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挑戰者號穿梭機災難

典範條目
座標：28°38′24″N 80°16′48″W / 28.64000°N 80.28000°W / 28.64000; -80.28000
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  關於事發任務，請見「STS-51-L」。
「挑戰者號」穿梭機災難
剛爆炸的「挑戰者號」穿梭機
日期1986年1月28日，​38年前​（1986-01-28）
時間協調世界時16:39:13，北美東部時區11:39:13
地點佛羅里達州大西洋近海 28°38′24″N 80°16′48″W / 28.64000°N 80.28000°W / 28.64000; -80.28000
結果穿梭機停飛近三年，期間增加各種安全措施、重新設計固體火箭推進器、未來實施新發射管理決策
死亡
調查羅傑斯委員會

「挑戰者號」穿梭機災難是在1986年1月28日發生的美國載人太空飛行專案重大致命事故，「挑戰者號」穿梭機起飛73秒後解體，七名太空人全部遇難。任務代號「STS-51-L」，是「挑戰者號」軌道器第十次和穿梭機第25次飛行，乘組原定部署通訊衛星並在軌道飛行期間研究哈雷彗星。協調世界時16點39分，太空船在距佛羅里達州卡納維拉爾角不遠的大西洋上空解體。

事故原因是用於密封右側固體推進器的O形環失效，橡膠彈力因發射時創歷史新低的氣溫受限，導致O形環密封效果不佳。穿梭機起飛後不久高溫燃燒氣體泄露並燒穿旁邊的燃料外燃料箱，進而導致右側固體推進器末端部件脫離和外燃料箱結構故障。太空船爆炸後，包括乘組艙在內的整個軌道器在氣動力下四分五裂。

當局經三個月搜尋在海底找到乘組艙及穿梭機其他部分。乘組喪生的確切時間無從考證，確信「挑戰者號」解體時部分人員尚未死亡，但軌道器設計根本沒有逃生功能，乘組艙以終端速度衝向海面，如此猛烈的撞擊下根本不可能倖存。

事故導致穿梭機計劃中斷32個月，朗奴·列根總統成立羅傑斯委員會調查。委員會譴責美國太空總署的組織文化和決策過程導致事故。早在1977年就有測試數據表明固體推進器的O形環可能引發致命缺陷，但太空總署和生產固體推進器的賽奧科公司都沒有採取有效措施。太空總署管理人員對工程師警示低溫發射風險置若罔聞而且不向上級匯報。太空總署事後成立安全與任務保證辦公室負責解決安全問題，商用衛星由原來的載人軌道器部署改為一次使用運載火箭發射。聯邦政府1986年批准建造「奮進號」穿梭機接班，1990年建成並在兩年後首飛。穿梭機任務從此採用重新設計的固體推進器，乘組在飛升和再入期間需着壓力太空衣。

背景

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穿梭機

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主條目：穿梭機

穿梭機是美國太空總署運作的近地軌道太空船，有一定重複使用空間[1]:5, 195。1981年4月首飛後[2]:III–24，穿梭機主要用於在軌研究[2]:III–188和部署商用[2]:III–66、軍用[2]:III–68、科學裝備[2]:III–148。軌道器包含乘組和各種裝備，與外燃料箱和兩枚固體推進器一起發射[3]:363。軌道器可重複使用，是垂直發射後滑翔降落的有翼飛行器[2]:II-1。穿梭機計劃共製造五架軌道器[1]:5，由結構測試品改裝的「挑戰者號」是第二架[2]:I-455。乘組任務期間無論工作還是休息都在軌道器乘組艙[2]:II-5。軌道器尾部裝有三台穿梭機主引擎，在發射時提供推力[3]:II-170。進入太空後，乘組利用機尾兩台軌道機動系統小引擎機動[3]:II-79。

穿梭機發射時，軌道器與容納主引擎燃料的外燃料箱連接[3]:II-222。外燃料箱包括裝液氫的大箱和裝液氧的小箱，主引擎運作時缺一不可[3]:II-222, II-226。燃料耗盡後外燃料箱與軌道器分離並於再入大氣層時解體，碎片落入印度洋或太平洋[3]:II-238。

