2024這一年航天界創造過太多新紀錄,也遺留下諸多遺憾事。所謂遺憾,就是在較高預期與現實失敗之間出現了超期反差。三體引力波經過詳細梳理、審慎評選,最終列出「2024全球十大航天遺憾事件」,按照時間先后排列如下:
●美國游隼號月球著陸器近地夭折
2024年1月8日,美國天體機器人公司(Astrobotic)開發的游隼號月球著陸器,搭乘首枚火神半人馬座火箭發射升空,旨在實現美國私營航天企業首次登月的壯舉。然而,由于推進系統故障,發生推進劑泄漏事故,導致游隼號無法進入既定的地月轉移軌道,更無法飛抵月球軌道。美東時間1月18日16時許(北京時間19日5時許),游隼號最終在南太平洋上空再入燒蝕銷毀,結束了短短十天的太空之旅。
遺憾之處:作為私營企業的里程碑任務,游隼號夭折讓美國私營航天天體機器人公司錯失在月球探索中的關鍵機會,也影響了未來商業化月球項目的信心。
重要影響:這是美國私營航天探索月球的重大嘗試,也是首戰告敗,不僅削弱了商業航天在深空探索領域的地位,還對后續月球商業計劃產生了不利影響。特別是對開發者天體機器人公司(Astrobotic)打擊很大,原定今年11月發射更大更重要的【格里芬1號】登月器大幅延期,最早也要2025年。而原計劃它攜帶的VIPER(毒蛇月球車)最終被NASA取消,該月球車旨在瞄準月球南極尋找冰源,成敗與否對于后續的阿爾忒彌斯載人登月任務影響很大。
事件教訓:美國天體機器人公司(Astrobotic)從中獲得技術層面教訓,包括加強對關鍵系統的地面測試和模擬,尤其是推進系統的可靠性設計和冗余方案,確保面對復雜環境時能夠穩定運行。
●美國機智號直升機墜毀紅色星球
不止在地球傳回壞消息,還有從更遙遠的紅色星球。美東時間1月18日,NASA毅力號火星任務團隊與Ingenuity機智號直升機失聯。當時,這架1.8公斤重的探測直升機正在執行第72次飛行任務,成功爬升到最大高度40英尺(12 米)后,在既定下降過程中,突然與毅力號火星車中斷通信而失聯,由此結束了在紅色星球的飛行使命。機智號曾創下1004天內累計飛行2小時8分48秒、飛行距離17.242公里、最高速度36公里/小時、最大高度24米等一系列紀錄。
遺憾之處:事后查明,機載導航傳感器無法在相對光滑的火星表面辨別出足夠的特征來確定位置,因此當它著陸時,仍沿著水平移動,導致機身翻滾,直升機四個葉片均已折斷。
重要影響:作為首個在火星上成功飛行的飛行器,機智號不僅為未來的火星探索任務提供了寶貴的數據,還象征著人類航天技術在其他星球上的突破。然而,墜毀事件無疑對NASA的火星探測計劃帶來了負面影響,尤其是在開發類似的無人機技術方面,失去這一平臺使得毅力號火星車擴展勘探范圍受到限制。這次墜毀事件不僅是一次技術上的失敗,也對NASA和整個航天界提出了新的思考——如何在異星環境中進行更安全、更高效的飛行與探測。
事件教訓:NASA主要汲取四點技術教訓:①技術冗余和自愈系統:在火星這樣的極端環境下,設備無法依賴傳統的地面操控,必須在硬件和軟件系統中加入更多冗余設計。未來的任務應確保系統能夠在出現部分故障時進行自我修復或繞過問題,減少單一故障導致任務完全失敗的風險。②通信系統的穩定性:與火星表面的通信連接是目前最大的挑戰之一。此事件暴露了通信系統在極端條件下的不穩定性,未來應加強通信鏈路的設計,特別是在遠程遙控和自駕飛行的情況下,確保數據傳輸的穩定性和及時性。③環境適應能力:飛行器需要能夠更好地適應火星的惡劣環境,尤其是在氣候變化、塵暴和溫度極端的情況下,設備應具備更強的抗干擾能力。④地面支持和故障響應機制:NASA需要加強對地面控制中心的支持技術和響應機制,確保能夠在設備遇到故障時進行及時、有效的干預。雖然火星探測任務的遠程控制不可避免,但應盡可能減少故障發生的概率并提高響應效率。
