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碰到这样的故障,中国航天人会怎么办?

发布日期:2024-08-11 13:40    点击次数:64

2024年8月6日,鹰酱国家航空航天局宣布——将下一次载人航天发射——即Crew-9宇航员乘坐SpaceX的“龙”飞船飞往国际空间站的时间——推迟至少一个月。而2024年8月7日,NASA又宣布:考虑让目前滞留在国际空间站/波音公司星际客机的两名鹰酱宇航员,随Crew-9的宇航员返回地球——大致时间是2025年2月。这意味着国际空间站的2名鹰酱宇航员,还要熬过一段艰难而漫长的时光。

时间回到十年前,NASA为宇航员往返空间站的飞行做了相当稳妥的两面下注——同时订购了波音公司的星际客机,和马斯克SpaceX 的龙飞船。为此向2家公司各支付了数十亿美元。

兵器迷点评一:延迟

2014年NASA授予波音42亿美元的合同完成“星际客机”飞船的开发,波音当时豪言——飞船将在2017年底前完成载人飞行的准备工作。

同年,NASA授予SpaceX公司26亿美元的合同开发龙飞船。

2020年,SpaceX的龙飞船首次载人飞行。2020年8月3日凌晨2点53分左右,SpaceX载人龙飞船成功溅落在大西洋面上。迄今为止,SpaceX已经完成原定合同规定的所有六次载人航天任务。

对比之下:波音的星际客机则由于软件和其他问题,载人飞行一再延误。

星际客机飞船,高3米,直径4.5米,空间有11个立方米,重13吨,配备了28台发动机,满载4人。

回到鹰媒的报道:

比签署合同时的计划延期七年,比马斯克的龙飞船延迟了近四年后,2024年6月6日——也是NASA8月6日最新延期声明整整2个月之前——鹰酱宇航员巴里·威尔莫尔和苏尼·威廉姆斯——

终于(在6月5日)乘坐波音“星际客机”飞船 ,即CST-100号,6日飞抵国际空间站——开启了“星际客机”的首次载人试飞。

原定返回地球的时间,是6月14日。

但是,飞船却在发射、对接以及驻泊国际空间站期间,出现了两大故障——

1 氦泄露:飞船在执行任务期间多次出现,推进舱高压气体输送管道的氦气泄漏问题。

2 推进器失灵:与国际空间站对接时,出现5个推进器失灵

上述推进器故障和氦气泄漏等问题,导致返航时间一再推迟。

原先估计的6月14日,很快就没人再提了,变成了7月初。

发射一个月过去了,7月10日时,61岁的前鹰酱海军上尉、飞行指挥官巴里·威尔莫尔和58岁的前海军军人苏尼塔·威廉姆斯在Starliner表示:他们顺利测试了一种“避风港程序”,如果他们需要突然从国际空间站脱离,他们会躲在星际客机内部。两位宇航员对顺利返航——尽管遭遇了意外——“绝对有信心”。

然后,返回又延迟到7月底——NASA说,NASA此前说,“星际客机”最多可在空间站对接45天,即到7月21日。

快到7月底时,NASA改口说,飞船和空间站上的各种补给物资——足以维持到8月15日。而且,“在特殊情况下”,波音星际客机也可依靠备份系统等,延长对接时间至90天到9月4日。目前,国际空间站共有9名宇航员。

NASA拖来拖去——不就是为了等待波音公司解决故障,好再次发射啊。

可是,波音公司星际客机飞船的故障,在地面测试试验迟迟仍未完成。NASA认为其不够安全,因此不得已,将返回任务交给了马斯克的龙飞船。

NASA下一次载人发射任务,原本定位为8月18日,由鹰酱马斯克的太空探索技术公司SpaceX“龙”飞船,将Crew-9的4名宇航员送到国际空间站,并接回4名Crew-8的宇航员。(兵器迷注:国际空间站有2个对接口适配鹰酱的飞船——目前都已被占用。除了“星际客机”必要时可以为Crew-9的到来脱离空间站让出这个接口——另一个接口停靠着为国际空间站运送补给的SpaceX公司“天鹅座”货运飞船。)

