(1)任務、宇航員和事故過程
按照原計劃，挑戰者號航天飛機第10次飛行於1985年7月進行。但由於任務和有效載荷調整變化、技術故障、氣候等原因，發射日期已推遲至1986 65438+10月28日。
挑戰者飛行的主要任務是:
(l)攜帶並發射壹顆“跟蹤和數據中繼衛星”(這將保證航天飛機和其他23顆衛星之間的通信聯系)；
(2)攜帶並發射壹顆“斯巴達-哈雷衛星”(衛星上裝有觀測哈雷彗星的專用儀器。當哈雷彗星距離太陽太近，無法被其他觀測站觀測到時，上述特殊儀器會觀測到哈雷彗星的活動，然後將衛星回收到航天飛機的有效載荷艙內，帶回地面)；
(3)開展流體力學實驗、鑒相實驗、輻射探測實驗等科學研究；
(4)進行空間教學和壹些基礎的課堂實驗；
(5)完成青年學生設計的實驗方案等等。
1985年1月，實際發射前壹年，美國國家航空航天局公布了執行這次任務的宇航員名單:
弗朗西斯·斯科比指揮官
司機邁克爾·史密斯
任務專家埃裏森·奧尼朱卡
任務專家朱迪斯·雷斯尼克
任務專家羅納德·麥克奈爾
本次飛行的指揮官弗朗西斯·斯科比(Francis Scobie)於1984年4月作為挑戰者號的飛行員進行了首次航天飛機飛行。Scobie先生出生於華盛頓州的奧本，在亞利桑那大學獲得了航空航天工程學士學位。他是壹名空軍試飛員，駕駛45種飛機飛行了7000小時。他從65438年到0978年成為壹名宇航員。
飛行員邁克爾·史密斯(michael smith)是北卡羅來納州波弗特人，美國海軍上校。1967畢業於美國海軍學院，獲海軍研究生院碩士學位。他是壹名經驗豐富的海軍試飛員，駕駛過多種飛機。1980當選航天員。這是他第壹次乘坐航天飛機。
任務專家埃裏森·奧尼朱卡(Ellison Onijuka)來自夏威夷科納的基拉克誇，擁有科羅拉多大學航空航天工程碩士學位。他是測試工程師，空軍飛行員，空軍中校。他在1978年成為壹名宇航員，並在1985+10月駕駛發現號航天飛機執行第壹次軍事任務。
朱迪斯·雷斯尼克(Judith resnick)，任務專家，理學博士，於1984年8月參與了發現號軌道飛行器的首次飛行。這位女博士出生於俄亥俄州阿克倫市，1976獲得馬裏蘭大學電子工程博士學位。在幾家工業公司工作後，她成為了1978的宇航員。
任務專家羅納德·麥克奈爾(Ronald mcnair)博士，來自南卡羅來納州萊克城，1976年獲得麻省理工學院物理學博士學位。作為壹名物理學家，他在民用工業部門工作後於1978年成為壹名宇航員，並於1984年2月在挑戰者號上進行了首次太空飛行。
有效載荷專家是航天飛機機組的正式成員，但他們不是全職宇航員。
除了上述成員之外，還有另外兩位特邀專家參加了這次飛行，他們是克裏斯塔·麥考利夫和格雷戈裏·賈維斯。
麥考利夫，女，37歲，出生於波士頓，在馬薩諸塞州弗雷明漢長大，畢業於弗雷明漢州立大學。她在馬裏蘭州和新罕布什爾州的初中和高中教授美國歷史、法律和經濟學。她是壹位有聲望的社會學教師。壹年多前，她通過車上的收音機得知了壹名航天員即將在平民中選拔的消息。“今天，”裏根總統說，“我命令美國國家航空航天局開始從全國所有中小學中挑選壹名最好的美國教師，作為我們太空計劃歷史上的第壹位公民乘客。”從此，滿懷信心和喜悅，經過幾個月的嚴格測試和篩選，這位女教師終於從11000名申請者中脫穎而出，成為美國第壹位平民宇航員和太空教師。在電臺報道這壹評選結果的第二天，克裏斯塔·麥考利夫(Krista mcauliffe)居住的康科德市(Concord)市民在城市廣場舉行了熱烈的慶祝儀式和遊行。當克裏斯塔在丈夫和孩子的陪同下來到廣場時，人們蜂擁而至，與她握手、擁抱並索要簽名。市長還出人意料地把指揮棒塞到她手裏，讓她指揮樂隊演奏《星條旗永不落》。人們及時鼓掌。後來，康科德宣布8月6日為克裏斯塔·麥考利夫日。
