NASA官僚化和漠视安全的因素在内,结果导致了人类航天史上最惨烈的航天事故,7名宇航员因此丧生。

“超期霸占”国际空间站一个对接口的波音“星际航线”飞船 |NASA

俗话说“冰冻三尺,非一日之寒”,波音飞船今天的窘境绝非偶然,而是波音作为“合众国长子”、美国四大复合体之一的质量和管理体系整体崩塌的必然结局。

纵观波音近年来重要项目的质量和进度管理,从737Max两次坠机灾难,到KC-46加油机被美国空军拒收,再到SLS火箭严重超期和拖延,然后就是如今星际航线被剥夺载人返回权,波音是近年来质量管理体系的绝对反面典型。

所谓今日之败,其实由来已久。

拿钱多,干活慢,寄予厚望,反倒拉跨

1986年1月,挑战者号航天飞机在升空时因固体助推器O型密封环失效,凌空爆炸,7名宇航员罹难;2003年2月,哥伦比亚号航天飞机在再入大气层过程中解体,又是7名宇航员遇难。

挑战者号升空爆炸(上)和哥伦比亚号返回地球时解体(下)

两次事故不仅使美国失去了两架航天飞机和14名宇航员,更重击了民众对航天飞机安全性的信心,加之航天飞机本身发射报价昂贵,缺乏有效的逃逸设计,而机体日益老化又导致翻修费用居高不下,NASA最终只能让航天飞机提前退役。

自此,俄罗斯便事实垄断了国际空间站的宇航员运输业务,并不断抬高联盟飞船座位的销售价格。

早在航天飞机退役之前,NASA就开始物色新一代飞船的承包商,经过三个阶段的观察和筛选。波音、蓝色起源、内华达山脉和SpaceX四家航企中标呼声最高。这些公司的飞船将替代航天飞机,摆脱俄罗斯联盟飞船的垄断,整个项目名为“商业载人航天计划”(Commercial Crew Program)。

与阿波罗计划和航天飞机时期不同,商业载人航天计划借鉴了“商业货运服务计划”的成功经验,项目中飞船所有权归属企业本身,中标企业可以在满足NASA任务需求的条件下执行太空旅游等商业航天任务,借此激励企业创新和自筹部分项目资金,而NASA只是购买飞船的“载人服务”。

但为了控制安全、进度和经费,NASA设置了一系列“里程碑”对中标企业进行控制,如逃逸试验、热真空试验、电磁兼容性试验等,还提出了一系列设计约束。除此之外,NASA尽量减少对飞船设计的介入,放权给企业的同时减少监造人员和深广度,改为定期进行进度沟通。

经过长达4年的观察和评估,2014年NASA正式宣布波音和SpaceX中标,各自研发一款新型载人飞船,其中波音飞船名为星际航线飞船,获资助42亿美元;SpaceX则为载人龙飞船,获资助仅有26亿美元。后经过几次经费追加,波音累计资助额50亿美元,SpaceX累计资助32亿美元。

“商业载人航天计划”的两大成果 | NSF

相对于一同中标的百年航企波音,2002年才成立的SpaecX当时只不过算是业界新星,业界普遍认为波音将是载人航天的中流砥柱,SpaceX则是NASA广撒网扶植新人——就算马斯克搞不成,也还有波音兜底。

波音CEO当年的“豪言壮语” |推特截图

当年的波音CEO更是公开放话,说波音一定会带领人类先于SpaceX登上火星。

仅仅2年后,这位CEO就因737Max客机停飞危机而引咎辞职,当时这段豪言壮语也就成了坊间笑料。

试飞故障频发,项目入不敷出

星际航线的实际进度,与当时CEO的豪言壮语恰好相反。

SpaceX凭借“商业货运服务计划”的经验和一代货运龙飞船的技术基础,加之快速迭代的设计风格,再辅以高度垂直整合的供应链,飞船研发进度高歌猛进,在所有“里程碑”节点上都大幅领先波音,并率先在2020年5月4月成功完成首次载人试飞任务。

整整4年后,波音飞船才首次执行载人试飞,竟然还落得如此耻辱结局。而在此期间,SpaceX已经成功执行13次载人任务,真正成为了国际空间站宇航员轮换的中流砥柱。

在友商风光期间,波音也没有闲着,执行了3次试飞——除最近载人这次,此前还有两次无人试飞。正常按照NASA计划,飞船只需要一次无人试飞成功就可以载人,波音飞船为何要飞两次无人任务呢?