然而,就在2024年8月6日,NASA声明中说——Crew-9搭载的“龙”飞船最早发射时间——要到2024年9月24日。

在此期间,星际科技停靠在国际空间站码头上,增加了国际空间站的总体质量,为此需要多耗燃料进行轨道维持。对整个空间站都带来了负面影响。

但这不妨碍NASA乐观的认为凡事都有好的一面——NASA表示,也希望这个延迟,可以给波音公司更多时间,分析“星际客机”飞船的故障原因,以尽早确定“星际客机”机组人员的返航时间。

兵器迷点评二: 故障

航天探索是最危险的事业,新型航天器出现故障,也属正常。

但是,星际客机这次的问题,这些可以致命的故障,并不完全是命运对波音公司的偶然捉弄——

2024年5月6日,星际客机首次载人试飞发射过程中,半人马座上面级氧气释放阀读数出现异常,发射任务在倒数计时的最后时刻被取消。此后,飞船就出现了氦气泄漏问题,导致发射任务被推迟了数周——波音公司本应当抓住这次机会,严格检查,彻底排除隐患。

可是,波音,错过了。

在没有彻底查清故障原因,更遑论消除故障隐患的情况下,就放行了这次载人首飞。波音的理由居然是——“泄漏的速度是稳定的,泄漏的流量也是可以被接受的”——因此照常发射。

航天事业,没有可是,只有于是——

于是——2024年6月5日发射后,波音飞船出现了四次氦气泄漏。第一次和第二次是发生在发射过程,第三次泄漏发生在6月6日,星际客机已经在与国际空间站对接。而第四次泄漏发生在6月10日。

波音首先声称:氦气泄漏跟密封圈质量有关,后来又说是高压氦气管道的钛合金材料是由兔子公司制造的“次品”,甚至在2024年7月供应商发出请求,要求他们提供自2014年以来的兔子钛材料记录。但溯源调查结果显示,有问题的材料,其实是来自A3的公司...

平心而论,波音的星际客机飞船并非一无是处——比如,星际客机有28台发动机,有一定互为备用的冗余性。所以在对接空间站时,虽有5台发动机同时下岗,波音工程师仍然可以在远程修复-重启故障发动(目前已有4个被重新激活)机时,启动冗余发动机,成功对接了国际空间站。

问题是:飞船返回舱再入大气层时,要经受1600℃高温,飞船表面形成隔离气体层,造成通讯中断6分钟的“黑障区”。因此返回舱的再入姿态角度必须非常精确,所有系统必须做到正确精准操作和控制,否则就是船毁人亡。因此,上述故障复现的危险性,就不能不彻底排除了。

令人啼笑皆非的是,在这样的情况下,就在对接空间站5天后的6月11日,波音公司仍然信息十足的宣布——该航天器正在经历五次“小小的”氦气泄漏——但剩余的氦气足以执行返回任务。 波音公司称仍对“星际客机”飞船有信心,相信它有能力与机组人员一同安全返回地球。

对此,面对NASA负责太空运营任务的副局长明确表示——波音“星际客机”的安全性仍存在不确定性——2024年7月,NASA在新墨西哥州白沙进行的推进器地面试验,发现“星际客机”的推进器过热,导致聚四氟乙烯密封件膨胀变形,限制了推进剂的流动,进而削弱了推进器功率。

但,这些是否真的就是问题根源?比如:

推进器为什么会过热?为什么其它大部分推进器不过热?

过热导致密封件变形是否是过热造成的唯一或主要影响?

密封件变形是否是推进剂流动受限的唯一或主要原因?

推进剂流动受限是否是推进器失灵的唯一获主要原因?

....

所有这些问题之间是否存在关联和怎样关联,这些关联是否是因果关系?

