在Space X的Falcon 9 號火箭飛往國際太空站途中解體事件發(fā)生大約一個月后，公司首席執(zhí)行官Elon Musk宣布火箭墜落的原因是一個兩英尺長一英寸厚的鋼支柱導致?；鸺后w氧氣箱里的氦氣壓力閥由數(shù)千個這樣的鋼支柱維持，一旦鋼支柱突然折斷，大量氦氣就會瀉出從而導致液體艙爆炸之后引爆整個火箭。盡管只是一個微小的疏忽也會導致重大的航天事故。

幸運的是，墜落的飛行器內(nèi)沒有搭載宇航員，只是丟失了食物、水和貨物，但是很快同一類型的火箭將會搭載宇航員。Space X和波音公司目前正在研發(fā)載人運輸模型，搭載美國宇航員往返于國際空間站。作為NASA商業(yè)載人運輸項目的一部分，該項目計劃于2017年實施，旨在發(fā)展私人航空業(yè)務。

“平均每270次飛行任務中，會發(fā)生一次事故?！?/p>

作為航天局首次將宇航艦隊的安危交由私營公司負責的首次嘗試，宇航部門為保證宇航員的人身安全而采用了全新的保護手段。NASA對私營公司發(fā)出要求表示：如果飛行任務沒有遵守高標準的安全守則或者航天局在飛行器研制過程中監(jiān)管力度不夠，它們都將受到相應的懲罰。當然，SpaceX 和波音公司必須達到規(guī)定的幾百條安全標準，同時證明即使搭載宇航員的火箭爆炸時，也能保證他們的安全。對于其他方面，飛行器的外觀以及運作方式，NASA則并不會過多干涉。

盡管有如此高標準的要求，NASA依然不能確保Space X 和波音飛行器百分百的安全?！澳隳苡嬎愠雒恳话俅物w行任務中有多少次任務是安全的并能將宇航員安全送回地球？”NASA商業(yè)飛行發(fā)展中心負責人Phil McAlister說，“平均每270次飛行任務中就會發(fā)生一次事故?！?/p>

更少的標準

從佛羅里達州發(fā)射的NASA亞特蘭蒂斯號航天飛機(NASA/Bill Ingalls)

這些項目和商業(yè)載人運輸項目最大的區(qū)別在于監(jiān)管力度的不同。NASA直接負責制定航天飛機的設(shè)計規(guī)格，承包商需要達到1萬至1.2萬個生產(chǎn)標準。商業(yè)載人運輸項目使用的太空艙，例如 CST-100和 Dragon V2等，所需的供應工作幾乎都由這些私人公司負責。SpaceX 和波音只需滿足NASA制定的商業(yè)載人運輸項目合同中規(guī)定的280條標準。NASA商業(yè)飛行發(fā)展中心負責人McAlister 表示這些標準主要涉及安全和性能方面，對于Space X 和波音公司的要求也并不會十分嚴格。比如，合同會規(guī)定為宇航員制定一個中止計劃系統(tǒng)并能讓宇航員手動操作飛行器上的軟件，但是他們沒有規(guī)定這些系統(tǒng)怎么運轉(zhuǎn)。

McAlister說：“這樣的操作，為私營公司按照自己的方式設(shè)計系統(tǒng)提供了靈活性。商業(yè)載人運輸項目可讓我們廢除低規(guī)格的標準，允許私營公司進行創(chuàng)新并提出獨特的解決方案?！盡cAlister認為由于不必擔心NASA繁復的標準以及頻繁的檢查，這也為SpaceX 和波音公司的工作進程提供了便利。

NASA為私營公司及航天局之間提供聯(lián)系人，這些聯(lián)系人與公司工程師一塊工作提供他們所需的技術(shù)。航天局要求完全了解公司的設(shè)計。McAlister透漏：“如果有重要的會議或者重要的數(shù)據(jù)需要測試，我們有權(quán)掌握情況。”盡管交流、合作十分密切，飛行器最終是歸屬于SpaceX 和波音而不是NASA。

商業(yè)載人運輸項目監(jiān)管力度不夠有可能會導致安全問題。一月，負責監(jiān)測NASA項目安全性能工作的航空航天安全咨詢委員會稱NASA沒有為他們提供詳細的安全運輸資料。此后，NASA加強與 ASAP的溝通，但是擔任咨詢委員會主席的海軍中將Joseph Dyer仍有擔心。Dyer對播客客戶端（The Verge）說：“我們相信執(zhí)行力度的好壞在于領(lǐng)導力。”隨著NASA一些關(guān)鍵人物例如NASA人類探索中心副行政官Bill Gerstenmaier的加入，Dyer不再擔心安全問題。他還說，他發(fā)現(xiàn)值得注意的是他必須相信人格和聲望而不是公開透明的數(shù)據(jù)信息。

