真实版太空救援:波音飞船故障,马斯克龙飞船成为救命稻草。
百年波音,又一次迎来了最屈辱的时刻。
美国国家航空航天局(以下简称NASA)于北京时间8月25日召开新闻发布会,正式决定——两名宇航员巴奇・威尔莫尔(Butch Wilmore)和苏尼・威廉姆斯(Suni Williams)不再乘坐把他们送到国际空间站。波音公司“星际航道”(Starliner)载人飞船回到地球,取而代之的是波音死敌-SpaceX公司的载人龙飞船,6个月后(即2025年2月)返回地球。
发布会现场 |NASA
有意思的是,这次以波音为主角的新闻发布会,没有人来到波音企业。。
缺席新闻发布会的波音只在网上发表了一份声明,称“波音公司继续致力于宇航员和宇航员的安全”。波音还强调,飞船正准备“安全成功(无人)返回”。声明没有提到航天员转龙飞船的事。,只是说波音飞船会“无人回归”。
波音的声明 | 机器翻译
自己的飞船项目超支、拖延、故障缠身,关键在于NASA不再信任NASA,强行乘坐自己的宇宙飞船上天的宇宙飞船,乘坐对手的宇宙飞船滑回地球。
对55年前阿波罗计划阶段将人类送上月球的波音来说,可以说,——
真可耻啊!
一次屈辱的发射-从一开始就有很多问题。
“屈辱性惨败”的开始是两个多月前的6月5日,“星际航道”飞船因氦气泄露多次延迟终于起飞,这也是飞船第三次起飞任务的执行。第一次载人发射飞船的任务,把两个NASA试飞航天员送到太空。
本次载人试飞任务原定于5月初,但由于液氧闸阀卡涩、服务舱氦气泄漏、路面计算机故障等因素,飞船起飞前多次延迟,可谓“出师不利”。
更糟糕的是,当飞船进入国际空间站时,28台姿态控制发动机包含在内。5台出现推力减少故障。,发射前的服务舱氦气泄漏问题也再次发生,检测5个氦气泄漏点。
NASA认为,这些事故迹象威胁着宇航员的安全。宇宙飞船与国际空间站对接后,停止了波音飞船的回归过程,并责令波音企业快速检查和复制地面上的相关故障,并提出了在轨修复方案。直到解除安全隐患后,方可放行返回地球。。
波音“星际航道”飞船正在国际空间站附近。 | NASA
在延迟之后,波音和NASA不断地在白沙试验场尝试测试和复制相关故障,但是过程并不顺利,这就导致了飞船返回的延迟。
发射两个半月后,路面测试显示,发动机发热可能导致铁氟龙密封件或阀心膨胀和挤压,从而限制推进剂(四氧化二氮)的流动。加热推进剂也会导致其挥发,从而降低发动机性能。这种故障会使飞船的动作不如预期,仍然是存在无法控制的风险。
尽管故障已经复发,但是具体情况目前还不清楚故障机制,飞船是否会在飞船返回地球的过程中?再一次出现也不得而知,且目前在轨修复方法无效。阿罗杰特·洛克达发动机制造商(Aerojet Rocketdyne)更加意味着“以前从未见过这样的情况”。
无论如何,波音企业双手一摊——对不起,没有完成。
星际航道飞船从Crew-8任务载人龙飞船舷窗看到 |NASA
只有两个美国飞船在国际空间站上对接口。:一口被波音飞船“逾期占领”,另一口由SpaceX载人龙飞船执行Crew-8任务。
而且SpaceX后续的Crew-9任务已经准备好了,但是苦于所有的接口都被占用,只能延迟。NASA迫切需要释放一个对接口。。
因为现在的对接同时,龙飞船还扮演着“紧急救生艇”的角色。,当空间站被碎片穿透或其他紧急情况,甚至被失控的星际航道飞船撞上时,航天员可以紧急逃生,所以波音飞船只能“先退”。
此外,路面测试表明波音飞船技术状况不稳定,对接时间越长,出现问题的可能性就越大,NASA决定不再拖延,波音飞船必须尽早离开空间站回到空间站。。
国际空间站实拍图片,右下角是波音“星际航道”飞船,占据了一个对接口。 |Maxar Technologies
波音公司多次表示,虽然目前的问题还没有完全解决,但飞船是安全的,不足以造成“船毁人亡”的后果。然而,美国宇航局坚持认为,安全隐患不容忽视,尤其是在重新审视了2003年哥伦比亚号和1986年挑战者事故的惨痛教训后,决定再小的风险也不能冒险,最终投票决定换船返回。