1985年7月，麥考利夫被指派參加挑戰者號10的飛行。壹個歷史老師會親自創造歷史，書寫歷史上輝煌的篇章，真是令人神往。
格雷戈裏·賈維斯先生是壹名空軍工程師，專門從事衛星設計。他出生於密歇根州底特律市，獲得了波士頓東北大學的電氣工程博士學位。作為休斯飛機公司的代表，他於6月1985+00被任命為參加這次飛行的成員之壹。在這次飛行中，他將完成壹系列流體動力學實驗，這些實驗將有助於衛星的重新設計。
挑戰者號機組的每個成員都肩負著自己偉大而神聖的責任。他們都是優秀的人，都是令人羨慕的優秀代表。
1986 65438+10月28日，美國東部時間淩晨11點38分，挑戰者號航天飛機莊嚴地矗立在佛羅裏達州卡納維拉爾角的肯尼迪航天中心。當時天寒地凍，氣溫零下5℃。冰堆積在發射臺上，1英尺長的冰柱掛在固定服務設施的框架上。嚴寒對航天飛機的發射是壹個巨大的威脅。
數萬名觀眾不畏嚴寒，興奮地坐在發射場的看臺上，焦急地等待著那激動人心的壯觀時刻。
這時，更多的人興奮地坐在電視機旁。
倒計時開始了。“十，九，八，七，六...主引擎啟動！”“四、三、二、壹，點火！”
“挑戰者”載著它的7名船員和其他載荷，帶著人們發自內心的囑托，也帶著不被感知卻無疑會存在的隱患，在震耳欲聾的轟鳴聲中緩緩升空！這時，收音機裏傳來的奈斯比特解說的聲音已經被看臺上的歡呼聲淹沒了。這是整個飛行中最危險的時刻，肯尼迪和休斯敦航天中心的控制人員密切監視著發動機的巨大轟鳴聲。16秒升空後，挑戰者壹個個轉啊轉，背朝下，屁股朝上。在35秒內，主發動機減速至全速的65%，以防止軌道器外殼在通過高空湍流區時過熱碎裂。評論員奈斯比特宣布起飛正常:“三個引擎運轉正常。油箱和輔助動力設備狀況良好。速度是每秒2257英尺，高度是4.3海裏。52秒後，地面控制臺通知指揮官斯考比將發動機恢復全速。此時，航天飛機正在接近音障，遇到了巨大的氣壓。主發動機加速到正常速度的104%，固體燃料火箭助推器已經燃燒了近100億磅固體燃料。電腦屏幕上顯示的所有數據都很正常。等到斯考比指揮官向地面報告主機加速時，飛行時間已經過了70秒。
三秒鐘後，天空中突然出現壹個橘黃色的火球，然後分成許多小叉，拖著火焰和白煙四處亂竄。兩個固體燃料火箭助推器完全脫離火球拖著白煙柱，因失控繼續呈“V”字形向前飛行(圖5-4)。這時，飛控中心的電視屏幕上，“挑戰者”號發送的數據突然停止，與駕駛艙的無線電聯系和整個遙測系統信號戛然而止。為了防止兩枚固體燃料助推火箭落入人口密集區，卡納維拉爾角發射中心的壹名操作員激活了其自爆裝置將其引爆。四十秒鐘後，奈斯比特用沈重的聲音宣布:“飛行指揮確認航天飛機爆炸了。”。
無論人們多麽不願意相信自己親耳聽到的，親眼看到的，無論人們多麽不願意接受此刻發生的壹切，殘酷的事實是，價值654.38美元+0.2億美元的航天飛機已經毀於壹旦，機上7名宇航員全部遇難。固體火箭助推器沖出火焰，交叉成“V”字形。爆炸發生後，飛機的殘骸和碎片墜落在距發射場30公裏的北緯28.64，西經80.20的區域。這是載人航天25年來發生的最嚴重的災難。
