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航天官员谈哥伦比亚号失事:中国火箭可靠性很高
华夏经纬网   2003-02-17 00:00:00   
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华夏经纬网2月17日讯:据中新网报道,根据中国国家航天局官方网站消息,2003年2月1日美国“哥伦比亚”号航天飞机在着陆前16分钟出现技术问题,最终爆炸解体,航天飞机所载7名宇航员同时遇难。这次事故的原因是什么?它对世界航天业和我国航天活动有何影响?这些问题是大家普遍关心的话题。为此,记者日前对中国国家航天局局长栾恩杰进行了专访。记者:2003年2月1日美国“哥伦比亚”号航天飞机失事,7名宇航员遇难。作为中国国家航天局局长,您对此次事故有何感想?栾恩杰局长(以下简称栾):2月1日晚我听到美国“哥伦比亚”号失事的消息,感到非常的震惊和悲痛。震惊于人类探索宇宙空间的艰苦历程又遭受一次重大损失,悲痛于7位探索太空的英雄同时遇难。2月2日我代表中国国家航天局致信美国航空航天局局长SEAN O’KEEFE先生:惊悉贵国“哥伦比亚”号航天飞机失事的消息,我感到十分震惊和悲痛,我代表中国国家航天局向您并通过您向遇难宇航员的家属表示慰问。我相信,贵局能够在很短的时间内找出失事原因。我为贵局为实现人类探索宇宙空间的美好理想所付出的智慧、勇气甚至生命表示敬佩。再次对遇难宇航员的家属表示深切慰问。探索宇宙空间是自古以来人类久远的梦想,中国古代就有嫦娥奔月的传说。生活在地球上的人类,每时每刻都离不开空间环境。我们靠星星、靠太空的一些信息来标定地球的信息量,从这点来说,人类对太空的探索由满足认识上的神秘感上升为自身生存与发展的需要,人类迈出地球、走向太空是必然的。此次航天飞机失事再次说明人类走出地球、探索宇宙空间的航天之路是漫长而曲折的,需要付出巨大的努力乃至重大的牺牲,但是也更加激发了世界各国发展航天事业的决心,使人类更加坚定地朝着理想的目标前进。中国航天作为世界航天的一个重要组成部分,更要从此次失事中深刻体会载人航天飞行的责任之重大。记者:您认为此次“哥伦比亚”号失事的可能原因有哪些?栾:就现有的公开材料分析,我认为“哥伦比亚”号失事的可能原因有以下几种说法:一是防热瓦掉落碰撞说。在航天飞机发射上升段80秒时,主储箱有防热瓦掉落,砸到航天飞机左翼部,有可能破坏了航天飞机的防热系统,在返回时就可能影响航天飞机的正常工作。因为再入过程中,航天飞机的温度分布不均匀,头部和机翼边缘温度高达1300-1600℃,机翼下表面温度也非常高。左翼防热系统被破坏后,就有可能导致航天飞机在再入返回时机翼温度很快升高,更严重的是使金属结构暴露。一般来说航天飞机采用铝合金材料,千度以上铝金属会熔化,这个过程是个大的结构破坏过程,就可能造成航天飞机解体。从遥测数据看,航天飞机再入返回时5分钟内左翼温度传感器温度比右翼高出33℃,差异很大。很多人怀疑是上述原因造成了事故,但有待进一步核实,据报道,1月28日晚隔热瓦脱落问题已引起重视,美国航空航天局曾召集有关方面专家讨论,经研究和计算认为不会产生破坏性影响。二是再入倾角偏差说。再入倾角的偏差可能导致航天飞机发生事故。航天飞机再入时的仰角姿态角是40度,允许偏差为±3~4度,再入倾角的偏差可能会引起航天飞机失控。角度过大,航天飞机可能失稳被空气掀翻;角度过小,航天飞机可能速度过快,表面温度升高,造成航天飞机解体。三是被不明物体击中说。不明物体包括陨石、空间碎片、冰块等,不明物体对航天器的撞击有可能是致命的。现在游离在太空的空间碎片数量很大,所以航天飞机被这些空间碎片碰撞而造成失事的可能性是存在的。