喬善勛

對于人類而言，每次飛向太空的旅程都充滿了危險和挑戰(zhàn)。然而，前途再崎嶇，也無法阻擋航天先驅(qū)的步伐。維珍集團(tuán)創(chuàng)始人理查德·布蘭森為了探索太空旅行的路徑，率領(lǐng)團(tuán)隊研發(fā)出了維珍銀河太空船系列。

2014年10月31日，維珍銀河（VG）太空船2號（SS2）在脫離母船后，升空不久便發(fā)生爆炸，整架航天器瞬間解體，最終墜落在加州莫哈維沙漠上。一名飛行員跳傘逃生，另一名飛行員遇難。

突如其來的空難

太空船2號由縮尺復(fù)合體公司負(fù)責(zé)設(shè)計制造。該公司1982年成立于加州莫哈維，以非傳統(tǒng)設(shè)計著稱，產(chǎn)品大量使用非金屬復(fù)合材料，其代表性產(chǎn)品便是和維珍集團(tuán)共同開發(fā)的太空船1號及太空船2號。

維珍銀河的試飛基地在美國加州南部的莫哈維航空航天港。2014年10月31日，維珍銀河邀請了諸多媒體和專業(yè)人士來共同見證太空船2號的試飛活動。

太空船2號由火箭發(fā)動機(jī)驅(qū)動，可以容納2名飛行員和6名乘客。它起飛時懸掛在母機(jī)上（白色騎士2號），飛至1.4萬米高度時和母機(jī)分離。接著，太空船2號攜乘客在4.27萬米的太空邊緣停留5分鐘，然后返航并降落。

布蘭森希望讓游客以25萬美元的“低價”乘坐太空船2號體驗遨游太空的奇妙感受。這一報價確實遠(yuǎn)低于之前的價格，2001年丹尼斯·蒂托的太空之旅耗費了2000萬美元。

維珍太空船的研發(fā)遇到了很多困難。早在2007年，太空船2號在測試火箭發(fā)動機(jī)時發(fā)生爆炸，當(dāng)場導(dǎo)致3名工程師遇難。此外，項目的不斷延期讓維珍集團(tuán)背負(fù)了巨大壓力，但數(shù)百名嘗鮮者已經(jīng)預(yù)定了位置，所以此次試飛的成功與否至關(guān)重要。

此次試飛的機(jī)長是皮特·西博爾德，43歲，曾駕駛過11種不同類型的飛機(jī)。副駕駛是麥克·阿爾斯伯里，39歲，擁有豐富的試飛經(jīng)驗。

2010年10月10日，太空船2號完成首次載人滑翔飛行。2013年4月29日，完成首次動力飛行。2014年10月31日，太空船2號將要完成第36次試飛活動，也是它第4次自身動力飛行。這一次，試飛員將測試新型火箭發(fā)動機(jī)。

上午9時20分，白色騎士2號獲得起飛許可并順利起飛。當(dāng)白色騎士2號爬升至兩機(jī)分離高度時，一個機(jī)載多功能顯示屏突然發(fā)生了故障，不過該設(shè)備很快重啟了。

故障消除后，白色騎士2號開始執(zhí)行分離前的檢查單，這也是整個過程最關(guān)鍵的時刻。地面控制中心發(fā)出允許分離的指令后，太空船2號脫離掛架開始了自主飛行，一切看起來都挺順利的。

在火箭發(fā)動機(jī)的強(qiáng)勁推動下，太空船2號很快便突破了音障，最高時速接近3馬赫。就在這時，駕駛艙突然陷入異常的顛簸狀態(tài)?；鸺l(fā)動機(jī)點火14秒后，地面工程師收到了火箭發(fā)動機(jī)故障的信號。地面控制中心立刻發(fā)出取消試飛的指令。然而，一切為時已晚，太空船2號突然在空中爆炸，整機(jī)斷裂成兩半向地面墜落。