毕竟,由于NASA官僚化和对安全的漠视,挑战者号航天飞机最初的发射决定导致了人类航天史上最悲惨的航天事故,导致7名宇航员死亡。
波音“星际航道”飞船“逾期占领”国际空间站对接口 |NASA
俗话说“罗马不是一天建成的”,今天波音飞船的困境绝非偶然,而是波音作为“合众国长子”。、质量和管理体系总体崩溃是美国四大复合体之一的必然结局。
从737Max两次坠机灾难到KC-46加油枪被美国空军拒绝,再到SLS火箭严重逾期和拖延,再到近年来波音重要项目的质量和进度管理,再到KC-46加油枪被美国空军拒绝,再到SLS火箭严重逾期和拖延。波音是近年来质量认证体系的绝对反面典型。
今天所谓的失败,其实由来已久。
多拿钱,慢慢工作,寄予希望,反而拉跨。
1986年1月,挑战者号航天飞机起飞时,由于固态推进器O型密封圈故障,腾空爆炸,7名宇航员陷入困境;2003年2月,哥伦比亚号航天飞机在进入大气层的过程中解体,7名宇航员死亡。
挑战者起飞爆炸(上)和哥伦比亚回到地球时解体(下)
两起事故不仅让美国失去了两架航天飞机和14名宇航员,也打击了人们对航天飞机安全的信心。此外,航天飞机本身发射价格昂贵,缺乏有效的逃逸设计,身体老化导致翻新成本居高不下。最后,NASA只能让航天飞机提前退役。
此后,俄罗斯便事实上垄断了国际空间站航天员运输业务,并不断提高联盟飞船座位的销售价格。
在航天飞机退役之前,NASA经过三个阶段的分析和筛选,开始寻找新一代飞船的承包商。波音、蓝色起源、内华达山脉和SpaceX是四家航空公司中最受欢迎的。这些公司的飞船将取代航天飞机,摆脱俄罗斯联盟飞船的垄断。整个项目被称为“商业载人航天计划”(Commercial Crew Program)。
商业载人航天计划不同于阿波罗计划和航天飞机阶段,参照“商业货运服务计划”的成功经验,项目飞船的所有权属于企业本身,在满足NASA任务需要的情况下,中标企业可以执行太空旅游等商业航天任务,从而鼓励企业创新和自筹部分项目资金,NASA只是购买飞船的“载人服务”。
然而,为了控制安全、进度和资金,NASA设置了逃逸实验、热真空实验、电磁兼容性试验等一系列“里程碑”来控制中标公司,并提出了一系列设计约束。此外,NASA尽量减少对飞船设计的干预,在降低监督人员和深度和广度的同时,将权力下放给企业,改为定期进行进度沟通。
经观察评估4年,2014年正式宣布NASA中标SpaceX和波音,各自开发一种新型载人飞船,其中波音飞船叫做星际航道飞船,获得42亿美元的资助;SpaceX是一艘载人龙飞船,只获得26亿美元的补贴。经过几次资金增加,波音累计资金为50亿美元,SpaceX累计资金为32亿美元。
商业载人航天计划的两大成果 | NSF
与一起中标的百年航空公司波音相比,2002年成立的SpaecX只是当时行业的新星。业内广泛认为波音将是载人航天的中流砥柱,而SpaceX则是NASA广撒网支持新手。——即便马斯克做不到,也有波音兜底。。
曾经的波音CEO“豪言壮语” |推特截图
波音CEO曾公开威胁说,波音肯定会带领人类在SpaceX之前登上火星。
仅仅两年后,CEO就因为737Max客机停飞而辞职,当时这段豪言壮语也成了坊间的笑料。
试飞故障频发,项目入不敷出。
与当时CEO的豪言壮语相反,星际航线的实际进展。
SpaceX凭借“商业货运服务计划”的经验和一代货运龙飞船的技术基础,加上快速迭代的设计风格,再加上高度垂直整合的供应链,飞船的研发进展大踏步前进。波音在所有“里程碑”节点上都大大领先。,并且率先在2020年5月4月成功完成首次载人试飞任务。
整整四年后,波音飞船才首次进行载人试飞,居然落得如此屈辱的结局。而且在此期间,SpaceX已经成功执行了13次载人任务。,真是国际空间站航天员交替的中流砥柱。
在同行风光期间,波音没有闲着,进行了三次试飞——除了最近的载人,之前还有两次无人试飞。根据NASA计划,飞船只需要一次无人试飞就能载人。为什么波音飞船要飞两次无人任务?