賽奧科建造的兩台固體推進器與外燃料箱相連，在穿梭機起飛時點火併持續兩分鐘[3]:II-222，提供爬升時大部分推力[4]:9–10。推進器耗盡燃料後與軌道器分離，打開降落傘並落入大西洋[3]:II-289。太空總署搜救組找到固體推進器並送回甘迺迪太空中心，經拆卸後零件可在未來穿梭機任務沿用[3]:II-292。固體推進器在猶他州工廠分四個部分建好後運到甘迺迪太空中心，在航天器裝配大樓用三套柄腳與U形夾現場安裝接頭組裝，連接位置上端是柄腳，與下端的U形夾配合。每個接頭在固體推進器外圍用兩個橡膠O形環密封，橫截面直徑7.1毫米。[1]:48O形環必須完美密封，確保固體助推劑燃燒產生的高溫高壓氣體不外泄，這樣固體推進器才能滿足載人任務要求[4]:24[5]:420。兩個O環型旨在形成雙孔密封，四大部件之間的空隙以油灰填充。如此設計意在馬達運轉時壓縮間隙內空氣，對密封面形成壓力。O形環在固體推進器關鍵專案清單屬臨界1R級，表明O形環故障可能導致太空船毀壞、人員喪生，但配備兩個O形環相當於加多一層保險。[1]:126

O形環風險

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原版固體推進器現場安裝接頭橫截面圖

20世紀70年代初的固體推進器設計評估和現場安裝接頭測試表明，配合件之間公差很大，O形環不會壓縮，而是在密封位呈擠壓狀態。太空總署工程人員擔心擠壓可能存在隱患，但該局和賽奧科最後認定可以接受。[1]:122–123[6]1977年模擬發射時的內部壓力測試表明節點旋轉達1.3毫米之多，節點旋轉說明接頭柄腳和U形夾彎曲並分離，會降低O形環受壓，削弱密封效果，可能導致燃燒氣體侵蝕O形環[1]:123–124。太空總署工程人員建議重新設計現場安裝接頭，在O形環周圍增加墊片，但未獲正視[1]:124–125。1980年，太空總署核查與認證委員會要求測試4到32攝氏度時只用單個O形環是否還能保證接頭密封與完好，但太空總署專案主任認定現有測試水平已經足夠，無需進一步檢測。1982年12月更新的固體推進器關鍵專案清單顯示如果發生接頭旋轉，第二O形環不一定能保證密封，故不能為主O形環提供保險。O形環改為臨界1級，去掉代表「冗餘」的字母「R」，即兩個O形環也不存在冗餘保險。[1]:125–127[4]:66

1981年11月，STS-2的右側固體推進器首先在飛行時發生O形環侵蝕[1]:126。1984年8月，太空總署在檢查STS-41-D左側固體推進器時發現兩個O形環間的煙灰，說明侵蝕已經突破主O形環。第二O形環尚未受損，但上述發現足以證明主O形環不能保證密封效果，高溫氣體仍可通過。侵蝕尚不足以影響O形環密封，調查人員認為是點火時壓力不均才把煙灰吹到兩個O形環之間。[1]:130[4]:39–421985年1月STS-51-C發射時氣溫17攝氏度，創下穿梭機發射史上新低，經計算O形環應該只有12攝氏度。事後分析表明兩枚固體推進器的主O形環均有侵蝕。賽奧科工程人員斷定低溫令O形環彈力受限，影響現場安裝接頭密封效果，導致高溫氣體和油灰穿過主O形環。[4]:471985年所有穿梭機任務只有STS-51-J的O形環未侵蝕，STS-51-B的兩個O形環都發生侵蝕[1]:131[4]:50–52, 63。

為糾正O形環侵蝕問題，艾倫·麥克唐納和羅傑·博伊斯喬聯同賽奧科其他工程人員提議重新設計現場安裝接頭，增加金屬邊緣限制接頭活動，還建議新增墊片加強熱保護並改用橫截面加大的O形環[4]:67−69。賽奧科1985年7月訂購重新設計的固體推進器外殼，打算沿用已經造好的外殼直到第二年新設計出台[4]:62。