国际航天界为减缓空间碎片已做出了很大的努力。中国的空间碎片研究工作已全面启动,中国于1995年参加了机构间空间碎片协调委员会(IADC),并于2001年制定并实施了中国的《空间碎片行动计划》("十五"期间),该计划要求采取多种缓减空间碎片的措施,保证上天的航天器不产生碎片,并要跟踪空间碎片、掌握空间碎片的状态,3年来投入了一定的经费,成立了空间碎片的观测、环境与数据库、防护和减缓四个专家小组,目前在轨道上运行的、可以通过地面设备跟踪和测量的空间碎片有8000多个。四是疲劳说。航天飞机的设计寿命为75-100次,每次飞行后要更换一些部件,大量部件仍重复使用,一些部件有可能在使用中产生疲劳。美国的5架航天飞机一共飞行了113次,每架都没有走完一个过程。人类对于航天飞机这一复杂系统并没有完全认识清楚,多次使用在遇到问题特别是大过载时。有可能因结构的疲劳导致性能有所下降。航天飞机再入返回是从空间状态进入大气状态,产生很大气动过载,其次是气动加热问题,因此再入返回环境是非常恶劣的。五是更换率说。非多次使用部件的更换率是否足够也是问题。航天飞机上现有防热瓦共2万多片,每次只换200多片。我多年来一直强调,一定要对航天活动尤其是往返航天器进行质量和状态的跟踪,在相关部件损坏前及时更换,不抱任何侥幸心理。六是管理说。航天活动是一个复杂系统工程,成功既靠技术又靠管理,某些时候管理更为重要,一个细小的漏洞、微小的偏差都会给航天活动造成重大损失。航天飞机一旦上天,过程是不可逆的,发现问题后难以补救,故管理在航天活动中作用重大,而据公开报道,航天飞机历史上防热瓦掉落有6回,砸到航天飞机上有2次,这些问题理应从管理上引起高度重视。中国航天在处理质量问题时采取“双五条”归零(质量问题在技术上归零的五条标准和质量问题在管理上归零的五条标准)措施,即使如此还可能有漏洞,因此管理上不能有丝毫的麻痹和马虎。上述六种说法不一定很全面,对于航天飞机这样一个复杂系统,任何一个小问题都可能引起灾难性后果。我们要引起思考,举一反三,吸取国际航天活动中的教训,不断完善自身的质量与可靠性、系统设计和验证,提高我们的可靠性、安全性,使人类探索宇宙空间的活动更加安全。我相信总有一天航天活动的可靠性能够令人满意。记者:地面如何得知航天飞机的状态?在调查中可以作为证据的有哪些?栾:一般情况,地面主要通过三种手段获得航天飞机的状况:光测、雷测、遥测。光测是通过照相机、跟踪经纬仪等光学设备获得信息,频谱在可见光范围内;雷测是通过雷达获得位置、速度和其他特性的信息,频谱在无线电频谱区;遥测是利用遥测系统及时将航天飞机上收集的信息(包括语音、语音系统、图象系统等)传到地面,遥测采集的部位比较全、信息量比较完整,且信息量的变化先后顺序比较清晰,是分析、判断的有力依据,遥测能真正判断出内部原因。此外,大量收集的残骸也可作为证据,是判断飞行体故障的直接物证。记者:此次“哥伦比亚”号的失事对世界航天事业会产生什么影响?栾:“哥伦比亚”号是美国五架航天飞机中第一架正式飞行的,一共飞行了28次,此次飞行目的是进行科学实验,共完成了80多项科学实验,取得很大收获,特别是我国少年设计的“蚕在太空吐丝结茧”实验,引起了中国航天界的关注。“哥伦比亚”号失事后,直接受影响的将是美国的空间计划。当初,“挑战者”号失事后调查耗时6个多月,所有航天飞机停飞2年多,导致空间计划进度推迟。而现在,正是国际空间站组装的最后阶段,人员往来和物质运送比较频繁,如不能尽快恢复航天飞机飞行,将影响到2005年左右完成组装的计划。俄罗斯的“进步”号、“联盟”号飞船分别用于货运和载人,能否在2年内完成全部运输任务,取决于能力和资金保障。所幸2月2日,俄罗斯发射的“进步”号货运飞船,于4日到达空间站完成了补给任务。