因为波音飞船的首次无人试飞就迎来了一场耻辱性失败。

2019年末,波音执行首次星际航线的无人试飞。结果,飞控软件因一个低级的时间计算bug,导致飞船姿态识别错误,飞控软件错误启动发动机,消耗了大量推进剂,最终因推进剂不足而无法到达国际空间站。任务至此彻底宣告失败,只得直接返回地球,好在返回过程还算顺利。

飞船返回后,NASA勒令波音全面排查软件问题,结果又发现了两个重要的飞控软件bug:一个有可能导致飞船无法对接空间站,另一个则是返回过程中的时序错误,可能会导致飞船服务舱分离后又追上来撞上返回舱。

首次无人试飞的失败,体现出波音对软件的审查和测试制度形同虚设,软件质量完全无法得到保障。

波音飞船无人试飞中的温情一刻——搭载了《坎巴拉太空计划》小绿人玩偶 |NASA

为了应对首次无人试飞的失败,波音额外花费高达9亿美元,组织了第二次试飞。因此,这个项目别说盈利,能少赔些钱就烧高香了。

正当大家认为波音必然痛定思痛一雪前耻的时候,第二次试飞却因为阀门问题数度推迟,任务过程也是小波折不断。除此之外,一直未能彻底解决的阀门卡涩故障又出现了。

星际航线飞船分离瞬间CG图 |波音

飞船刚从火箭分离,就被证实挂掉了2台OMAC发动机。OMAC全称是Orbital Maneuvering and Attitude Control,是一套轨道维持和姿控发动机。飞船服务舱上每隔90度布置一组,每组3台,四向一共12台,冗余布置。结果刚一分离就挂掉了2台。

之后波音表示,将对飞船的推进剂阀门进行重新设计,防止再出现该问题。波音和NASA工程师团队一致认为,阀门卡涩主要是因为常温推进剂、铝材之间的化学反应,以及佛罗里达州发射场空气潮湿导致水分侵入阀门。

完成第二次无人试飞后着陆的波音飞船 |NASA/Bill Ingalls

正所谓“屋漏偏逢连夜雨”,磕磕绊绊的第二次试飞结束后,飞船又发现了两个严重的安全问题:1.飞船降落伞柔性连接不够坚固;2.飞船舱内大量包裹电缆线束的胶带是易燃材料。

而直到飞船第三次试飞,也就是首次载人试飞前,波音仍在争取NASA容忍在“轻微“泄露的情况下发射飞船,而不是更换法兰。

可以说,波音就是抱着这种得过且过的心态混过了飞船的第二次无人试飞,NASA的宽容或是纵容也助长了波音这种心态,直到这次载人试飞,出现了“上的去,下不来”的情况。

哥伦比亚号殷鉴在前,人命关天责任在后,NASA局长不得不选择,让宇航员换乘相对风险更低的龙飞船返回。

后续咋办?撞上咋跑?

换船返回的决定做出后,SpaceX两艘载人龙飞船已经整装待发,其中一艘就是被波音拖了后腿的Crew-9任务飞船,另一艘则要执行首次私营太空行走的“北极星-黎明”任务。后者如果成功,SpaceX距离具备独立载人航天能力就更进一步了。

波音飞船下不来,载人龙飞船可等不及了 | SpaceX

反观波音,在那条抢先登火星的推特发布7年后,别说火星了,随着今年最后一枚重型德尔塔4火箭的升空和退役,波音在严格意义上已经失去所有轨道发射能力(SLS火箭归属NASA)。

为实现换船返回,需要星际航线飞船先行脱离,无人自主返回地球,腾出对接口。然后Crew-9任务发射,且任务上行宇航员要从4人减员至2人,以便给两位波音试飞宇航员腾出座位。等Crew-9的龙飞船对接国际空间站,接下“紧急救生艇”的角色之后,Crew-8龙飞船才能着手返回。

由于来不及配备合身的载人龙用舱内宇航服,两位波音试飞宇航员不在Crew-8返回之列,需要和Crew-9乘组一起等到明年2月返回。

原定执行8天试飞任务的两位宇航员,要在国际空间站待满8个月才能返回了 |NASA

让波音飞船无人自主返回地球,看起来很简单,对吧?毕竟在此前的第二次无人试飞中,波音飞船曾经完成过这样的操作。

然而,波音的奇葩操作又出现了——由于本次任务原定是一次载人任务,波音飞船本该全程有人控制,因此飞控代码没有按照无人自行脱离空间站进行配置。于是,波音还得在轨重新配置(刷新)飞控代码,又得多耗费不少的时间。