全美數百萬在電視機前觀看發射的觀眾目睹了爆炸的驚人壹幕。
數百名來自康科德中學的學生聚集在學校的自助餐廳觀看電視上挑戰者號的發射，它載著他們崇拜的老師麥考利夫。他們情緒高漲。飛機起飛時，他們興奮地大聲歡呼。得知飛機爆炸後，他們都放聲大哭。壹位老師迅速關掉了電視。學生們很快被帶回教室。家長們接到了學校的電話，悲痛的孩子們被壹個接壹個地帶回家。
挑戰者號航天飛機發射當天，壹架東方航空公司的飛機剛剛從波士頓起飛，途經卡納維拉爾角以東60公裏的海洋飛往邁阿密。當天，由於挑戰者號發射時間臨時變更，飛機起飛時間壹再推遲。對此，車上所有135乘客均無怨言。其實大家都很關註航天飛機的這次飛行，每個人的內心都和探索宇宙的勇士們息息相關。
飛機終於起飛了。途中，飛行員通過無線電關切地向地面氣象員詢問航天飛機發射的情況。
"航天飛機已經起飛了嗎？"
壹陣沈默後，氣象員回答說，“它起飛了，……但是……它離開地面壹分鐘後爆炸了。”
收音機裏壹片寂靜。
“妳是說，挑戰者號墜毀了？!"司機問。“是的，我想是的。”
司機壹聲不吭地坐在機艙裏，直盯著前方無邊無際的天空，誰也不說話，腦子裏充滿了僥幸的希望。“不，不可能！”
在與悲痛作鬥爭的同時，飛行員們通過舷窗看到壹條巨大的、漂浮的白色雲帶漂浮在佛羅裏達萬裏水域上空。這是航天飛機爆炸後產生的蒸汽。
機組人員不得不懷著沈痛的心情告訴乘客這個壞消息，並請乘客中唯壹的牧師帶領他們祈禱。牧師首先用他渾厚的嗓音朗讀了《聖經》中的第23首贊美詩，最後為遇難的宇航員和他們的家人祈禱。每個乘客都垂著頭，每顆心都揪著。當飛機降落在邁阿密機場時，機長和牧師站在艙門旁，默默地看著乘客們魚貫而下。雖然年齡、性別不同，但都顯得莊重、沈重，很多人邊走邊抹眼淚。
航天飛機突然爆炸時，美國眾議院正在準備開會。這壹突發事件震驚了整個國會。眾議院牧師詹姆斯·大衛·福特(James David Ford)走上講臺說:“在這個特殊的時刻，讓我們為航天飛機上的機組人員默哀。”默禱片刻後，眾議院休會兩小時。整個國會山，工作人員、參議員和國會議員都聚集在電視機旁，默默地看著這場悲劇的發展。
爆炸發生時，裏根總統正在和他的高級助手開會。副總統布什和國家安全顧問波因德克斯特帶來了這個意外的消息。於是與會的人立刻走到最近的電視機前，觀看了事發的視頻。白宮發言人斯皮克斯後來說:“妳可以看到總統臉上焦慮、不安和悲傷的表情。”"看電視錄像時，總統震驚得幾乎說不出話來。"幾個小時後，裏根總統向全國發表講話，宣布:“我原計劃今晚向妳們發表國情咨文。但是今天早些時候發生的事情讓我改變了原來的計劃。今天是哀悼和紀念的日子。”然後他說:“南希和我對發生在挑戰者號上的悲劇深感悲痛。我們知道全國人民都和我們壹樣深感悲痛。.....這確實是國家的損失。.....我壹直信任和尊重我們的太空計劃，今天發生的事情永遠不會降低它的聲譽。我們將繼續探索太空。將來會有更多的太空飛行和更多的太空飛行員。是的，太空中會有更多的誌願者，更多的平民，更多的老師。”