在眾目睽睽下發(fā)生爆炸事件，對維珍的太空旅行計劃造成重創(chuàng)，公司不僅損失了一架航天器，更重要的是損失了一名經(jīng)驗豐富的試飛員。

太空船2號沒有設(shè)計緊急逃生系統(tǒng)，一旦發(fā)生不測，飛行員只能依賴降落傘逃生。事故發(fā)生后，傳來了一個好消息和一個壞消息。好消息是西博爾德機(jī)長跳傘成功，搜救直升機(jī)發(fā)現(xiàn)了他的降落傘，并很快將其送到醫(yī)院治療。壞消息是，事發(fā)時副駕駛阿爾斯伯里被困于駕駛艙中，他來不及開傘導(dǎo)致墜地身亡。

提前了16秒

事故發(fā)生后，美國國家運輸安全委員會（NTSB）立刻展開了調(diào)查工作。調(diào)查員發(fā)現(xiàn)太空船2號散落的殘骸分布距離長達(dá)8公里，他們決定將航天器的殘骸先收集到一起，而動力系統(tǒng)是重中之重。

太空船2號搭載了新型火箭發(fā)動機(jī)，燃料中混合了一氧化二氮和尼龍材料，這能使發(fā)動機(jī)的效率更好。當(dāng)然，創(chuàng)新也意味著冒險，如果這種燃料在非正常狀態(tài)下被點燃，就增大了爆炸的可能性。

調(diào)查員發(fā)現(xiàn)散落在地面的火箭發(fā)動機(jī)殘骸并沒有空中爆炸的痕跡，他們首先排除了發(fā)動機(jī)故障的原因。

隨后，調(diào)查員開始走訪地面控制中心。他們得知在爆炸發(fā)生前，地面控制中心收到了火箭發(fā)動機(jī)故障的信息，當(dāng)時的影像資料顯示，太空船2號的尾桁架和尾翼系統(tǒng)的鉸鏈都處于向上折起狀態(tài)。

太空船2號最典型的特征便是降落狀態(tài)時的順翼模式，它在飛行過程中會改變尾翼形狀，當(dāng)其達(dá)到最高速度時，飛行員會將尾翼調(diào)整至順翼狀態(tài)，這會增加阻力并減緩下降速度，這是航天器安全返航的重要步驟。

飛行員需要通過兩個步驟才能使太空船進(jìn)入順翼狀態(tài)。首先，飛行員要解鎖尾翼系統(tǒng)，使尾桁架處于可轉(zhuǎn)動狀態(tài)。其次，飛行員需要拉出尾翼操作桿才能對尾桁架的位置進(jìn)行調(diào)整。駕駛艙影像記錄儀顯示，當(dāng)時飛行員解除了尾翼系統(tǒng)的鎖定裝置，但并未進(jìn)行第二步操作。然而，安裝在機(jī)身外部的影像記錄儀顯示，太空船2號的尾翼移動了。

本來應(yīng)該在降落時才被打開的裝置，怎么會在太空船全力加速時啟動了呢？

調(diào)查員將調(diào)查重點放在了太空船2號的制動器上。這個系統(tǒng)將尾桁架固定在一定的位置，當(dāng)飛行員做出相應(yīng)動作時，制動器便會帶動尾桁架進(jìn)入順翼位置，為返航做準(zhǔn)備。調(diào)查員對制動器進(jìn)行詳細(xì)分析后，發(fā)現(xiàn)這個裝置是太空船2號墜地后才遭到損壞的，制動器系統(tǒng)失效的選項被排除了。

調(diào)查員開始研究太空船2號的飛行數(shù)據(jù)信息，這類似于客機(jī)的飛行數(shù)據(jù)記錄儀（FDR），它會記錄下太空船的飛行數(shù)據(jù)和飛行員的操作動作。飛行數(shù)據(jù)顯示，兩機(jī)在分離前一切正常，兩機(jī)分離后，太空船2號的火箭發(fā)動機(jī)點火，8秒后，羽翼制動器解鎖，再過4秒，太空船2號就解體了。在此期間，飛行員進(jìn)行了一系列操作，難道是他們的操作出現(xiàn)了問題？

為準(zhǔn)確了解太空船2號的操作流程，調(diào)查員來到縮尺復(fù)合體公司并詢問了太空船2號的設(shè)計工程師，他們得知解除尾翼鎖定裝置的時間窗口在1.4到1.8馬赫之間，而飛行員在解鎖時，太空船2號的速度僅為0.8馬赫。工程師介紹說，太空船2號在低速飛行時，氣動載荷會將機(jī)尾向下壓讓太空船保持平衡。當(dāng)太空船的速度達(dá)到音速附近時，機(jī)尾的受力方向會改變，它會被升力抬起。而當(dāng)太空船進(jìn)行超音速飛行時，氣動載荷會再一次占上風(fēng)，將機(jī)尾向下壓。