因为波音飞船第一次无人试飞迎来了一场屈辱失败。。
2019年底,波音无人试飞第一条星际航线。因此,飞行控制软件由于低时间计算bug,导致飞船姿态识别错误。飞行控制软件错误地启动了发动机,消耗了大量的推进剂。最后,由于缺乏推进剂,不能到达国际空间站。到目前为止,任务完全宣告失败,只能直接返回地球,好在返回过程还算顺利。
飞船返回后,NASA命令波音对软件问题进行专项检查。另外发现了两个重要的飞控软件bug:一个可能会导致飞船无法与空间站对接,另一个可能是返回过程中的时间顺序错误,这可能会导致飞船服务舱分离后追上并撞上返回舱。
第一次无人试飞的失败,反映出波音对软件的审查和测试系统形同虚设,软件质量完全无法保证。
波音飞船无人试飞的温暖瞬间——搭载了“坎巴拉太空计划”的小绿人娃娃。 |NASA
为了应对第一次无人试飞的失败,波音额外花费了9亿美元,组织了第二次试飞。所以这个项目不要说盈利,少赔钱就烧香。
正当每个人都认为波音一定会痛定思痛一雪前耻的时候,第二次试飞却因为闸阀问题多次延迟?,这项任务也是一个小小的波折。此外,一直未能完全解决的闸阀卡涩故障又出现了。
CG图图在星际航道飞船分离瞬间 |波音
飞船刚刚从火箭分开,就被证实了。2台OMAC发动机悬挂。Orbitalal全称OMAC。 Maneuvering and Attitude Control,这是一个道路轨道保持和姿势控制的发动机。飞船服务舱每90度布局一组,每组3个,四个方向12个,布局冗余。结果两个一分开就挂了。
随后,波音表示,将重新设计飞船的推进剂闸阀,以避免再次出现这个问题。波音和NASA工程师团队一致认为,闸阀卡涩的根本原因是常温推进剂、铝之间的化学变化,以及佛罗里达州发射场空气潮湿导致水分侵入闸阀。
完成第二次无人试飞后着陆的波音飞船 |NASA///Bill Ingalls
俗话说“屋漏偏逢连夜雨”,跌跌撞撞的第二次试飞结束后,飞船另外发现了两个严重的安全问题:飞船降落伞的柔性连接不够牢固;2.飞船舱内大量包裹电缆线束的胶带是易燃材料。
直到飞船第三次试飞,也就是第一次载人试飞,波音还在努力让NASA在“轻微”泄露的情况下发射飞船,而不是更换法兰。
可以说,波音就是抱着这种得过且过的心态,第二次无人试飞飞船。,在这次载人试飞之前,NASA的包容或放任也助长了波音的心态,出现了“上去,下不去”的情况。
在哥伦比亚号殷鉴面前,人命关天责任在后,NASA厅长不得不选择,让航天员返回风险相对较低的龙飞船。。
接下来怎么办?撞上怎么跑?