挑戰者號空難造成的悲痛是全國性的。這不亞於刺殺肯尼迪總統。挑戰者號爆炸引起的震動是世界性的。全世界的新聞系統都報道了這壹事件。就連壹向十分矜持的塔斯社也迅速報道了這壹消息，盡管來自紐約的報道只包含壹句話:“美國挑戰者號航天飛機今天剛剛起飛就爆炸了。”前蘇聯的新聞機構過去常常批評美國的航天飛機計劃，指責它被用於軍事目的。
事件發生後的第二天，李先念總統打電話給裏根總統，對美國宇航員的死亡表示哀悼。電報說:“驚悉貴國挑戰者號航天飛機的七名宇航員遇難。我謹代表中國政府和中國人民，向貴國政府和人民表示最深切的同情和慰問，向遇難者家屬表示誠摯的慰問。”
(2)事故原因調查
“挑戰者”號空難在美國乃至全世界引起強烈反響和極大震動。美國政府非常重視這壹事件。1986年2月3日，裏根總統發布行政命令，決定就挑戰者號爆炸原因立即成立調查委員會。命令指出，該委員會的成員將從政府、科技界和管理部門中有聲望的領導人中抽取。委員會的主席和副主席將由總統任命。委員會的任務是:
(1)深入調查1986年6月28日“挑戰者”號航天飛機爆炸事故。
(2)完成以下兩項任務:
1)審查圍繞事故的所有情況，以確定事故的可能或直接原因；
2)根據調查結果和做出的決定，提出未來的改進措施或其他行動計劃。
(3)委員會應在本命令發布之日起120天內向總統和美國國家航空航天局局長提交最後報告。
與此同時，裏根總統任命前國務卿威廉·羅傑斯(William Rogers)為調查委員會主席，首位登月宇航員尼爾·阿姆斯特朗(neil armstrong)為副主席。整個委員會由13人組成。這些成員都是從各個政府部門、軍兵種和行政部門選拔、抽調出來的與本次飛行無關的最有經驗、最優秀的成員。
調查委員會壹任命並成立，就立即開始調查，並在白宮的全力支持下，就事故相關事實舉行了壹系列公開聽證會。會上，美國國家航空航天局官員簡要介紹了航天飛機計劃的歷史和美國國家航空航天局對挑戰者號爆炸事故的調查情況。後來，根據委員會的建議，美國國家航空航天局公布了大量信息。這樣做證明事故的方方面面都在調查，所有的情況都會全面詳細的公之於眾。這有助於安撫公眾。對於這樣壹個舉世矚目、舉國關註的重大事件，尤其是在美國這樣壹個開放的國家，調查工作只能采取這種公開、充分揭露所有事實的方法。
當然，根據國家利益的需要，聽證會有時不得不秘密舉行。在2月10日的壹次秘密聽證會上，調查委員會獲悉，航天飛機的固體火箭發動機過去曾在連接部件和密封處發現問題。此外，委員會第壹次了解到，作為承包商的莫頓聚硫橡膠公司在發射的前壹天，即65438年6月27日提出了不批準發射的建議，原因是考慮到低溫對連接器和密封件的影響。為了進壹步澄清這壹令人不安的重要情況，委員會分別於2月13日和14日安排了兩次秘密聽證會。在2月13日的會議上，我們仔細觀看和回顧了與挑戰者號墜毀有關的電影、電視和遙測。這次會議第壹次向調查委員會提供了關於固體火箭發動機連接器和密封件故障導致墜機的證據。
為了準確查明事故原因，委員會分成四個小組進行深入調查。他們的任務劃分如下:
(1) R&D和生產調查小組，負責調查航天飛機零部件的獲取、測試和評估過程。
(2)發射前活動調查小組，負責評估航天飛機的系統處理、發射準備和發射前安全。
(3)任務設計與實施調查組，負責調查任務設計與實施、發射進度壓力、乘員安全等問題。
(4)事故分析調查組負責分析與事故有關的數據，找出各種異常現象的相互關系和事故的詳細情況。
