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來源：互聯(lián)網(wǎng)

哥倫比亞號航天飛機(OV-102)是由羅克韋爾國際公司制造并由美國航空航天局運營的航天飛機軌道飛行器。哥倫比亞號以第一艘繞北美太平洋上岸運行的美國飛船和美國標(biāo)志性女性的名字命名，第一架成功實現(xiàn)近地軌道飛行的美國航天飛機。哥倫比亞號”是美國國家航空航天局的旗艦航天飛機。在20世紀(jì)70年代第一次設(shè)計航天飛機項目時，第一個飛往太空的飛船被命名為“哥倫比亞”(一個名為“企業(yè)”的測試器此前已飛入過太空)。1982年11月哥倫比亞號航天飛機首次正式業(yè)務(wù)飛行，成功地在軌道上發(fā)射了美國的“SBS-3”衛(wèi)星和加拿大的兩顆“兄弟”衛(wèi)星。"

“哥倫比亞”號機艙長十八米，能裝運三十六噸重的貨物，外形象一架大型三角翼飛機。機尾裝有三個主發(fā)動機和一個巨大的推進劑外貯箱，里面裝有幾百噸重的液氧、液氫燃料，附在機身腹部，供給航天飛機燃料進入太空軌道；外貯箱兩邊各有一枚固體燃料助推火箭。整個組合裝置使“哥倫比亞”號能在八分鐘左右達到兩萬七千公里的時速。

隨著哥倫比亞號等航天飛機的成功飛行,出現(xiàn)了費用和效益與計劃的偏差。當(dāng)時，航天飛機一次飛行花費1.5~2億美元，而商業(yè)發(fā)射得到的最高補償約7.1千萬美元。航天飛機的商業(yè)飛行遭受經(jīng)濟壓力,停止了商業(yè)飛行,每年發(fā)射次數(shù)少于原計劃的次數(shù)。

2003年2月1日在哥倫比亞號航天飛機第18次飛行完成任務(wù)返航時,僅差16min快到地面的瞬間爆炸解體,機上7名航天員壯烈犧牲。這是美國航天飛機113次飛行中發(fā)生的第2次慘禍。事故調(diào)查認為,該航天飛機左翼在升空81s后遭到主燃料箱上脫落的泡沫絕緣材料的撞擊發(fā)生嚴(yán)重破損,航天飛機返航進入大氣層途中因超高溫空氣從破損口入侵,使內(nèi)部線路和金屬部件熔化，造成可怕的悲劇。

發(fā)展歷史

美國“哥倫比亞”號航天飛機1981年４月12日首次發(fā)射，是美國最老的航天飛機。2003年１月16日，“哥倫比亞”號進行了它的第28次飛行，這也是美國航天飛機22年來的第113次飛行。

哥倫比亞號于1975年在羅克韋爾國際公司（原北美航空/北美羅克韋爾）位于加利福尼亞州洛杉磯郊外帕姆代爾的主裝配工廠開始建造。

1787年至1793年，她在羅伯特·格雷船長的指揮下探索了美國西北部太平洋地區(qū)，成為第一艘環(huán)球航行的美國輪船。而得名。它也以阿波羅11號指揮艙命名，這是首次載人登陸另一個天體。哥倫比亞也是美國女性的象征。

1979年3月25日抵達肯尼迪航天中心，準(zhǔn)備首次發(fā)射。哥倫比亞號原定于1979年底發(fā)射，但rs-25發(fā)動機和熱保護系統(tǒng)(TPS)的問題推遲了發(fā)射日期。

1981年3月19日，一名工人在準(zhǔn)備地面測試時在哥倫比亞號經(jīng)過氮氣吹掃的后發(fā)動機艙內(nèi)窒息，造成兩三人死亡（有不同報道）。哥倫比亞號的首次飛行(STS-1)由雙子座和阿波羅計劃資深人士約翰·楊(JohnYoung)指揮，他是1972年第九個登上月球的人，并最初被選中執(zhí)行這次飛行。它由新手宇航員羅伯特·克里彭駕駛。他曾在軍方的載人軌道實驗室(MOL)航天器上服役，但在該航天器取消后，他轉(zhuǎn)到美國航空航天局，并擔(dān)任天空實驗室和阿波羅-聯(lián)盟號任務(wù)的支持人員。