由于有首次无人试飞任务的教训在前,加上这些无人飞控代码自2022年第二次无人试飞后就再没有使用过,NASA要求波音对配置的飞控代码进行严格审查,以防止自主脱离失败,甚至一头撞上空间站的极端情况。

与此同时,NASA还要求在轨作为应急救生艇的Crew-8龙飞船做好紧急情况下搭载6名宇航员返回的准备。

众所周知,国际空间站上只留有4套载人龙飞船的舱内宇航服,龙飞船里的座位也只有4个。万一波音飞船一分离就失控,一头撞上国际空间站,两名波音试飞宇航员就要在没有座位和舱内宇航服的状态下,躲进Crew-8载人龙飞船,应急返回地球。

没有舱内服其实还好,飞船返回舱有完整维生系统,只要舱内不失压,不穿舱内服也是可以的。然而没有额外座位,两位试飞宇航员就只能蜷缩在载人龙飞船返回舱内底部货物区,并用一些绑带或者软垫之类的东西固定住身体。

这绝对是不合规的破天荒第一次,但比起丢掉小命,遭点罪也是可以接受的。

载人龙飞船早期发布会的舱内照片,除前排4个座位外,后排还有3个座位 | SpaceX

现在实际发射的载人龙飞船舱内状态,后排留空,仅会配置一些货物包裹或者空着 | NASA

有趣的是,NASA近期刚发布了一项应急研究奖金,资助SpaceX研究让载人龙飞船可以搭载多于4名宇航员返回地球的方案。

事实上载人龙飞船最初规划的是7名宇航员,但是后来NASA要求只能安装4个座位,SpaceX就拆掉了后排3个座位。为了应对如今这种情况,不知道NASA之后会不会又要求SpaceX把座位加回去,变成真正的互为备份。

20年间,换了天地

虽然现任波音CEO一再保证,该项目不会撂挑子,但若返回时出现事故,整个星际航线飞船项目不排除直接下马的可能,以最丢脸的局面退出NASA载人航天任务体系。

波音的质量体系崩溃也将成为全世界质量管理教材中的反面典型。

2004年,某期《航空周刊》曾经刊登过一篇文章,标题就是——小小的SpaceX能否撼动波音?

20年后的今天,这个问题应该有结论了。

2004年某期《航空周刊》封面,右下标题写着——小小的SpaceX能否撼动波音?

鸡肋,鸡肋,食之无肉,弃之可惜——这就是星际航线飞船项目现在对于波音的状态。因为这个项目已经盈利无望,越干越赔,然而就此放弃的话,一是要给NASA交代或者赔款,二是脸面实在太难看,只能咬牙挺着了。

坊间传闻,星际航线项目迄今为止已经给波音造成了16 亿美元的损失,波音可能会放弃固定价格合同,从而避免继续亏损。但预算同样捉襟见肘的NASA能否同意加钱,还有待观望。

不过话说回来,正是NASA已经实施十几年的“双保险”策略,从运载火箭、货运飞船、载人飞船、宇航服,直到登月舱,才使此次换船返回成为可能。

作为NASA近20年来做出的最重要的载人安全决定,加上星际航线三飞两折的糟糕质量表现,归因于技术疏失显然只是就事论事。波音的企业文化、管理体系、价值取向必然隐藏了大量的问题,最终才在星际航线这块“冰山一角”上反复暴露出来。

波音欲图再兴,非但需革新技术,更要洗心革面,才有一线希望。

作者:跆拳道大灰狼

编辑:Steed

封面图来源:NASA

一个AI

从8天短途游扩展成常驻太空8个月,返程还升舱到载人龙飞船——给宇航员准备了这么一份惊喜大礼包,就说波音贴心不贴心吧!

如有需要请联系[email protected]

今日评论 网友评论仅供其表达个人看法,并不表明网站立场。
最新评论(0)
暂无评论


Copyright Media Today Group Pty Ltd.隐私条款联系我们商务合作加入我们

电话: (02) 8999 8797

联系邮箱: [email protected] 商业合作: [email protected]网站地图

法律顾问:AHL法律 – 澳洲最大华人律师行新闻爆料:[email protected]

友情链接: 华人找房 到家 今日支付Umall今日优选