大量的问题纠缠在一起,使得NAS内部对最终答案,仍然存在很大的争议。

兵器迷点评三:归零

咱们回头看看:碰到这样的故障,中国航天人会怎么办?

我兔航天对待发现的故障或故障苗头,采用的工作方法就是业界闻名的“归零法”。

根据1997年10月,原航天工业部总公司编制下发的《质量问题归零五条标准宣传手册》即,航天质量问题归零“双五条”,质量问题归零,分为技术归零和管理归零两个方面。

质量问题技术归零的五条要求:定位准确、机理清楚、问题复现、措施有效、举一反三。

质量问题管理归零的五条要求:过程清楚、责任明确、措施落实、严肃处理、完善规章。

我们举个实际发生的栗子,某年某月某日某发射场,某次任务中——

按照流程:卫星上箭安装发射前,一个操作工程师进去做最后检查。

现象:现场的监督人员发现,操作工程师最后检查出舱后,却又第二次钻进去看了一下。

追问:监督人员觉得奇怪,立刻询问二次返回的原因。操作工程师承认:感觉——仅仅是感觉——自己腰带似乎剐蹭到了什么。

追因:经查,其金属腰带扣,和卫星主发动机,发生了极其轻微的剐蹭——这就严重了。

检修:任务暂停,再次检查卫星,再次检查发动机。

这就完了?

不能够啊,那还叫归零?往下看——

复现:再让他钻几次模拟仓,又出现类似剐蹭现象。

深究:为什么之前的操作,也戴了腰带,就不会剐蹭呢?

前情:操作工程师母娘来了,家里伙食好——工程师贴膘了——

就此,根由终于找到。

补漏:修改工作规程:所有进星上箭检查工程师——

1 称体重

2 量腰围

3 进入现场要安检。

这,总完了吧——还没有——

完善:今后,工作服也改为松紧带的,取消腰带和金属卡扣,从源头就彻底消除事故隐患。

至善:这是人机界面问题。因此举一反三,重新梳理其它类似操作环节:操作高压器件的放电危害?手上油脂的危害?头发进入精密仪器的危害,手套是否有二次污染的危害,等等......

这,就就叫归零法——

无论问题表现为什么具体现象,都要退回到原点。归零之后,从经验开始,从新的认知边界出发。不停地追问为什么,不惜动员一切资源,去发现现象背后的本质,最终彻底解决哪怕是一个再小的问题。

数十年来,质量归零;从始至终,坚持不懈。

世界上怕就怕“认真”二字。由于中国航天人出色的管理创新,国际航天届对此叹为观止。2015年,国际标准化组织参考中国航天质量问题归零管理办法,发布了ISO18238:2015《航天质量问题归零管理》标准ISO 18238:2015。

Space systems — Closed loop problem solving management,最终形成了质量问题归零制度化、标准化和规范化管理。

这是中国航天界,为世界航天系统,和所有系统工程类产品和复杂质量问题的改进,做出了中华民族的宝贵贡献。

看看我兔航天人如临深渊如履薄冰,再回头看看波音公司的唯我独尊迷之自信,不由得让人想起大刘那句著名的哲言:

弱小和无知不是生存的障碍——傲慢,才是 。

兵器迷点评四:亏损

2024年8月2日,迟迟未能接2位宇航员返航的波音公司,怨妇一般的宣布——花光了42亿NASA合同款不算完,“从2016年起,波音公司已经在“星际客机”项目上的累计亏损——已达16亿美元。更甚——我们波音为了本次返航推迟,又承受了1.25亿美元损失。”

这意思不外就是——“我亏啊,我难啊,我冤啊”。

然而,在这份充满“$”的声明中,人们很难看到,波音公司对2个月前满怀信任与希望登上星际客机的那对男女,其长期所处之艰难处境的忏悔和自责——两位资深宇航员:他们该有多难,他们该有多冤——

没错,在星际客机飞船项目上,波音是亏了,亏大发了——

他们,亏心啊!



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