●首個商業月球著陸器過早收場
2024年2月22日,美國直觀機器公司(Intuitive Machines)研制的月球著陸器奧德修斯(Odysseus)著陸在靠近月球南極的Malapert A附近,該區域被認為可能含有水冰資源。然而,由于導航激光高度計故障,著陸器降落速度快于預期,撞到12度的斜坡,造成一個著陸支撐腿損壞,導致著陸器以30度角側傾著陸。盡管如此,所有科學儀器和太陽能板功能正常,任務被視為成功。隨著2月29日月球夜晚開始,著陸器因失去太陽能供電而關閉,IM-1任務不得不宣告結束。
遺憾之處:奧德修斯著陸器設計未能完全適應復雜地形,導致結構性損壞和通信性能下降。月球夜晚后失聯,表明供電系統和硬件未能完全適應月球極端環境。奧德修斯攜帶的六個NASA有效載荷成功運行,為月球南極區域的地質和資源研究提供了重要數據,但運行時間過于短暫,僅僅7天就收場。
重要影響:IM-1任務盡管存在設計和執行上的遺憾,但作為全球首個商業月球著陸任務,已經取得了重大突破。奧德修斯成為自1972年阿波羅17號任務之后首個成功登陸的美國月球探測器,還是NASA月球商業載荷服務計劃首次成功著陸的登月器,也是首個降落在異星的液氧甲烷航天器。這次成功著陸標志著商業航天企業在月球探測領域的一個重要里程碑,表明私營公司具備承擔復雜深空任務的能力。不過,翻倒事故也暴露了私營航天公司在月球探測任務規劃和著陸器設計上的經驗不足。任務提前結束削弱了這一成就的商業價值和科學貢獻,對公眾和投資者的信心產生一定影響。
事件教訓:作為奧德修斯研制者,美國直觀機器公司在技術上汲取諸多教訓,比如導航與著陸系統改進。激光高度計故障是導致著陸器以較高速度觸地的直接原因,應加強導航系統的冗余設計。軟件設計需要優化,提升對月球表面復雜地形的適應能力。比如改進動態著陸點選擇算法,實時調整著陸器的降落路徑。再比如著陸器結構優化。支撐結構未能承受超過12度坡度,且穩定性設計未能完全應對實際情況。未來需增強結構強度,同時提升著陸器的自我校正能力,如可調整腿部角度。這些教訓為后續任務提供寶貴參考,為未來的商業與國際探月計劃積累難得經驗。
●日本太空一號兩連敗
3月13日,日本航天初創公司太空一號(SPACE ONE)首次發射小型固體燃料火箭Kairos一號機,不料升空短短6秒后突然爆炸,不僅箭體粉身碎骨,甚至殃及發射臺起火。隨后火災被撲滅,并沒有造成人員傷亡。事后查明,飛行計算機檢測到速度和水平推力低于建模數據,觸發了自動飛行終止系統(AFTS)導致爆炸自毀。
6個月后,12月18日該公司第二次發射Kairos二號機,升空95秒火箭出現翻滾,第一級在分離時失去姿態控制,導致發射失敗。這是該公司繼3月發射1號機失敗后的又一次挫折。
遺憾之處:連續兩次失敗讓日本民營航天面臨嚴峻挑戰,損失了寶貴的投資和信心。首次發射搭載上百公斤的日本內閣衛星情報中心試驗衛星,目標軌道是距地表500公里以上的太陽同步軌道,目的是部分取代用于監視朝鮮軍事設施等動向的情報收集衛星。第二次發射搭載了搭載4顆立方體衛星和1顆微衛星均告報廢。
重要影響:日本商業航天的多次失敗可能會降低國際客戶對其發射服務的信任度。此前,日本另一家民營發射商星際技術公司Interstellar Technologies,發射亞軌道探空火箭MOMO同樣戰績不佳,4敗3成。日本民營航天企業原本就資源有限,接連失敗可能導致融資困難,甚至影響行業的可持續發展。