波音目前正在研制CST-100太空艙，負責想太空運輸宇航員

中止計劃程序

商業(yè)載人運輸項目要求公司滿足一些關(guān)鍵技術(shù)標準，如同學生需要通過標準測試。公司能否通過則取決于自身實力。對于SpaceX 和波音公司而言，這意味著復雜的程序。例如，公司會在飛行器內(nèi)裝備三個不同的計算機系統(tǒng)，避免有兩個系統(tǒng)在執(zhí)行任務時發(fā)生故障。即使三個系統(tǒng)都發(fā)生故障，也要確保宇航員仍有后備資源可以控制飛行器任務進程。

保證宇航員安全的主操作系統(tǒng)是太空艙的中止計劃程序。我們六月從SpaceX獲知，一個小鋼條可使重達500多噸的火箭在起飛時刻墜落。NASA想確保如果類似的事情再次發(fā)生，宇航員能安全逃生。

為確保宇航員安全，SpaceX配置了中止計劃系統(tǒng)可供宇航員在飛行中使用。Dragon V2表面嵌入了小型機器即Super Draco，它可在飛行器抵達太空前，火箭發(fā)生故障時攜帶太空艙逃離。Dragon V2還配備了降落傘可將太空艙安全帶回地球。SpaceX的發(fā)言人Phil Larson稱：“與以往的中止塔系統(tǒng)不同，該裝置可幫助宇航員逃往軌道。”

五月份，SpaceX成功實施發(fā)射中止操作實驗

波音公司稱它們也有類似的逃生系統(tǒng)可供宇航員在飛行中使用。如果飛行器發(fā)生故障，波音飛行器系統(tǒng)會自動檢測出故障，與此同時Rocketdyne RS-88機器會將太空艙送入安全區(qū)域。波音公司載人和任務操作中心負責人Chris Ferguson說，之后降落傘會啟動。他還說，一旦主機器發(fā)生故障，飛行中止操作系統(tǒng)可在任何情況下運行。

應對故障的計劃也在飛行器發(fā)射前準備完畢。這些被稱為中止操作系統(tǒng)，它們在火箭機器發(fā)生故障時將宇航員從發(fā)射架帶走。飛行逃生系統(tǒng)中的這些機器將太空艙帶至安全區(qū)域。

盡管這些安全系統(tǒng)十分相似，但是他們接受的測試并不相同。SpaceX已于五月份展示了中止操作系統(tǒng)，并計劃在2016年測試飛行逃生系統(tǒng)。而波音公司表示不會在2017年二月前檢驗其中止操作系統(tǒng)。此外，在太空艙進行首次載人航空前，波音公司未發(fā)布對飛行中止操作系統(tǒng)進行測試的消息。NASA認為，這是因為波音更依靠于計算機模型。因為 SpaceX已經(jīng)有類似Dragon V2的飛行器，所以該公司能做真正的實驗。

概率風險評價

NASA預測將會有傷亡事故發(fā)生，這種可怕的計算方法就是概率風險評價（probabilistic risk assessment）簡稱PRA。它可用于評估尖端技術(shù)的風險，主要預測的內(nèi)容包括三方面：潛在的系統(tǒng)故障，故障發(fā)生的形式，以及帶來的結(jié)果-當然也包括死亡。

公司進行概率風險評價時，需要關(guān)注過去的失敗率，飛行器可靠性、飛行區(qū)域以及其它相關(guān)數(shù)據(jù)。NASA工作人員McAlister說：“有時模仿真正的飛行試驗需要反復進行。”這些公司必須證明太空艙在實施國際空間站任務時確保宇航員的生還率達到99.6%。

實際上人們對PRA一直存在質(zhì)疑。例如，它們沒有考慮人類錯誤的因素。專家認為，它也絕不可能將所有可能的災難因素考慮進去，但是它們對于分析將要發(fā)射的飛行器的優(yōu)缺點十分有幫助。

盡管存在一些缺陷，商業(yè)太空飛行PRA相對于舊實驗的優(yōu)勢不言而喻。航天飛機宇航員失聯(lián)的平均概率為1/80，按此計算新太空艙的安全系數(shù)是它的三倍。哥倫比亞號和挑戰(zhàn)者號飛船遇難所帶來的陰影籠罩著安全系統(tǒng)，這也是新的中止操作系統(tǒng)存在的原因之一。Ferguson稱，這也是為什么太空艙體積更小-便于躲避太空中的軌道碎片。

Ferguson還說：“盡管我們的技術(shù)取得了重大進步，但我們并沒有取得完全勝利，我們不能忘記航天飛機已經(jīng)奪走了15條鮮活的生命?！?/p>

盡管比較商業(yè)載人運輸項目和航天飛機是暫時的，但是十分有必要。SpaceX 將于2016年四月份測試Dragon太空艙，波音公司將于2017年四月份檢驗其CST-100太空艙。下次載人飛行原定于2017年進行，盡管NASA負責人Charles Bolden稱如果國會不批準航天局項目所需的資金，首次載人飛行將會延遲。首次飛行的成功或許不足以證明該項目的成功，我們需要可靠性。所以我們需要更多的飛行任務，而不僅僅只有一次。只有發(fā)射任務失敗才知道測試的結(jié)果，也只有在這種情況下我們能檢測出安全系統(tǒng)的效果到底如何。

via.theverge

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