STS-51-L乘組：（前排左起）史密斯、斯科比、麥克內爾；（後排左起）鬼塚承次、麥考利芙、賈維斯、蕾斯尼克

穿梭機任務

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主條目：STS-51-L

STS-51-L是穿梭機史上第25次飛行和「挑戰者號」第十次飛行[1]:6。乘組名單1985年1月27日公佈，指令長迪克·斯科比帶領駕駛員麥克·約翰·史密斯，任務專家鬼塚承次、朱迪斯·蕾斯尼克、羅納德·麥克內爾，裝備專家格里高利·賈維斯和克里斯塔·麥考利芙，其中賈維斯計劃為休斯飛機公司開展研究，麥考利芙是太空教師計劃成員[1]:10–13。

乘組此行的主要任務是用慣性上層級部署跟蹤和數據中繼衛星TDRS-B，用於和同類衛星協同運作來與軌道器不間斷通訊。乘組還計劃研究經過太陽附近的哈雷彗星，[2]:III-76部署並回收SPARTAN衛星[7]。

任務原計劃1985年7月開始，推遲到11月後又延至1986年1月[1]:10，還從22日推到28日[8]。

決定發射

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天氣預報表明1月28日的氣溫會創下穿梭機發射史上新低[4]:47, 101，夜間降至零下8攝氏度，早上六點零下6攝氏度，計劃發射的上午9點38分也只有零下3攝氏度[1]:87[4]:96。以往在氣溫更高的天氣發射都曾出現O形環侵蝕，賽奧科工程人員擔心如此低溫對固體推進器O形環密封效果不利[4]:101–103。馬歇爾太空飛行中心甘迺迪太空中心辦公室主任塞西爾·休斯頓1月27日晚召開電話會議討論發射安全問題。賽奧科工程人員說明上述擔憂，擔心橡膠O形環的彈力隨氣溫下降，導致穿梭機發射時無法擠壓形成密封。[4]:97–99[9]工程師指出，此前發射穿梭機時最低氣溫也有12攝氏度，沒有足夠數據判斷氣溫更低時O形環密封效果如何[4]:105–106。賽奧科工程副總裁羅伯特·隆德、太空推進器專案副總裁喬·基明斯特建議在氣溫回升到12攝氏度以上再發射[1]:107–108。

發射塔在「挑戰者號」發射數小時前還大量結冰

電話會議休會以便賽奧科線上下討論，會議恢復時該公司領導層改變立場，聲稱O形環失效證據不足，所謂故障或侵蝕的誤差範圍很大，決定繼續發射，會議在賽奧科領導層提交發射建議後結束[1]:97, 109。太空總署固體推進器專案主任勞倫斯·馬洛伊致電任務管理組長阿諾德·奧爾德里奇討論是否發射和天氣問題[4]:3，但沒提到前述O形環隱患，兩人最後決定按期發射[1]:99[4]:116。

甘迺迪太空中心冰組在夜間測得左側固體推進器為零下四攝氏度，右側低至零下13攝氏度[1]:111，但固體推進器溫度不屬發射標準條件，測量值沒有匯報，僅用於工程數據[4]:118。低溫令固定發射台結冰，管道內一直有水緩慢流動來防止凍結。穿梭機即將發射，水不能完全排乾，結果向下結成的冰延伸73米長。軌道器生產商羅克韋爾國際的工程人員擔心發射時冰會猛烈掉落，傷及軌道器隔熱系統或吸入引擎。羅克韋爾太空運輸部主任羅科·佩特龍及下屬認為冰的威脅很大，穿梭機此時發射很不安全。甘迺迪太空中心和林登·詹森太空中心工程人員向奧爾德里奇宣稱冰不會威脅軌道器安全，後者決定按期發射。[1]:115–118實際發射時間延遲一小時以便多融一點冰，冰組在發射前20分鐘再度檢查，顯示冰的確在融解，「挑戰者號」獲許在美國東岸時間上午11點38分發射，此時氣溫為2攝氏度[1]:17。

