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罗老号事故引发俄韩口水仗 火箭发射为何如此难

来源:新华网
2010年06月19日09:34
  当地时间6月10日下午5时左右,韩国搭载一颗科学卫星的“罗老”号运载火箭升空不久,即与地面失去联系,发射宣告失败。这是近年来屡次推迟发射的“罗老”号第二次发射失败,韩国航天强国梦受到重挫,一些网友甚至取其谐音“落了好”予以讽刺。其实,航天是一项风险极大的事业,美俄等航天大国也曾多次遭遇火箭发射等失败。

  爆炸原因俄韩专家说法不一

  据韩国《朝鲜日报》6月11日报道,搭载STSAT-2B科学卫星的韩国首枚运载火箭KSLV-1“罗老”号第二次发射,在离开地面137.19秒、距地面高度70公里时脱轨侧飞,然后下行,逐渐在空中失去踪影。“罗老”号发射项目于2002年正式启动,耗资4亿美元,其中2亿美元交给俄罗斯。随着“罗老”号第二次发射宣告失败,韩国在近期用“部分自行研制”的运载火箭将卫星送上轨道的希望化为泡影。

  去年8月25日,韩国发射了本国首枚运载火箭“罗老”号,火箭点火成功,但整流罩分离异常导致未能将卫星送入预定轨道。韩国原计划今年6月9日再次发射“罗老”号,但因消防设备在发射准备过程中出现故障而推迟。韩国方面表示,韩国、俄罗斯合作双方将组成共同调查团查明原因,待查明后即准备第三次火箭发射,“韩国的太空梦不会停止”。

  “罗老”号由两级火箭组成,一级火箭由俄罗斯制造,二级火箭由韩国制造。火箭发射失败后,韩国教育科学技术部官员安秉万在韩国南部宇航中心举行的记者会上说:“"罗老"号上端摄像机拍摄的画面曾出现闪亮,由此判断是一级火箭发生了爆炸。”韩国专家推断,爆炸可能与一级液体发动机工作故障有关。韩国一名宇航专家表示,俄方向韩提供了尚不稳定的推进器,在韩国进行实验。

  据《朝鲜日报》报道,韩国延世大学教授尹雄燮表示:“火箭发射失败的情况当中,约有56%是因推进装置(一级火箭)异常而引起的。”那么,一级火箭为什么会出现异常呢?专家提出两种可能性:其一,发生了所谓的“共振现象”;其二,涡轮泵出现故障。这两种故障都可能与“罗老”号推进器的不成熟有关。尹雄燮说:“通过视频分析发现,发生第一次爆炸以后,约过0.5秒有了第二次爆炸,又过5至10秒后有了第三次爆炸。这可能是因为从一级火箭泄漏燃料或氧化剂,从而引发连续爆炸。

  但俄罗斯方面不这么认为。负责第一级火箭研制的俄罗斯赫鲁尼切夫中心表示,事故发生在俄罗斯专家研制的一级液体发动机工作期间,它本应工作232秒,之后启动韩国专家研制的二级发动机。这是俄罗斯“安加拉”新型火箭发动机的第二次发射,它在韩方“罗老”号运载火箭首次发射中的表现是成功的。俄罗斯方面认为,事故原因可能是第二级火箭发动机提前启动,或者是分离第一级和第二级的引爆系统出现故障。负责制作“罗老”号发动机的俄罗斯动力机械科研生产联合体,6月11日通过俄罗斯国际文传电讯社表示,“罗老”号发射失败是因为韩方控制装置的缺陷。

  太空惟一“交通工具”很复杂

  迄今为止,运载火箭是人类走向太空的惟一“交通工具”。这种“交通工具”的制造过程十分复杂。庞大的身体、严密的结构、复杂的动力学控制以及众多不可控因素,都是运载火箭发射过程中的“拦路虎”。综观人类航天史,火箭发射造成的失败案例非常可观,有些还酿成了悲惨事故。

  运载火箭的主要任务是把人造卫星、宇宙飞船或星际探测器等送入空间轨道,这些荷载动辄达数吨,空间轨道离地距离达数百公里,发射过程中需要克服巨大的地心引力。要使荷载进入环绕地球的轨道运行,火箭需要达到第一宇宙速度——7.9公里每秒,单级火箭根本无能为力,因此目前商用运载火箭几乎都是多级的。

  火箭虽然身躯庞大,结构却需要设计得十分精巧。根据美国航空航天局(NASA)网站公布的资料,运载火箭由箭体结构、动力装置和控制系统三大部分组成。箭体结构是运载火箭的骨架,包括头部的整流罩、仪器舱、推进剂贮箱等;动力装置包括发动机和液体推进剂输送系统,能产生强大的推力;控制系统包括制导系统、电源及配电设备。此外,运载火箭还要有精确的分离系统,指挥火箭各级、荷载与整流罩等及时顺利分离。

  运载火箭的矛盾在于,需要同时达到推力足够强大和可靠性好。大推力必然会导致更大的箭身、更多的燃料携带量,火箭各个系统间的联系更复杂,而这些会减弱可靠性。火箭、飞船在上天前,必须经过一系列极严格的地面测试和模拟飞行,直到没有发现一丝隐患才能放行上天。

  太空复杂环境无法完全模拟

  即便火箭本身的结构没有问题,在发射过程中也要面对诸多挑战。航天发射对地理位置、地势、天气要求都较高。一般来说,航天发射场适宜建在纬度较低、海拔较高、晴好天气较多的地区。海拔高,发射倾角好,地空距离短;纬度越低,离赤道越近,既可充分利用地球自转的离心力,又可缩短地面到卫星轨道的距离,从而增加火箭的有效负荷。晴好天气则意味着火箭允许发射的时间较多,不会受雷电、暴雨等恶劣天气影响。2009年7月,美国“奋进”号航天飞机曾因雷暴天气而4次推迟发射。

  北京空间科技信息研究所主办的学术杂志《国际太空》,在2009年8月号一篇文章中总结了国际国内的13次航天发射故障,发现分离故障和推进剂供给系统故障、金属碎片问题分别出现了3次、3次、两次,占总故障次数的61.5%。

  2007年9月5日,俄罗斯质子-M/微风-M运载火箭在发射日本通信卫星-11时失败,原因是运载火箭一、二子级之间桁架上的电缆损坏,导致用于级间分离的爆炸螺栓未能正常点火。俄罗斯“第聂伯”运载火箭于2006年7月26日从拜科努尔发射场发射后不久,坠落地面,俄航天局后来表示,燃烧室过热导致这次发射失败。航天发射失败最著名的例子,就是1986年1月28日的美国“挑战者”号航天飞机,在发射73秒后爆炸解体,7名宇航员全部遇难。造成这起悲剧的罪魁祸首,是火箭推进器上的密封圈断裂,使一股加压气体猛冲向火箭推进器,造成“挑战者”号液氢燃料爆炸。

  所有运载火箭在发射前必须经过严格的模拟和测试,然而,火箭一旦进入空中,所遭遇的高热、振动等的复杂环境,是在地面上无法模拟的,只能尽可能多地预测事故的可能性,尽量防患于未然。(《青年参考》 森堡) (来源:中青网)
(责任编辑:杨建)
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