事件教訓:專注于逐步提升成功率,而非追求快速發展。小型火箭市場競爭激烈,可靠性將是決定勝負的關鍵。
●日本首個月球著陸器失聯
1月20日凌晨,被日本航天昵稱為【月球狙擊手】的小型無人登月器SLIM成功著陸月球南極表面,成為日本首個成功部署的月球著陸器(2022年好客號月球著陸器因通信故障而失?。?,日本也成為繼前蘇聯、美國、中國、印度之后,全球第五個登月國家。不過,由于降落階段一臺主推進器發生故障,導致著陸器側翻在月面。好在有驚無險,雖然滿足原地100米范圍內精確著陸的要求,算是成功落月,而且著陸后釋放兩個微型漫游車。登月9天后,2024年1月29日,因日照條件好轉,太陽能板已恢復發電能力,著陸器重啟后持續進行科學探測。但在第5個月球日(5月24日-28日)失去通信聯系,第6個月球日再度嘗試失敗。JAXA不無遺憾地認為可能是由于太陽耀斑影響導致系統損壞,失去了日本首個月球著陸器。
遺憾之處:SLIM在著陸時因引擎噴嘴損壞、地形影響等因素,最終以90度翻倒姿態著陸,導致太陽能板朝向錯誤,初期無法有效發電。盡管著陸點精度達到目標,但未能確保任務后的最佳操作條件。SLIM在嚴酷的月球環境中存活了多個月晝夜周期,但核心電子設備未設計為長期使用,最終在第5個月晝失去信號。
重要影響:SLIM的成功著陸讓日本成為全球第五個實現月球軟著陸的國家。雖存在多處遺憾,但成功著陸和初步任務的完成已是一次重大的技術突破。日本通過SLIM驗證了高精度著陸技術,積累了月球探測的寶貴經驗。盡管在翻倒姿態下,SLIM依然完成了初步的月球表面探測任務,包括圖像采集和短期操作,但未能全面實現科學探索目標。
事件教訓:SLIM翻倒姿態直接導致太陽能板朝向錯誤,暴露了太陽能供電系統對翻倒等意外狀況的脆弱性。未來任務應引入更多動態調整能力,如可旋轉的太陽能板或備用供電系統。SLIM的設計周期有限,僅預期在月球上運行14天(一個月晝周期)。在成功存活數月后,其硬件性能逐步下降,顯示出短期任務目標與長期運行需求之間的矛盾。未來任務應綜合考慮科學目標和硬件設計的耐用性。
●波音星際客船嚴重延誤
整整遲到七年之久,姍姍來遲的波音星際客船終于在6月5日實現載人首飛,但在與國際空間站對接前后,由于一系列技術故障(爬升階段5臺小型反應控制推進器失靈、對接后出現氦氣泄漏、飛船操作系統無法執行自動脫離空間站的操作程序),無法按計劃在6月18日返回地球,導致兩名宇航員滯留太空,一直到現在,需等到明年3月底搭乘SpaceX自由號龍飛船才能返回。
遺憾之處:波音飛船麻煩纏身,出現一連串技術問題,導致國際空間站任務安排受阻,也讓參與任務的宇航員遭遇超期限的太空滯留。
重要影響:超期延誤不僅讓國際空間站的任務安排被迫打亂,而且失去了波音在載人航天領域與SpaceX的競爭力。被迫滯留的宇航員超期限駐留太空增加了身體和心理壓力,也進一步引發對波音載人航天項目和星際客船安全性的廣泛質疑,迫使波音集團擬定剝離并出售波音飛船項目。
事件教訓:首先對于波音來說,盡管NASA尚未定性為事故,但后坐力已經足夠大。即使面對百口難辯的種種故障,波音還是死鴨子嘴硬,甚至膽敢鋌而走險,一副將首次載人試飛一試到底的癡態,實則是一副爛泥扶不起墻的擺爛。因為波音官僚們心里很清楚,一旦采用轉乘龍飛船方案救回宇航員,波音載人航天項目就此一蹶不振。盡管NASA給出了2026年重啟載人試飛的寬期限,但波音自己最清楚,將在相當長一段時間里都不會再飛星際客船,甚至是無限期缺席載人發射。