發射與事故

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起飛和爬升

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右側固體推進器散發灰煙

協調世界時16點39分，美國東岸時間11點38分，「挑戰者號」穿梭機按時在甘迺迪太空中心39B號發射台升空[1]:17[2]:III–76。點火後0.678至3.375秒，右側固體推進器尾部連接外燃料箱的支柱附近溢位九股深灰色煙霧[1]:19[2]:III-93。事後分析斷定右側固體推進器點火時，尾部安裝介面發生接頭旋轉產生煙霧[4]:136。介面溫度太低，O形環無法密封。發射台此前的降雨很可能在接縫內累積，進一步影響O形環密封能力。熾熱的氣體通過並侵蝕O形環，推進劑燃燒生成熔化的氧化鋁密封接頭，形成臨時屏障阻止熱氣和火焰繼續逸出接頭。[4]:142穿梭機主引擎按計劃時間調整燃料供應達成最大動壓點[2]:III–8–9[10]。「挑戰者號」點火37秒後遇到風切，但沒超出設計上限並由導引系統補償[1]:20。

羽流

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穿梭機點火後58.788秒，右側固體推進器出現羽流

穿梭機點火後58.788秒，跟蹤攝像放像機拍到右側固體推進器尾部安裝支柱附近開始湧現羽流，「挑戰者號」隨即在點火後59秒達到最大動壓點[10]。風切與強烈氣動力很可能導致代替腐蝕O形環起密封作用的氧化鋁破損，火焰穿過接頭[4]:142。羽流出現不到一秒就變得非常清晰，孔洞擴大導致右側固體推進器內部壓力下跌。穿梭機點火後64.66秒，羽流形狀變化表明外燃料箱液氫罐開始泄露。主引擎轉動來補償燒穿後泄露氣體對軌道器意外形成的推力。外燃料箱液氫罐內部壓力在穿梭機點火後66.764秒開始下降，表明固體推進器的火焰已燒穿罐體。從即時反應來看，乘組與地面飛行控制人員對上述異常毫不知情。太空船通訊員理查德·科維在點火68秒後告知乘組，主引擎可提升至104%的推力。[注 1]斯科比回答：「收到，加速」；這是「挑戰者號」最後的空對地通訊[10]。

解體

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穿梭機點火後72.284秒，右側固體推進器從連接外燃料箱的尾部支柱脫離，乘組感覺到橫向加速。液氫罐壓力此時開始下降，外燃料箱側面出現大火球。駕駛員史密斯口稱「啊喔」，這是乘組留下的最後通訊。液氫罐圓底在「挑戰者號」點火後73.124秒爆炸，推力將罐體擠入液氧罐，右側固體推進器同罐間結構碰撞，猛烈爆炸瞬間吞沒外燃料箱和軌道器。[10]以1.92馬赫高速爬升的軌道器此時離地14公里，在猛烈氣動力下四分五裂[10][1]:21，兩枚固體推進器與外燃料箱分離後尚未熄火繼續亂飛，直到地面發射站安全主任在點火後110秒啟動自毀功能[1]:30[10]。

地面控制人員反應

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「挑戰者號」解體後坐在控制台前的傑伊·格林

穿梭機解體之際，空對地通訊在任務啟動後73.191秒發出靜電聲，事後分析認定是地面無線電搜尋被毀太空船訊號時產生。太空總署公共事務官員史蒂夫·內斯位元還不知道「挑戰者號」爆炸，繼續宣讀飛行資訊。點火後89秒，地面任務控制中心已經看到爆炸畫面，地面控制官員在無法收到穿梭機傳送訊號後匯報：「失去聯絡，下行鏈路中斷」。[10]

內斯比特此時言道：「飛行控制人員正仔細檢查，顯然發生重大故障，下行鏈路中斷。」不久他又稱：「飛行動力學官員匯報穿梭機爆炸，飛行指導確認。我們正同搜救部門核實，了解現階層還能採取什麼措施。」[10]