SpaceX两艘载人龙飞船在决定换船后准备出发,其中一艘是Crew-9任务飞船,被波音拖累,另一艘则执行第一次私人太空行走的“北极星-黎明”任务。如果后者成功,SpaceX将进一步提高独立载人的航天能力。
波音飞船下不去,载人龙飞船可等不及了。 | SpaceX
另一方面,波音在推特发布7年后,先登上火星,更不用说火星了。随着今年重型德尔塔4火箭的最终起飞和退役,波音在严格意义上已经失去了所有轨道的发射能力(SLS火箭属于NASA)。
为了实现换船返回,没有人能独立回到地球,因为星际航道飞船需要先离开。,空对接口。随后,Crew-9任务发射,任务上升的宇航员应从4人减少到2人,以便为两名波音试飞宇航员腾出座位。在Crew-9龙飞船与国际空间站对接后,接下了“紧急救生艇”的作用,Crew-8龙飞船可以开始返回。
由于没有时间在载人龙舱配置宇航服,两名波音试飞航天员没有回到Crew-8,所以他们需要和Crew-9组一起等到明年2月。
两名原定执行8天试飞任务的宇航员,必须在国际空间站待满8个月才能返回。 |NASA
让波音飞船独立回到地球看起来很简单,不是吗?毕竟在之前的第二次无人试飞中,波音飞船已经完成了这个操作。
但是,波音的精彩操作又出现了——因为这个任务原定是一个载人任务,波音飞船应该全程控制,所以飞行控制代码没有根据无人离开空间站进行配置。所以,波音还要在轨道上重新部署(刷新)飞控代码,而且要花费大量的时间。
由于有第一次无人试飞任务的教训,再加上这些无人试飞代码从2022年第二次无人试飞开始就再也没有使用过,NASA要求波音严格审查配备的飞控代码。,为了避免自主脱离失败,甚至一头撞上空间站的极端情况。
同时,NASA还规定了Crew-8-8在轨作为紧急救生艇。在紧急情况下,龙飞船准备配备6名宇航员返回。。
众所周知,国际空间站只有四套载人龙飞船的舱内宇航服,龙飞船只有四个座位。如果波音飞船一分离就失控,一端撞上国际空间站,两名波音试飞航天员将躲在Crew-8载人龙飞船上,在没有座位和舱内宇航服的情况下紧急返回地球。
没有舱服其实没问题。飞船返回舱有完整的维生系统。只要舱内没有压力,就可以不穿舱服。但是没有额外的座位,两个试飞航天员只能蜷缩在载人龙飞船返回舱内底部的货物区域,用一些绑带或者垫子等东西固定身体。
这个绝对是第一次不合规的破天荒,但是与失去生命相比,遭受点罪也是可以接受的。
载人龙飞船早期发布会的舱内照片,除前排4个座位外,后排还有3个座位 | SpaceX
现在载人龙飞船舱的实际发射状态,后排空出,只会配置一些货物包裹或空着。 | NASA
有趣的是,NASA最近刚刚发布了一项紧急研究奖金,资助SpaceX研究使载人龙飞船能够携带超过4名宇航员返回地球。
事实上,人龙飞船最初计划了7名宇航员,但后来NASA要求只安装4个座位,SpaceX拆除了后排的3个座位。为了应对这种情况,不清楚NASA是否会要求SpaceX在未来将座位添加回来,并将其转化为真正的相互备份。
在过去的20年里,改变了世界
虽然现任波音CEO一再保证,这个项目不会掉队,但是如果回来的时候发生意外,整个项目都会发生。不排除星际航道飞船项目直接下马的可能性。,从NASA载人航天任务系统中撤出最丢脸的情况。
在全球质量控制教材中,波音质量体系的崩溃也将成为反面的典型例子。
《航空周刊》于2004年发表了一篇题为《小SpaceX能否撼动波音》的文章。
今天,20年后,这一问题应该得出结论。
2004年某期《航空周刊》封面,右下标题写着——小SpaceX能否撼动波音?
鸡肋,鸡肋,食之无肉,弃之可惜——这就是星际航道飞船项目目前对波音的状态。因为这个项目已经没有盈利的希望了,越干越亏。但是,如果你放弃了,首先要向NASA解释或赔偿,其次,你的脸太丑了,不得不咬紧牙关。
有传言说,到目前为止,星际航道工程已经对波音造成了影响。16 亿美元损失,波音可能会放弃固定的价格合同,以避免继续亏损。但是NASA能否同意加价,预算同样短缺,还有待观察。
不过话说回来,正是美国宇航局实施了十几年的“双保”战略,从运载火箭、货运飞船、载人飞船、宇航服到登月舱,才有可能换船回来。
作为NASA近20年来做出的最重要的载人安全决策,再加上星际航道三飞两折的糟糕质量表现,显然只是一个问题。波音的企业文化、管理体系和价值观一定隐藏了很多问题,最终在星际航道的“冰山一角”上反复出现。
波音欲再兴,不仅需要创新技术,更需要洗心革面,才有一线希望。
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