所以，太空船2號的操作手冊規(guī)定，只有在最后階段才能解鎖。正是飛行員解鎖尾翼鎖定裝置的操作提前了16秒，導(dǎo)致了災(zāi)難發(fā)生，強(qiáng)大的氣動力撕裂了機(jī)體。

設(shè)計中的缺陷

為什么經(jīng)驗豐富的試飛員，會犯下如此低級的錯誤？

調(diào)查員走訪了機(jī)長西博爾德。他們得知太空船2號的火箭發(fā)動機(jī)點火后，整個機(jī)體就非常顛簸，機(jī)頭開始抬升，其中的一個機(jī)載顯示器還曾死機(jī)重啟。調(diào)查員找來一臺同款顯示器，他們演示了一下重啟系統(tǒng)后的效果，但顯示器顯示的數(shù)據(jù)信息一切正常。

調(diào)查員查閱了飛行員的飛行記錄后得知，副駕駛阿爾斯伯里擁有超過2100小時的飛行經(jīng)驗，曾駕駛過太空船1號和白色騎士2號，之前執(zhí)飛過8次太空船2號任務(wù)，但是他知道過早解鎖尾翼鎖定裝置的后果嗎？

令人遺憾的是，調(diào)查員沒有從飛行員操作手冊上找到任何提前解鎖會造成太空船解體的內(nèi)容。試飛檢查卡上注明了飛行速度在1.4馬赫時，解鎖羽翼系統(tǒng)，但并沒有說明過早解鎖會發(fā)生什么結(jié)果。調(diào)查員只是從4年前的電子郵件中看到了關(guān)于過早解鎖尾翼系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容，也許飛行員早就忽略了這條信息。

此外，縮尺復(fù)合體公司的工程師也沒有為太空船2號設(shè)計尾翼鎖定裝置的失效保護(hù)程序，他們認(rèn)為沒有必要多此一舉，他們完全沒有想到試飛員也會犯錯。

調(diào)查員翻閱副駕駛阿爾斯伯里的訓(xùn)練記錄后發(fā)現(xiàn)，他一共進(jìn)行了112次模擬訓(xùn)練，從未犯過提前解鎖尾翼系統(tǒng)的錯誤，但是有一次將解鎖時間延誤了。根據(jù)模擬程序規(guī)則，當(dāng)太空船速度達(dá)到1.8馬赫仍未解鎖尾翼系統(tǒng)時，模擬試飛程序?qū)⒆詣咏K止，這并不會帶來災(zāi)難性的后果。

太空船2號的飛行活動非常具有挑戰(zhàn)性，試飛員需要在短暫的時間內(nèi)執(zhí)行一系列操作程序，而且還要在正確的時間內(nèi)做出正確的動作，這會給他們帶來很大的壓力。調(diào)查員認(rèn)為，正是無形的時間壓力導(dǎo)致副駕駛阿爾斯伯里決定提前解鎖尾翼系統(tǒng)，因為他可能認(rèn)為如果在1.8馬赫時還未解鎖尾翼系統(tǒng)，此次試飛將以失敗告終。

模擬機(jī)訓(xùn)練時，駕駛艙處于平穩(wěn)狀態(tài)，而太空船2號實際飛行時，駕駛艙會非常顛簸。復(fù)雜多變的駕駛艙環(huán)境也影響了試飛員的表現(xiàn)，他們在陌生的環(huán)境中和高強(qiáng)度工作壓力下可能做出錯誤的操作。

試飛員可謂是精英中的精英，但這并不代表他們不會犯錯。是人便會犯錯，這就需要設(shè)計師充分考慮試飛員能力限制的問題。

NTSB認(rèn)為，縮尺復(fù)合體公司需要承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。設(shè)計師應(yīng)該明確告訴試飛員，提前解鎖會帶來什么樣的結(jié)果，而且他們也沒有設(shè)計安全冗余和災(zāi)難挽救程序。也許，在解鎖裝置旁安裝一個速度提示器，就能避免此次災(zāi)難的發(fā)生。