任務控制中心飛行指導傑伊·格林下令啟動應急預案[10]，具體措施包括封鎖門禁、關閉電話通訊、凍結電腦終端以便收集數據[4]:122。

死因與死亡時間

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箭頭指向解體後的機身前端

乘組艙採用強化鋁製造，與軌道器其他部分斷開時基本保持完整[12]，隨後沿彈道弧線繼續爬升，在爆炸後約25秒到達最高點，離地20公里。分離時艙體最大加速度估計在12〜20倍重力，隨後在2秒內降至4倍，10秒內便開始自由落體。上述階段力道可能還不致重傷乘組。[13]

史密斯和另外2名身份不明（只能確定不是斯科比）太空人的個人外出空氣袋啟動[13]，說明軌道器解體後尚有乘組存活且未暈迷[14]:246。個人外出空氣袋不適合在飛行時使用，太空人也未接受在飛行遇到緊急情況時使用該裝置的訓練[14]。史密斯的裝置啟用開關位於本人座椅背面，表明很可能是由蕾斯尼克或鬼塚承次打開。事後調查發現各人袋內空氣餘量與預期相符，說明解體後太空人用袋內氣體呼吸。[14]:245–247

調查人員檢查殘骸時發現，史密斯右側面板有幾個電氣開關與通常發射前的狀態不符，使用這些開關前必須解除上面的杆槓鎖。事後測試表明爆炸力或掉進大海的衝擊力都不可能解除杆槓鎖，說明是史密斯操作開關，估計是在乘組艙脫離軌道器後想恢復供電。[14]:245

1986年7月28日，太空總署太空飛行副局長、前太空人理查德·特魯利公佈天空實驗室2號太空人兼醫生約瑟夫·科文起草的乘組死亡報告，文中表示無從得知乘組艙掉進大海前是否失壓，所以無法判斷乘組當時是否還保持清醒。個人外出空氣袋只能供應未加壓空氣，一旦失壓，乘組很快就會昏迷。如果沒有失壓，乘組可能一直清醒到撞上海面。穿梭機解體2分45秒後，乘組艙以高達333公里時速撞擊海面，估計減速度達200倍重力，遠超乘組艙結構極限，人員絕無生還可能。快速失壓會導致中層甲板的地板扭曲或撕裂，打撈上來的殘骸沒有這種情形，但裝載裝置的損傷情況又與減壓相符，兩扇前窗之間所嵌碎片可能引起失壓。撞擊海面對乘組艙的破壞太過嚴重，已經無法準確判斷此前的破壞是否足以導致減壓。[13]

乘組逃生可能

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穿梭機與其他載人太空飛行器不同，動力飛行期間乘組無法逃生。開發人員曾考慮增加發射逃生功能，但太空總署斷定穿梭機非常安全可靠，根本不需要逃生系統。[1]:181穿梭機前四次軌道試飛均為兩名乘組提供改裝的SR-71黑鳥式偵察機彈射椅和全套增壓服，但後來的穿梭機任務不再沿用直至拆除[2]:II-7。正式營運飛行階段的逃生方案往往非常複雜、成本高昂而且大幅加重軌道器，最終均未實施[1]:181。「挑戰者號」失事後，穿梭機新增滑翔階段乘組逃生功能，但對爬升階段發生爆炸的情況仍然無能為力[15]。

搜救與回收

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太空總署發射回收主任在爆炸發生後立即派兩艘MV自由之星號[注 2]前往太空船掉落海域搜救，並請求美國軍方飛機和艦船協助。穿梭機爆炸後碎片四散飄落，為保安全搜救隊在美國東岸時間中午12點37分才獲許進入撞擊區，搜救規模到晚上19點已擴大到12架飛機和八艘艦船。找回軌道器與外燃料箱碎片後，海面作業在2月7日終止。[16]

美國海軍1月31日受命開展潛艇回收作業[17]:5，優先回收右側固體推進器，其次分別是乘組艙、剩餘載荷、軌道器碎片、外燃料箱[17]:16。2月8日保護者號救助船正式拉開搜尋工作序幕，隊伍最後擴大到太空總署、美國軍方、獨立承包商管理的16艘艦船[17]:4–5。海面艦船用側掃聲納在水深21至370米的1670平方公里海域初步搜尋[17]:24，聲納作業共發現881處可能存在碎片的地點，其中187塊碎片後確定來自「挑戰者號」[17]:24。