因為閉門造車、官僚僵化的波音文化已經扼殺了解決問題的能力,也無望修復自愈能力。再加上一旦川普重回白宮,被任命的NASA新局長大概率會判定波音飛船死期來臨。相比之下,巨虧16億美元根本不算個事兒,掉進黑洞才是開頭。對于NASA來說,第一步必須重新啟動對波音飛船的載人飛行測試評審程序,也就是推倒重來,歸零式重新審核星際客船每一項載人航天能力。第二步,調整美國宇航局內部審查決策過程。事實上,波音飛船三次試飛每次都暴露諸多問題,但最終都批準發射,也就是說NASA默許波音帶著問題執行每次試飛,風險很大,讓人后怕。該事件必將引發內部整改,NASA最高決策層需要拿出殺伐決斷地勇氣,改變審查決策程序,以減少未來類似失誤的機會。第三步,需要重新審視整個商業載人航天項目。2014年NASA選擇波音、SpaceX兩家承運官方宇航員,成為首批商業載人航天項目(CCP)承運商。原本目的是為了分散風險、形成競爭之勢,以固定價格發包模式,促使美國商業載人航天良性發展。十年后的今天,結果事與愿違,兩家判若云泥:SpaceX獨領風騷,波音扶不起的阿斗。載人龍飛船五年13飛安全承運56人,波音星際客船單次單程勉強搭載2人。NASA推行商業載人航天項目的根本目的,就是為了省錢。現如今SpaceX憑借載人龍飛船這個重磅砝碼,已經讓NASA決策的天平做出了不二選擇,根本沒必要再花冤枉錢去扶一個扶不起的阿斗。從現在起一直到2030年,載人龍飛船每年以兩三次承運官方宇航員的節奏,完全能夠滿足國際空間站退役前的所有載人航天需求。即使在沒有波音飛船、載人版逐夢者太空飛機作為補充承運飛船的情況下,SpaceX憑借5艘載人龍飛船可以完全獨立承擔NASA官方宇航員承運任務,甚至有能力包攬其他商業造訪國際空間站的載人任務(比如公理號系列任務)。
●中國天龍三號火箭測試事故
6月30日15:43,北京天兵科技有限公司在河南省鞏義市一處綜合試驗中心,進行天龍三號火箭一級靜態點火測試,結果箭體意外掙脫測試臺束縛,自行升空并發生爆炸。事故未造成人員傷亡,但引發了對測試安全性的關注。
遺憾之處:火箭飛行和爆炸狀況被多位目擊者拍下,并在社交媒體上迅速傳開。雖然事故未造成人員傷亡,但對中國民營航天的安全管理能力提出質疑,也暴露出測試場地和流程的安全規范仍需進一步提升。
重要影響:事故凸顯了火箭測試環節中的安全管理短板,可能對中國民營航天企業的技術能力和操作規范產生負面評價。盡管未造成人員傷亡,但公眾和政府對民營航天的風險容忍度降低,并影響資本市場對新興航天企業的信任。
事件教訓:制定更嚴苛的火箭設計和軌道移除標準,確?;鸺谕瓿扇蝿蘸竽軌蛴行蛎撾x軌道或進行受控解體。
●中國長征6A火箭太空解體
8月6日,一枚中國長征六號甲火箭上面級在太空中解體,產生了超過700塊碎片,增加了地球軌道高流量區域的碰撞風險,威脅超過一千顆衛星的安全運行。
遺憾之處:火箭解體產生大量太空碎片,增加軌道碰撞風險,對國際航天活動的協調與安全造成威脅。
重要影響:解體產生的大量太空碎片增加了近地軌道擁堵和碰撞風險,對全球航天活動安全構成威脅。國際社會因此對中國的航天活動提出更多質疑,要求其承擔更大責任。
事件教訓:提前規劃火箭和航天器的報廢軌道和碎片清理技術,積極參與國際太空垃圾治理合作??赏ㄟ^透明地溝通太空資產位置、采取主動的緩解措施(如在有效載荷分離后讓火箭上面級脫離軌道)以及被動的安全措施(如在較低高度部署衛星并使其提升至運行軌道)來加以管理。并制定更嚴苛的火箭設計和軌道移除標準,確?;鸺谕瓿扇蝿蘸竽軌蛴行蛎撾x軌道或進行受控解體。
●SpaceX終結334次成功連發神話?
