美挑战者号航天飞机升空后爆炸

美挑战者号航天飞机升空后爆炸
美挑战者号航天飞机升空后爆炸

美挑战者号航天飞机升空后爆炸
2010-06-06 14:101月28日的发射与失败
起飞与最初的上升
以下关于事故的分析基于实时遥测数据、摄影分析,以及航天飞机与任务控制中心的语音通讯副本产生.[6]发射后的所有时间信息都以秒给出,叙述的每项事件都与从最接近仪表事件取得的遥测时间码一致.[7]
在升空前6.6秒,三部航天飞机主引擎（SSME）点火.为了应对发射的临时中断,SSME可在火箭离开地面前安全地关闭.在起飞时间点时（T=0,为美国东部时间当日11:38:00.010）,三部SSME达到了100%的效能率,并在计算机控制下提高到104%,在此时,两部SRB点火,火箭挣脱了固定用的紧固螺栓,从发射台开始上升.随着火箭的第一次垂直动作,氢气排放臂从外部舱收回,但没有成功锁上.但通过对发射台摄像机记录视频的回放,发现排放臂此后没有重新接触到船体,因而将它作为对事故有影响因素的猜想可排除.[7]发射后对发射台的检查也显示出4颗紧固螺栓的反冲弹簧遗失了,但这也被排除了.
下一个发射时的视频回放点显示,在T+0.678时,一股黑灰色的烟雾从右侧SRB尾部靠近连接该部件与外部舱的支架处喷出,大约在T+2.733时烟雾不再喷出.烟雾最后可见的时刻位于T+3.375.后来确定这些烟雾是由右侧SRB部件尾部接缝的开合引发的.助推器的外壳在点火产生的压力下有所膨胀,作为膨胀的结果,外壳的金属部分崩离了其他的部分,打开了一个泄漏温度高达华氏5,000度（摄氏2,760度）气体的裂缝.主O型环是设计用于封闭该裂缝,但在过低的温度下它没能在第一时间内密封住,而副O型环又因为金属部分的崩离而偏离了原有位置.这样就没有可阻碍气体逸出的障碍了,两个O型环在大约70度的范围内都被气化了.然而,固体燃料燃烧产生的氧化铝封闭了损坏的接缝,在明火冲出裂缝前临时替代了O型环的密封作用.
在火箭离开发射塔后,SSME以最大效能的104%运行,控制权从位于肯尼迪中心的发射控制中心（LCC）移交到了休斯敦的任务控制中心（MCC）.为了预防空气动力拆散航天飞机,在T+28时SSME开始降低功率以减小航天飞机在密度较大的低空大气中的速度.在T+35.379时,SSME已低于计划的65%效能.5秒后,在5800米（19,000英尺）的位置时,挑战者号突破了音障.在T+51.860时,SSME重新回到104%的效能,火箭也已接近最大Q值（Max Q）：飞行物能承受的最大气动压力.
烟羽
正当航天飞机达到最大Q值时,它遭遇了航天飞机程序记录中最强烈的风切变.
在T+58.788时,一台追踪摄像机捕捉到了右侧SRB靠近尾部支架处出现的烟羽（plume）.当时挑战者号与地面的休斯敦对此都还不知情,但可燃气体已从右侧SRB的一个接缝处开始泄漏出来.风切变的力量粉碎了替代损坏O型环的氧化物密封层,移除了阻碍明火从接缝处泄漏出来的最后一个屏障.在一秒内,烟羽变得明显并剧烈.由于密封失效的接缝处迅速扩大的裂缝,右侧SRB的内压开始减小,在T+60.238时,已可在视觉上观察到从接缝处逸出的火焰,同时开始灼烧外部舱.[6]
在T+64.660时,烟羽突然改变了形状,这表明尾部燃料舱的液氢舱开始出现泄漏.在电脑控制下,主引擎的喷嘴开始绕枢轴进行转动,试图补偿助推器产生冲力导致的不平衡.在T+66.764时,航天飞机外部液氢舱的压力开始下降,显现出了泄漏所导致的影响.[6]
对宇航员与飞行控制员来说,这个阶段的情形看上去似乎还是正常的.在T+68时,太空舱通讯员（CAPCOM）通知宇航员们“执行加速”,机长迪克·斯科比确认了这个呼叫.他的响应是：“收到,执行加速”,这句话是挑战者号空对地回路的最后一次通讯.
航天器解体
在T+72.284时,右侧SRB部件似乎已从与外部舱连接的尾部支架上扯落.事后从遥测数据的分析显示,在T+72.525时,航天飞机右侧有突然的加速,宇航员们也可能感觉到：船员舱记录器最后的状态记录是在加速后半秒钟时,驾驶员麦克·史密斯发出了「嗯噢」的叫声.史密斯可能也感觉到了主引擎异常表现的徵兆,或是外部燃料舱压力的下降.
在T+73.124时,舰尾拱顶的液氢燃料舱发生故障,产生的一股推力将液氢舱推挤入了上端的液氧舱；与此同时,右侧的SRB绕着支架向上转动,并且撞击到了内部燃料舱结构.
在T+73.162时,太空梭在14.6千米（48,000英呎）的高度上开始解体.[9]伴随著外部燃料舱的瓦解,挑战者号在气流的冲击下改变了正常的方向,并在异常的气体动力产生20g——远超过设计极限的——负载系数下立刻被撕裂开来.
两架SRB则因能承受更大的空气动力负载,在从外部舱分离后还继续进行了37秒钟的失控动力飞行.SRB的外壳由12.7毫米（半英寸）厚的钢板构成,比航天飞机与外部燃料舱更为坚固；因此两架SRB在太空梭解体时得以幸免,即使导致挑战者号毁灭的SRB接缝烧穿对右侧SRB的影响依然存在.SRB在其于大气层的烧蚀过程中损坏.