顯現羽流燒穿孔洞的右側固體推進器碎片

線型成型裝藥爆炸令固體推進器四下飛散且範圍很大，辨識與鑑定主要靠搜尋階段就派往潛在地點的載人潛艇和潛水器[17]:32。技術潛水員與遙控水下運載裝備為目標碎片連接必要吊索，方便起重機把碎片吊上水面艦船[17]:37, 42。固體推進器的推進劑浸水後更容易揮發，構成安全威脅，故回收時需保持固體推進器部件潮濕，帶上陸地後馬上燒掉尚未用完的推進劑。3月1日聲納率先發現右側固體推進器的故障接頭，再經4月5日NR-1號潛艇潛至170米深觀察、海聯一號潛水器4月12日確認這正是受損的現場安裝接頭[17]:42，最後在4月13日打撈。兩枚固體推進器殼體共重89,233公斤，其中46,493公斤打撈上船，24,494公斤發現後未打撈，剩下18,246公斤一直下落不明[17]:44。

3月7日，空軍潛水員發現很可能是乘組艙的碎片，次日由「保護者號」潛水員確認[17]:51[18]。乘組艙的破壞程度表明穿梭機剛爆炸時艙體基本完好，但撞擊海面破壞非常嚴重[16]。乘組遺體因撞擊和入水嚴重損傷，沒有完整的屍體[19]。「保護者號」多次往返把打撈的碎片和遺體送到港口，直到4月4日繼續打撈乘組艙[17]:51。打撈期間賈維斯的遺體漂走，4月15日才找到，此時距其他屍體身份確認已過去好幾星期[18][20]。屍體運到港口後由美軍病理學研究所病理學家確認身份，但無法判斷任何人的確切死因[19][13]。布里瓦德縣法醫拒絕簽發死亡證，質疑將遺體移交美國軍方驗屍是否合法，最終乘組死亡證明由太空總署官員發佈[21]。

首批打撈碎片包括用來把跟蹤和數據中繼衛星送入軌道的慣性上層級[17]:51，地面人員一度擔心是慣性上層級提前點火導致慘劇，但沒有證據表明實情如此[1]:50。三台穿梭機主引擎的碎片在2月14至28日回收[17]:51，分析結果與功能正常的引擎突然斷絕液氫供應相符[16]。深水回收作業持續到4月29日，小規模淺海回收一直堅持到8月29日[17]:53。1996年12月17日，兩塊軌道器碎片漂上可可比奇海灘[22]。除有機體外所有回收的「挑戰者號」碎片均埋入卡納維拉爾角空軍基地31和32號導彈發射井[23]。

葬禮

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1986年4月29日，遇難乘組遺體從甘迺迪太空中心裝上洛歇C-141「星」式運輸機送到特拉華州多佛空軍基地軍用太平間，靈柩上均覆蓋美國國旗，由太空人護送經過儀仗隊[24]。遺體送到基地後移交家屬[24]，斯科比與史密斯葬在阿靈頓國家公墓[25]，鬼塚承次在夏威夷州檀香山太平洋國家紀念公墓長眠[26]。麥克內爾原本葬在南卡羅來納州萊克城休憩草坪紀念園[27]，後遷至同城的羅納德·麥克內爾博士紀念園[28][29]。麥考利芙埋在新罕布什爾州康科德各各他墓地[30]，賈維斯火化後骨灰撒入太平洋[31]。其他身份不明的遺骸1986年5月20日葬入阿靈頓公墓「挑戰者號」穿梭機紀念堂[25]。

公眾反應

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白宮

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美國總統羅納德·列根原定在「挑戰者號」發射當晚公佈1986年國情咨文，但隨着慘劇發生，他與助手討論後推遲國情咨文，在橢圓形辦公室向全國演說[32][33]。1月31日，總統與第一夫人南希趕到林登·詹森太空中心出席紀念乘組追悼會並講話。空軍樂隊在追悼會演唱《天佑美國》，太空總署數架T-38教練機按傳統排成缺席隊形從現場上空飛過。[34]