調查組成立後，調查委員會的大量調查工作由調查組根據聽證會提供的所有材料同時進行。
例如，以少將·唐納德·庫特納爾為首的事故分析和調查小組多次訪問肯尼迪和馬歇爾航天中心進行調查，並深入猶他州聚硫橡膠公司的設施，審查拍攝的照片、遙測數據和救援隊打撈的飛機殘骸，還監督美國國家航空航天局和聚硫橡膠公司進行的實驗。
以約瑟夫·薩特為首的R&D和生產調查小組從約翰遜航天中心開始調查航天飛機零部件制造公司的生產和試驗活動。
……
與此同時，每個小組分別進行了深入調查，委員會的壹個總小組也開始了調查工作。他們舉行了壹系列單獨的會議，並采訪了所有相關人員。目的是使調查委員會在撰寫調查報告時，能夠根據相關領域的實際背景來說明問題。這些領域包括發射前夕美國國家航空航天局和聚硫橡膠公司官員之間的電話記錄；接頭設計和O形環問題的歷史:美國國家航空航天局在安全、可靠性和質量保證方面的作用和存在的問題；“挑戰者”號固體火箭助推器的組裝。此外，還調查了航天局的組織效率，特別是航天飛機計劃的組織工作效率和發射挑戰者號的外部壓力。
委員會總共約談了65 438+060多人，舉行了35次正式聽證會，記錄了65 438+02 000頁會議記錄，獲得了2 800頁證詞，審查了6 300份文件(總共65 438+022 000頁和數百張照片)。
歷時4個月，耗資近6.5438億+0萬美元。調查委員會於1986年6月9日向裏根總統發送了壹份完整詳細的調查報告。報告以大量的人證物證對航天飛機失事的直接原因和歷史原因進行了全面分析，暴露了美國國家航空航天局管理中的壹些不足，最後提出了有針對性的改進措施。
還應該提到的是，美國國家航空航天局的工作人員在這次調查中也做出了巨大努力。美國國家航空航天局從各部門抽調了65，438+0，300多名員工配合此項工作。美國國家航空航天局政府部門和承包公司也給予了大力支持，分別派出1600多人和31000人參與調查。特別應該指出的是，軍事部門、海上巡邏隊和國家運輸安全委員會都在打撈和分析“挑戰者”號航天飛機中發揮了重要作用。
㈢調查結果
挑戰者號航天飛機爆炸的影響是巨大而深遠的。這壹事件表明，美國航天計劃發展中存在的問題是相當嚴重和多方面的。根據調查委員會的調查結果，空難的直接技術原因是航天飛機右側固體火箭發動機後裝配接頭處的壓力密封失效。這種故障是由於錯誤的設計和對壹系列因素的異常反應造成的。這些因素包括溫度、零件尺寸、材料特性、可重復使用性、加工和對動載荷的聯合響應。
航天飛機固體火箭助推器裝配接頭問題始於設計失誤，在歷次發射中已多次暴露。然而，美國國家航空航天局和承包公司的管理部門每次都是臨時解決，而沒有給予應有的重視和徹底解決，以至於航天飛機帶著這壹嚴重隱患壹次次飛行，躲過了壹次次逐步升級的風險。
航天局管理上存在的問題還表現在整個航天計劃中負責安全、可靠性和質量保證的人員不足，他們幾乎沒有發揮任何作用。在整個事故調查過程中，幾乎聽不到他們的聲音。這壹幕讓調查委員會非常吃驚。
美國國家航空航天局決策過程中的缺點也是顯而易見的。其表現是，65438年10月28日進行發射的決策者，對固體火箭發動機接頭存在的歷史問題和承包公司(尤其是工程技術人員)反對在當天極低溫度下發射的建議壹無所知。當然，航天飛機失事的原因也來自社會方面。例如，對軍用和民用航天飛機的需求太大，對美國國家航空航天局的壓力太大。