哥倫比亞號在軌道飛行器處理設(shè)施(OPF)中度過了610天，在飛行器裝配大樓(VAB)中度過了35天，在39A發(fā)射臺中度過了105天，然后才最終起飛。它于1981年4月12日，即首次載人航天飛行（東方一號）20周年時成功發(fā)射，繞地球36圈，并降落在愛德華茲空軍基地干涸的湖床跑道上。加利福尼亞州。此后，又進行了三個研究任務(wù)來測試其技術(shù)特性和性能。第一個由四名機組人員組成的運行任務(wù)是1982年11月11日發(fā)射的STS-5。此時，哥倫比亞號與挑戰(zhàn)者號一起執(zhí)行了接下來的三項航天飛機任務(wù)。與此同時，哥倫比亞號對第一個太空實驗室進行了翻修使命。

1983年，哥倫比亞號在約翰·楊指揮官的第六次太空飛行中開始了第二次作戰(zhàn)任務(wù)（STS-9），搭載了一個太空實驗室科學(xué)實驗室和六名機組人員，其中包括美國第一位進入太空的女性。登機了。航天飛機上的宇航員沃爾夫·馬沃爾德。

1984年1月開始，它在羅克韋爾帕姆代爾工廠待了18個月，進行了改裝，拆除了軌道飛行器的飛行測試硬件，并將其更新到與其姐妹軌道飛行器類似的規(guī)格。當(dāng)時，航天飛機的機隊擴大到包括發(fā)現(xiàn)號和亞特蘭蒂斯號。

1986年1月12日，哥倫比亞號發(fā)射STS-61-C重返太空。該任務(wù)的機組人員包括富蘭克林·陳·迪亞茲博士和第一位進入太空的現(xiàn)任國會議員比爾·納爾遜。下一次航天飛機任務(wù)是STS-51-L，由挑戰(zhàn)者號執(zhí)行。它于1986年1月28日發(fā)射，即STS-61-C著陸10天后，并在發(fā)射后73秒發(fā)生災(zāi)難性事故。事故發(fā)生前，哥倫比亞號原定被運送到范登堡空軍基地，用SLC-6進行飛行前點火，進行加油試驗和西海岸發(fā)射場驗證。此事的后果擾亂了美國航空航天局的航天飛機計劃，并取消了范登堡測試，該測試將花費6000萬美元。

1989年，哥倫比亞號才再次飛行（搭載STS-28），當(dāng)時她作為航天飛機機隊的一部分恢復(fù)了正常運行。

1992年10月22日，哥倫比亞號航天飛機從美國肯尼迪空間中心發(fā)射升空。其主要任務(wù)是：施放意大利研制的激光地球動力學(xué)衛(wèi)星；微重力環(huán)境下的科學(xué)試驗以及一些物理學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、空間技術(shù)方面的試驗。

1992年11月1日在肯尼迪空間中心著陸。這是哥倫比亞號航天飛機的第十三次飛行，也是航天飛機的第五十一次飛行。哥倫比亞號航天飛機的發(fā)射狀態(tài)是由航天飛機主體（也稱軌道器）和一個巨大的外貯箱及兩個固體火箭助推器組成。發(fā)射時，航天飛機垂直起飛，升高到約40余千米時固體火箭助推器分離，由降落傘將其吊落在海面上。當(dāng)航天飛機上升到100多千米時，外貯箱分離墜入大氣層燒毀。航天飛機的軌道航行及返回地面均由軌道器完成。

1994年和1999年哥倫比亞號進行過翻新和升級。

STS-93于1999年7月23日發(fā)射，是美國第一個由女性指揮官艾琳·柯林斯(EileenCollins)中校執(zhí)行的太空任務(wù)。該任務(wù)部署了錢德拉X射線天文臺。哥倫比亞號最后一次完成的任務(wù)是STS-109，這是哈勃空間望遠鏡的第四次維護任務(wù)。