1986年1月31日，列根總統與第一夫人南希（左）出席遇難乘組追悼會

美國政界人士在事發後不久質疑白宮幕僚長唐納德·列根、白宮通訊聯絡辦公室主任帕特·布坎南等白宮官僚向太空總署施壓，要求在1月28日國情咨文前發射「挑戰者號」，鋪墊涉及穿梭機的總統演說[35][36]。白宮同年3月公佈原版國情咨文稿件副本，表明列根原計劃邀請他人前往現場，演說簡要提及此人設計並計劃在穿梭機開展的X射線實驗，此外沒有進一步談論「挑戰者號」發射[36][37]。總統在推遲到2月4日的國情咨文談到遇難乘組，把涉及X射線實驗的陳述式改為說明「挑戰者號」「發射後失敗」[38]。1986年4月，白宮發佈報告認定行政部門沒有為趕在國情咨文前發射穿梭機向太空總署施壓[35]。

傳媒報道

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有線電視新聞網(CNN)向全國報道「挑戰者號」發射及失事[39]。為宣傳麥考利芙所屬太空教師計劃，太空總署安排全美大量兒童在學校觀看發射實況[39][40]。傳媒對事故興趣激增，發射當天甘迺迪太空中心共有535名記者，三天後增至1467人[41]。事故發生後，太空總署因未安排關鍵人員向媒體公佈訊息受批評[42]。得不到確切資訊的媒體一度發表文章，推斷爆炸是外燃料箱引起[41][43]。事發後近四分之一個世紀裏，只有有線電視新聞網在發射場範圍拍下的「挑戰者號」發射與失事過程為公眾所知，之後才有其他專業或業餘拍攝片段陸續公佈[44][45][46]。

工程案例研究

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「挑戰者號」事故是安全工程、檢舉倫理、傳播與集體決策、團體迷思風險等領域的研究案例[47]。博伊斯喬與麥克唐納為倡導職業場所決策責任和工程道德發聲[9][48]。資訊設計師艾德華·塔夫特主張，工程人員溝通不力且解釋太過複雜是「挑戰者號」慘劇的根本原因，只要證明發射環境氣溫和O形環侵蝕程度密切關聯就足以說明寒冷天氣發射的潛在風險。博伊斯喬提出質疑，認為實際情況並不像塔夫特所言那麼簡單，沒那麼容易找足數據證明。[49]

羅傑斯委員會

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主條目：羅傑斯委員會

「挑戰者號」穿梭機事故調查總統委員會2月6日成立，因主席威廉·P·羅傑斯又稱羅傑斯委員會[1]:206，其他委員包括副主席尼爾·岩士唐、大衛·坎皮恩·艾奇遜、尤金·科弗特、理查德·費曼、羅伯特·霍茨、唐納德·庫蒂納、薩莉·萊德、羅伯特·魯梅爾、喬·薩特、亞瑟·沃克、艾伯特·惠倫、查克·葉格[1]:iii-iv。

委員會召開聽證會討論太空總署事故調查、穿梭機專案、賽奧科不顧O形環安全隱患建議發射等問題。2月15日，羅傑斯聲明委員會調整職能獨立調查「挑戰者號」事故以免受太空總署內部流程和問題影響。委員會設立四個調查組研究失事任務各方面：庫蒂納領導事故分析組根據打撈作業和測試數據判斷事故確切原因；薩特為首的開發生產組調查穿梭機各部件承包商及其與太空總署的交流互動；艾奇遜帶領發射前活動組關注在甘迺迪太空中心開展的最終裝配過程和發射前活動；萊德帶頭任務規劃與行動組審視任務開發前的規劃過程，以及乘組安全潛在問題和太空總署是否受到壓力堅持發射日程。委員會在四個月間訪談160餘人，舉行至少35場調查會議，調查涉事太空總署工作人員、承包商僱員、支援人員六千餘人[1]:206−208，最後在6月6日公佈報告[1]:iii-iv。