7月11日SpaceX在加州西海岸發射場范登堡4E常規發射一批自家星鏈,一級成功回收,二級未能按計劃入軌,由于二級發動機發生液氧泄漏事故,導致無法完成第二次點火,20顆星鏈衛星由此報廢,部署任務失敗。
遺憾之處:安全可靠、高效低價一直是SpaceX發射運營的核心。連續創造成功發射334次業界神話的獵鷹火箭,卻在意料之外因二級泄漏事故而終結。只因氧氣系統壓力傳感器連接線上一條傳感線出現裂縫。為何會出現裂縫?這條線由于疲勞損壞而開裂的,具體原因來自發動機振動造成的高載荷,以及固定該管線的夾具松動的雙重因素所致。
重要影響:①打斷SpaceX本年度高頻發射節奏,被迫停飛長達15天,使得全年144次發射目標無法實現。②打破SpaceX連續成功發射334次的業界佳話。③導致推遲多個重要發射(如Transporter-11、Polaris Dawn、天鵝座貨運補給任務NG-21等)。④造成SpaceX與FAA之間關系進一步緊張,為之后另外兩起事故接連叫停奏響序曲,也為馬斯克和SpaceX公開直指FAA監管過度埋下伏筆。
事件教訓:SpaceX工程團隊對所有SpaceX火箭和地面系統進行全面徹底的檢查,確保在恢復發射時做好萬全準備。對于之后所有獵鷹發射,全部移除二級發動機上故障的傳感線和傳感器。該傳感器不是飛行安全系統必須的,可以由發動機上現有的備用傳感器代替。這個設計變更已在SpaceX位于德克薩斯州麥格雷戈火箭開發中心進行測試,且在SpaceX事故調查團隊參與下,受到FAA加強監督和鑒定分析。針對現役火箭上的所有傳感線和固定夾具進行了額外的清理、檢查和審核,并且預防性更換了關鍵位置的相關部件。
●SpaceX一箭23飛火箭著陸告敗
8月28日,一枚第23次使用的獵鷹9號火箭在執行星鏈衛星發射任務時,編號B1062.23第一級火箭在著陸海上平臺時發生爆炸。由此終結了SpaceX連續267次成功回收火箭的行業神話,終止了B1062.23繼續領飛最高復用火箭的傳奇,無法繼續沖向一箭40飛的超高目標。
遺憾之處:雖然衛星成功部署,但一級火箭回收失敗不僅讓SpaceX痛失標志性最高復用火箭,也讓外界對火箭回收技術的可靠性提出質疑。
重要影響:盡管這純粹是一起火箭回收事故,未對部署任務和公共安全造成任何影響或威脅,但事發當天晚些時候,FAA鄭重其事地宣布獵鷹火箭停飛。這是不到兩個月內SpaceX第二次被FAA叫停發射獵鷹火箭。上次是7月12日,因二級火箭發生液氧泄漏導致損失20顆星鏈,而一級火箭正?;厥?。在SpaceX全力配合與一再敦促下,停飛15天后才批準復飛。
事件教訓:強化質量管理體系,特別是在高頻發射時確保每次任務的執行標準,避免因追求速度而降低安全性。
通過這些評述可以看出,航天領域的每一次挫折不僅影響具體任務,還可能對整個行業的安全性、可持續性和公眾信心帶來深遠的影響。這些遺憾事件一再提醒我們,航天活動盡管具有前沿性,但任何環節的疏漏都會帶來深遠影響。因此,應以更嚴謹的態度面對每一次航天發射與太空任務。
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