2001年，“哥倫比亞”號原定升空，但由于技術(shù)故障和航天飛機調(diào)配等原因，發(fā)射日期一直被推遲到了2003年１月16號。

2002年，美國航空航天局在“哥倫比亞”號等四架航天飛機的燃料管上發(fā)現(xiàn)了多處小裂縫，停飛了所有的航天飛機，原定2002年7月19日升空的“哥倫比亞”有三處裂縫，為此一直推遲到2003年1月16日日才升空，沒想到這次推遲了的飛行成為“哥倫比亞”號的最后一次飛行。

2003年2月1日，哥倫比亞號在代號STS-107的第28次任務(wù)重返大氣層的階段中與控制中心失去聯(lián)系，并且在不久後被發(fā)現(xiàn)在得克薩斯州上空爆炸解體，機上7名太空人全數(shù)罹難。

基本性能

外形尺寸

“哥倫比亞”號機艙長18米，能裝運36噸重的貨物。航天飛機外形象一架大型三角翼飛機，機尾裝有三個主發(fā)動機，和一個巨大的推進劑外貯箱，里面裝著幾百噸重的液態(tài)氧、液氫燃料。它附在機身腹部，供給航天飛機燃料進入太空軌道；外貯箱兩邊各有一枚固體燃料助推火箭。整個組合裝置重約2000噸。整個組合裝置使“哥倫比亞”號能在八分鐘左右達到兩萬七千公里的時速。

熱保護系統(tǒng)

從外部來看，哥倫比亞號是該機隊第一架大部分表面覆蓋高溫和低溫可重復(fù)使用表面隔熱（HRSI/LRSI）瓷磚作為主要熱保護系統(tǒng)（TPS）的軌道飛行器。，上面覆蓋著涂有白色硅橡膠的Nomex（俗稱毛氈）。可重復(fù)使用的表面隔熱(FRSI)毯子-機翼、機身和有效載荷艙門的某些區(qū)域。FRSI曾經(jīng)覆蓋了近25%的軌道飛行器。第一次升級從大部分飛機上移除了該設(shè)備，隨后的飛行僅使用有效載荷艙門的內(nèi)側(cè)部分和上機翼表面。此次升級包括將上表面的許多白色LRSI瓷磚替換為發(fā)現(xiàn)號和亞特蘭蒂斯號航天飛機上使用的高級柔性可重復(fù)使用表面絕緣(AFRSI)毯（也稱為纖維絕緣毯或FIB）。也被包括在內(nèi)。最初，哥倫比亞有32,000個瓷磚，但升級后減少到24,300個。AFRSI毯由一層純二氧化硅氈夾在外層二氧化硅織物和內(nèi)層S-Glass織物之間，用純二氧化硅線在1英寸網(wǎng)格上縫制在一起，然后涂上高純度二氧化硅。涂層。毯子是半剛性的，尺寸可以達到30英寸x30英寸。每條毯子都被替換為25塊瓷磚，并直接粘在軌道飛行器上。將毯子直接應(yīng)用到軌道飛行器上可以減輕重量，提高耐用性，降低制造和安裝成本，并縮短安裝計劃時間。所有這些工作都是在哥倫比亞號最初整修和挑戰(zhàn)者號退役期間完成的。盡管軌道飛行器的熱保護系統(tǒng)和其他增強功能有所改進，但哥倫比亞號從未像機隊中的其他軌道飛行器那樣輕松起飛。第二古老的航天飛機挑戰(zhàn)者號也相對較重，但比哥倫比亞號輕2,200磅（1,000公斤）。

獨特功能

獨特的外部功能稱為“SILTS”吊艙（航天飛機紅外背風(fēng)溫度傳感），位于哥倫比亞號垂直穩(wěn)定器的頂部，安裝在STS-9之后，用于捕獲紅外和其他熱數(shù)據(jù)。事情已經(jīng)完成了。第一次測試后，吊艙的設(shè)備被拆除，但美國航空航天局決定保留吊艙，主要是為了降低成本，該機構(gòu)計劃將吊艙用于未來的實驗。后來對垂直安定面進行了修改，加入了1992年首次在奮進號航天飛機上使用的阻力傘。