我认为“哥伦比亚”号失事决不会动摇人类探索太空的决心,人类探索太空的计划也不应因悲剧的发生而停滞不前。目前世界航天业包括美国航天界,都是从积极的角度、以积极的态度来对待,美国政府日前也已增加了航天预算。记者:哥伦比亚号航天飞机的失事对我国航天计划会不会产生影响?我们从中可以得到什么启示?栾:“哥伦比亚”号失事不会影响中国航天计划。象美国这样的航天先进国家,自“挑战者”号爆炸后十几年,又有一批宇航员遇难,这再次提醒我们,航天活动是高风险的活动,保证安全是摆在航天界面前最重要的、最强烈的要求。中国航天也要按照这个要求去研讨中国的航天计划。中国在开展航天活动中始终坚持“安全第一、质量第一”的方针,但这次灾难再次给我们敲响了警钟,提醒我们应把航天活动特别是载人航天活动的安全提到一个新的高度重视。中国航天要进一步完善质量与可靠性体系,系统设计和验证要按照故障-工作,故障-安全的设计思想去完成,做到出了故障首先保证安全,即使出了故障也能工作。中国的载人航天活动也要严格按照这样的思路、按照既定计划和目标,更加细致、扎实地工作,使我国的载人航天活动不断取得成功。记者:请您从此次哥伦比亚号失事,谈谈美国航天飞机的可靠性及我国航天器的安全可靠性。栾:在这里,首先明确两个概念:可靠性和置信度。可靠性的指标是指发射次数和成功次数的关系,即:成功次数/发射次数。大家一般比较关心可靠性,但实际上还有一个非常重要的指标是置信度。置信度就是以样本估计值推论总体实际值大小时,正确估计的概率。置信度在小子样下的公式是n/(n+1)。发射一颗成功一颗,成功率100%,其置信度仅为0.5,发射两颗成功两颗,成功率100%,其置信度为0.67。可靠性是表征一个工程、产品、系统完成预定工作的能力,但子样少的时候,它的置信度是很低的。因此,谈到可靠性时还应同时关注置信度,这样才能做出更加准确的评价。美国航天飞机的可靠性还是很高的,五架航天飞机飞行了113次,才发生了两起事故,不能因为它出了两次事故就否认它可靠性高的事实。中国火箭飞行可靠性很高,达到95%。在上世纪90年代中后期,中国航天科技工业针对出现的问题狠抓了质量管理,制定并贯彻落实了一系列管理办法,包括强化航天科研生产管理的72条、强化质量管理的28条,质量问题双五条归零标准等,共计110条,效果非常明显,1996年至今,我国运载火箭实施的28次发射,全部成功,这是很好的趋势,我们要保持这样一个发展的势头。但同时我们要认识到,我们的100%成功率离高可靠性、高置信度还有相当的距离,因为我们的子样很少。所以我们决不可以掉以轻心,一定要严肃认真、严格要求,细上加细、严上加严,进一步提高我们航天活动的可靠性。记者:航天飞机是我国航天器的发展方向吗?栾:由于航天飞机具有能够往返使用,降低成本并且赢得时间等特点,使得能多次使用的空天往返运输系统成为航天领域的一个重要发展方向。美国作为航天技术非常先进的国家,在航天飞机的研制、使用过程当中投入了大量的人力物力,第一架航天飞机“哥伦比亚”号花费了100亿美元,“奋进”号少些,也达到了30亿美元。俄罗斯研制暴风雪号航天飞机已试飞成功,但未正式投入使用。日本也在开发航天飞机。中国航天是否走航天飞机的道路,科学界和技术界一直在研究和探讨。中国的航天活动经费有限,我们提出的一系列航天计划都是根据本国的实际情况,最大限度地发挥航天科技工作者的聪明才智,依靠严格的管理来实现的。中国的航天事业还有相当长的路程要走,到底如何走,需要航天界共同探讨。但是,不管怎么走,我坚信,中国航天都会坚定地往前发展,为人类探索太空做出自己的贡献。

 

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