首页 -> 2004年第2期
“哥伦比亚号”折戟探因
作者：王家骥
是什么原因酿成了“哥伦比亚号”的惨祸呢？其实，这场惨祸在“哥伦比亚号”发射的时候，就已经注定要发生了。可悲的是，身在航天飞机里面的7名宇航员却毫不知情。
当“哥伦比亚号”升空的时候，有一片约如单人课桌面大小、厚15厘米、重约1.2千克的泡沫塑料块，从外部燃料箱上脱落，撞击到左机翼前缘根部附近。当时地面测控人员已经看到了这一状况，却没有引起足够重视。
原来，外部燃料箱内的液态氢和液态氧，需要保持零下180摄氏度以下的低温状态。因此，在燃料箱的外面喷上了一种泡沫塑料，隔绝周围的热量。这种泡沫塑料在航天飞机发射升天过程中，由于周围空气的强烈冲击，有可能会局部发生碎裂脱落。另外，为了让航天飞机本身在重返大气层时能够承受与空气摩擦产生的高温，在机体表面包裹了一层即使在高温下强度也不会降低的耐热材料。 这些耐热材料虽然不怕热，却十分脆。在航天飞机过去的飞行中，耐热材料发生损伤的情况并不罕见，平均每次飞行有100处以上较小的损伤，但从未造成重大事故。可是，这一次就惹下大祸了。
为了证明“哥伦比亚号”的惨剧确是因耐热材料损坏引起的，7月7日，在美国得克萨斯州圣安东尼奥西南研究所进行了一次模拟实验，一块重约0.75千克的泡沫隔热材料，以每秒200多米的速度，撞上曾随“阿特兰蒂斯号”航天飞机27次进入太空的增强型碳基复合材料板，结果形成了直径约40厘米的孔洞。
耐热材料受撞击之后严重损坏，招致机翼前缘的铝合金在返回大气层时暴露在高热空气之中，并迅速融化。这使得“哥伦比亚号”的机翼上出现一个大洞，改变了这架航天飞机的空气动力学性能，以致航天飞机的飞行姿态出现紊乱。在当时飞行速度高达每秒数十千米的情况下，机体势必解体。
航天飞机向何处去？
在这次模拟实验之前，曾有一部分人不相信是脱落的泡沫塑料块导致了“哥伦比亚号”的惨祸，认为可能是与太空垃圾相撞。现在，几乎可以肯定，造成这场惨祸的真正原因，在航天飞机本身，在设计的时候就已经隐藏在那里。
在“挑战者号”爆炸以后，美国航空航天局曾经用了2年8个月，对其余航天飞机作了400多处大大小小修改，才重新恢复了飞行。“哥伦比亚号”的解体，使得美国剩下的三架航天飞机不得不暂停飞行，等待修理和改装。
直到目前为止，世界上仍然只有美国采用航天飞机这种可重复使用的航天器。其余的国家，例如俄罗斯，也包括即将进行载人航天飞行的我国，依旧采用只能一次性使用的宇宙飞船。美国的航天飞机停止飞行之后，国际空间站宇航员的接送，只能依靠俄罗斯的“联盟号”宇宙飞船来完成。可是，“联盟号”一次飞行最多只能载运3名宇航员，而且每次发射必须建造新的，不能像航天飞机那样频繁地发射升空。因此，国际空间站不得不减少了在那里面工作的宇航员的数量，并延长轮换的时间间隔。这对国际空间站的建设和科学实验活动无疑会带来很大的不利影响。
美国现有的航天飞机何日能重返太空尚不得而知。然而由于这些航天飞机在设计上存在一些已经无法弥补的缺陷，为了进一步推进航天发展计划，设计制造下一代新型的航天飞机势在必行。早在20世纪90年代中期，美国已经着手开始新一代航天飞机的研制。1996年6月，美国航空航天局为此举行了一次声势浩大的招标会，洛克希德—马丁公司的X—33中标。然而，X—33采用了许多不成熟的新技术和新材料，这使得美国航空航天局在经过5年的研究，耗资12.6亿美元后，不得不以开发费用过高之类的理由，决定停止这一开发计划。
现在，美国未来的航天飞机究竟如何发展，趋向并不明朗。这将有待于对“哥伦比亚号”事故的进一步评估。可是，无论如何，新一代航天飞机的开发，很可能会加速进行。同时，像俄罗斯以及我国的载人宇宙飞船，也会得到更快的发展。
阅读提示
2003年2月，美国“哥伦比亚号”航天飞机完成了在太空中的科学实验任务，返回地球。就在人们正为它的回来欢呼的时候，惨剧在一瞬间发生，飞机因左翼受到某种损伤，致使机体在离地面63千米处解体，机上7名宇航员全部遇难。失事的原因是什么？这篇兼有科技报道和科技说明文特点的文章，就是要探个究竟。这里，我们摘录了全文中的两个小标题的文章，既说明了“哥伦比亚号”机毁人亡的原因，又预测了航天飞机将加快发展的前景。全文说明有序，条理分明。
思考练习
1.本文标题“折戟探因”用的是什么修辞手法？“折戟”是什么意思？
2.文章第一个小标题“发射时就注定要机毁人亡”，为什么说是“注定”，它与后面的哪一句话相照应？
3.文中说明“哥伦比亚号”机毁人亡的惨剧发生的原因，表述最确切的一项是（ ）
A.外部燃料箱内的液态氢和液态氧，需要保持零下180摄氏度以下的低温状态。而隔热的泡沫塑料局部发生脱落碎裂。
B.能够承受与空气摩擦产生高温的耐热材料虽然不怕热，但却十分脆，容易发生损伤。
C.当“哥伦比亚号”升空的时候，有一片约如单人课桌面大小，厚15厘米、重约1.2千克的泡沫塑料块，从外部燃料箱上脱落，撞击到左机翼前缘根部附近。
D.耐热材料受撞击之后严重损坏，招致机翼前缘的铝合金在返回大气层时暴露在热空气中，并迅速融化。机翼出现大洞，飞行出现紊乱，导致机体解体。
4.“哥伦比亚号”机毁人亡的惨剧应吸取的教训，印证了下面关于“科学”的哪一句格言？（ ） A.反复地推断，无休止地修正，就能在科学上取得毋庸置疑的进步。 ——杜克洛克斯
B.科学的进展是十分缓慢的，需要爬行才能从一点到达另一点。 ——丁尼生
C.科学哪怕透出一丝虚假之光或半点疏忽，就会导致混乱与迷惘。 ——贝蒂
D.真正的科学首先教人们怀疑，教人们摸不着头脑。 ——马纳穆诺
5.“航天飞机”和“宇宙飞船”的根本区别是什么，请引用文中的话加以概括。
6.请找出文中的两句话来回答“美国现有的航天飞机何日能重返太空”的问题：
（1）_______________________________。
（2）________________________________ 。