飛行壽命

航天飛機每次飛行最多可載8名宇航員，飛行時間達7至30天，可重復(fù)使用75到100次。航天飛機集火箭、衛(wèi)星和飛機的技術(shù)特點于一身，能像火箭那樣垂直發(fā)射進入空間軌道，又能像衛(wèi)星那樣在太空軌道飛行，還能像飛機那樣再入大氣層滑翔著陸，是一種多功能航天飛行器。在返航時，它能借助于氣動升力的作用，滑行上萬公里的距離，然后在跑道上水平降落。與此同時，它還能在滑行中向兩側(cè)方向作2000公里的機動飛行，以選擇合適的著陸場地。

飛行記錄

哥倫比亞號執(zhí)行了28次任務(wù)，在太空中飛行了300.74天，繞STS-107運行了4,808個軌道，總距離為125,204,911.5英里（201,497,773.1公里）。哥倫比亞號曾在和平號航天飛機和國際空間站計劃中服役，但沒有執(zhí)行任何訪問空間站的任務(wù)。當(dāng)時活躍的另外三架軌道飛行器至少訪問過和平號和國際空間站一次。由于哥倫比亞號是根據(jù)較重的早期設(shè)計建造的，減少了國際空間站任務(wù)的有效載荷，因此決定不安裝空間站對接系統(tǒng)。這為更長的科學(xué)模塊（例如太空實驗室和太空艙研究雙模塊）騰出了空間，因此哥倫比亞號被用于科學(xué)任務(wù)和哈勃空間望遠鏡服務(wù)。

哥倫比亞號航天飛機28次飛行記錄。

重大事故

2003年2月2日電美國哥倫比亞號航天飛機墜毀，機上包括一名以色列人在內(nèi)的七名宇航員已證實全部遇難。

事故征兆

2003年2月1日對美國人來說是一個黑暗、悲痛的日子。哥倫比亞號航天飛機爆炸的畫面反復(fù)出現(xiàn)在家家戶戶的電視屏幕上，人們止不住流淚、悲慟。

事故征兆最早出現(xiàn)在美國東部時間上午8時53分，航天飛機左機翼上的溫度感應(yīng)器失靈了，5分鐘后左側(cè)主起落架上的輪胎氣壓表也不再顯示數(shù)據(jù)。美國航宇局休斯敦地面控制中心官員向航天飛機緊急喊話。幾秒鐘后,所有的通訊聯(lián)絡(luò)中斷,控制中心一下子陷入駭人的寂靜。

9時，轟隆隆的巨響從天際傳來，得克薩斯州、路易斯安那州等地的居民聽到爆炸聲。哥倫比亞號的碎塊，劃出道道白煙，在空中爆炸解體。哥倫比亞號航天飛機上的七名機組成員全部遇難。這是繼1986年挑戰(zhàn)者號航天飛機墜毀以來人類航天史上又一重大慘劇。

事故過程

北京時間2003年2月5日晨，美國航空航天局(NASA)向媒體提供的“哥倫比亞”號航天飛機2月1日遭遇滅頂之災(zāi)前最后時刻的太空經(jīng)歷，以下是時刻表內(nèi)容(為方便讀者，我們將原來的美國東部時間和格林威治時間轉(zhuǎn)換成北京時間2003年2月1號時間記錄：

北京時間20時00：“哥倫比亞”號在距地面280公里的軌道上繞地球飛行，乘務(wù)人員得到休斯頓地面任務(wù)控制中心的綠燈信號，開始做重新返回地球大氣層的最后準(zhǔn)備。

北京時間20時49分，NASA向“哥倫比亞”號發(fā)出開始降落重新定位指令。當(dāng)時，佛羅里達的卡納維拉爾角降落帶的上空有霧。

21時09分，天空上的霧散去。返回飛行指揮官勒魯瓦·卡恩向“哥倫比亞”號發(fā)出離開地球軌道指令。

21時15分，“哥倫比亞”號飛臨印度洋上空。這時，“哥倫比亞”號上的小型方向控制用火箭發(fā)動機打開，時間為3分鐘。航天飛機的尾部向著地球，開始降落。

21時23分，慣性制導(dǎo)電腦的自動導(dǎo)航系統(tǒng)指揮航天飛機調(diào)整為前端在前、尾翼向下的姿勢。

21時32分，輔助動力裝置被打開，以便向控制航天飛機副翼和起落架的水壓系統(tǒng)增加壓力。

21時42分，“哥倫比亞”號到達位于太平洋上空144公里的位置，這時的火箭發(fā)動機以每小時27,000公里(音速的25倍)的速度工作著。

21時44分，“哥倫比亞”號開始“進入大氣層”，其前端向上抬升，保持一個40度的仰角，這樣，航天飛機外的陶瓷阻熱瓦能夠承受飛機進入濃厚大氣層時與大氣層摩擦產(chǎn)生的所有熱量。陶瓷阻熱瓦開始升溫。

21時46分，“哥倫比亞”號距地面只有102公里了，并準(zhǔn)備在30分鐘內(nèi)著陸，逐漸地，它穿越加利福尼亞州、內(nèi)華達州、新墨西哥州、亞利桑那州、得克薩斯州、路易斯安那州的墨西哥灣沿岸，最后到達佛羅里達州上空。

21時49分，“哥倫比亞”號開始按原計劃逐漸減緩飛行速度，它的前端朝著右側(cè)飛行。

21時52分，“哥倫比亞”號越過加利福尼亞海岸。休斯敦地面任務(wù)控制中心的控制記錄顯示，航天飛機的左側(cè)起落架溫度發(fā)生輕微異常變化。三個水壓熱傳感器顯示的左側(cè)起落架溫度在華氏40到60度(攝氏度8至15度)之間。

21時53分，航天飛機左派第4個傳感器顯示溫度仍在上升。

21時54分，整個機身的溫度因左翼溫度上升而上升了攝氏15度。

21時55分，“哥倫比亞”號飛臨內(nèi)華達州沙漠上空。

21時56分，“哥倫比亞”號飛臨亞利桑那州南部上空。

21時57分，在飛臨新墨西哥州上空時，仍受自動導(dǎo)航系統(tǒng)控制的航天飛機開始向左偏轉(zhuǎn)，速度再次下降。休斯敦地面任務(wù)控制中心失去與航天飛機左翼溫度傳感器數(shù)據(jù)傳輸之間的聯(lián)系。

21時58分，航天飛機左側(cè)一種無法解釋清楚的力量推動“哥倫比亞”號向左滾動，配平滾動穩(wěn)定器自動打開，試圖修正航天飛機的降落位置。

21時59分，航天飛機上的機載電腦試圖通過啟動2部偏航噴氣推進器進一步修正自己的位置。在距離地面61公里的高度、“哥倫比亞”號以時速21,000公里的速度進入得克薩斯上空。休斯頓地面任務(wù)控制中心記錄下了最后的無線電聯(lián)絡(luò)信號：“哥倫比亞，這里是休斯頓。我們看到你們的輪胎壓力信息，但沒有抄下你們最后的數(shù)據(jù)。”

過了片刻，“哥倫比亞”號機長里克·赫斯本德回答：“收到，但……”聽到一陣噪音短波之后，地面與“哥倫比亞”號便失去了聯(lián)系。

22時0分，在失去所有無線電聯(lián)系的情況下，休斯頓地面任務(wù)控制中心繼續(xù)在雷達上跟蹤著“哥倫比亞”號。地面目擊人員報告稱，他們看到“哥倫比亞”號碎裂成無數(shù)小塊，在天空拖過一條長長的白煙。

22時16分，在“哥倫比亞”號航天飛機的預(yù)定著陸時間，美國航空航天局正大啟動事故應(yīng)急計劃。

事故分析

2003年8月26日公布的一份調(diào)查報告顯示：美國哥倫比亞號航天飛機在返回地球途中墜毀，不是由于技術(shù)原因，而是人為疏忽造成的。

名叫哥倫比亞事故調(diào)查委員會的組織今天公布，造成七名宇航員死亡的原因是，美國國家航天局內(nèi)部安全標(biāo)準(zhǔn)不嚴(yán)。航天局原本已經(jīng)發(fā)現(xiàn)事故隱患，但沒采取有效措施。

哥倫比亞號航天飛機起飛后大約八十一秒鐘時，一塊隔熱瓦就已經(jīng)脫落。工程師在哥倫比亞號十六天的飛行中三次索取外觀照片，以探究飛機外部受損狀況，但一直沒有要到相關(guān)照片。

航天局一共喪失了七次了解、解決問題的機會。而隔熱瓦脫落，最終成為哥倫比亞號的致命傷。航天飛機穿越大氣層的時候，因磨擦產(chǎn)生的高溫氣體侵入飛機，終于導(dǎo)致它在得克薩斯州上空解體。

該委員會還發(fā)現(xiàn)，航天局的管理人員沒有從這起慘劇中吸取教訓(xùn)。他們反復(fù)告訴調(diào)查人員說，我們內(nèi)部沒有安全問題，哥倫比亞號事故是無法避免的。調(diào)查人員認為，哥倫比亞號的問題和1986年挑戰(zhàn)者號失事有相似之處，都有航天局疏忽大意造成的。挑戰(zhàn)者號事故中，同樣死了七名宇航員。

哥倫比亞號事故調(diào)查耗資二千萬美元，報告長達二百四十八頁，涉及調(diào)查人員多達二萬五千名。調(diào)查人員在德克薩斯和西路易斯安納州收集了八萬四千多片殘骸，相當(dāng)于整個飛機的百分之三十八。通過把它們拼裝起來，調(diào)查小組做出了上述結(jié)論。

報告指出，美國航空航天局的工程師知道哥倫比亞號在起飛時嚴(yán)重受損，而且明白如何應(yīng)對。造成航天飛機墜毀的不是技術(shù)原因，而是因為缺乏強有力的領(lǐng)導(dǎo)，致使航天局坐失解決問題的良機。另外，航天局內(nèi)部級別森嚴(yán)，雖然下屬發(fā)現(xiàn)了問題，但沒能及時反映給上司。

這項報告還說，如果航天局不另外設(shè)立負責(zé)安全的組織，并在發(fā)生問題時及時通報，類似的悲劇還將重演。美國航天局負責(zé)人奧科夫稱：這份報告給他們指出了改進的藍圖。“我們同意報告發(fā)現(xiàn)的問題，并且會盡最大可能解決問題。”美國總統(tǒng)布什表示，不會因此將奧科夫免職。布什說，航天局未來往哪里去，將在仔細研究這份報告之后作出決定。他說：“我們探索太空的旅程會繼續(xù)下去，英雄的探索者的事業(yè)也將延續(xù)下去。”

位哥倫比亞事故調(diào)查委員會的女發(fā)言人，勞拉·布朗說，補充材料將在接下去的數(shù)月中分別發(fā)布。包括13名成員的調(diào)查委員會一致認為，一塊重11.5磅的泡沫絕緣體在1月份的升空過程中，鑿破了哥倫比亞號的左翼。在2月1日航天飛機返回地球的途中，外部燃料水槽的泡沫很有可能，鑿開了6-10英寸的一個小洞，讓大氣中灼熱的氣體再進入。在距離佛羅里達州的降落塔還有16分鐘的時候，哥倫比亞號突然分解爆炸為數(shù)百萬片。

“哥倫比亞”號發(fā)射后不久從外部燃料箱外脫落的泡沫材料，最有可能擊中了航天飛機左翼的第8號增強型碳基復(fù)合材料板。這一撞擊造成的損傷使超高溫氣體在“哥倫比亞”號重返大氣層時得以進入航天飛機內(nèi)部，最終導(dǎo)致飛機解體。