羅傑斯委員會成員抵達甘迺迪太空中心

委員會認定事故是由熾熱氣體穿過右側固體推進器現場安裝接頭的O形環引發，沒有證據表明還有其他因素[1]:71。報告指出，安裝接頭材料對溫度和負載變化非常敏感，說明初使設計考慮不周，存在重大缺陷[1]:73。文中批評太空總署和賽奧科對接頭潛在危險的證據視而不見，太空總署根本沒有評估潛在影響就接受O形環侵蝕風險[1]:149，機構對安全問題的態度和管理結構都不足以合理匯報、分析、防範飛行問題[1]:162。報告進一步闡明，太空總署急於提升任務頻率，由此構成的壓力對各任務培訓量、質素控制、維修作業不利[1]:177。

委員會提出大量旨在提升穿梭機專案安全程度的建議，如重新設計固體推進器接頭，防止氣體經過O形環；重組穿梭機專案管理層，防止專案主管受到最後期限的壓力而危及安全，而且管理層應有太空人介入，以期更加妥善地解決乘組安全問題。報告提出設立直接向太空總署長匯報的安全辦公室，監督太空總署專案所有影響安全、可靠程度、質素保證職能的事務。此外，委員會針對軌道器整體安全與維護需求建議增加受控滑翔時乘組逃生的手段。[1]:198–200

諾貝爾物理學獎得主費曼在2月11日電視轉播的聽證會上用冷水和橡膠證明低溫會令橡膠失去彈力，引起傳媒關注。費曼主張在委員會報告更加嚴厲地批評太空總署，多次與羅傑斯意見相左，還以拒絕簽字威脅要求報告納入他對穿梭機可靠程度的個人見解，這些內容最後寫入附錄F。[50][51]費曼執筆的附錄稱讚穿梭機開發在工程和軟件領域成就顯著，但除固體推進器外，航空電子裝置、穿梭機主引擎等許多部件都比太空總署原本預計的更危險、更容易誘發事故[51][52]。

美國眾議院委員會報告

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美國眾議院科技委員會調查事故並在10月29日公佈報告[53]:i。該委員會有權決定是否向穿梭機專案撥款，調查期間還檢視羅傑斯委員會的報告。科技委員會認可羅傑斯委員會對事故由固體推進器安裝接頭故障引發、太空總署與賽奧科對多番警示和固體推進器風險置若罔聞的判斷，進而強調其他穿梭機部件也存在安全問題，建議審查所有關鍵功能的風險管理。[53]:2–5

太空總署響應

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重新設計固體推進器

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太空總署根據羅傑斯委員會報告在獨立監督組督導下重新設計固體推進器，後起名再設計固體火箭引擎[1]:198[2]:III-101[54]。新設計接頭在與U形夾內壁結合的柄腳上新增擷取功能，能把「挑戰者號」事故時發生的節點旋轉幾率降至一成五；擷取功能件與U形夾間空隙另以O形環密封。如果還是發生節點旋轉降低U形夾內壁任何一邊的密封效果，另一邊的效果就會增強。接頭內新增加熱器，確保O形環溫度一致且不會太低。[4]:429–430再設計固體火箭引擎1987年8月30日首度測試，次年四月和八月測試時有意令熾熱氣體通過接頭處，以便工程人員評估新接頭能夠防止節點旋轉。測試通過後，新設計獲許裝上穿梭機。[2]:III-101

穿梭機改裝

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除固體推進器外，太空總署還提升穿梭機其他部件的安全標準，更新關鍵專案清單和穿梭機主引擎故障模式外，施行18項硬件調整。主引擎最大推力限制在104%，只有中止任務時才能升至109%。[2]:II-172起落架經過變更，提升穿梭機降落時的轉向和駕駛功能[2]:III-104。太空總署加入乘組逃生功能，太空人在側艙門彈出後把滑杆伸出軌道器，從滑杆離開再打開降落傘以免直接跳出時遭軌道器撞擊。軌道器軟件更新後，即便乘組全部逃生也能維持穩定飛行。[2]:III-103上述逃生手段不足以在「挑戰者號」事故時挽救乘組生命，而是針對另一起穿梭機緊急情況新增[2]:III-102。

安全與任務保證辦公室

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太空總署設立安全與任務保證辦公室，並按羅傑斯委員會要求由直接向局長匯報的副局長負責[1]:199[15][55]。「挑戰者號」飛行指導格林擔任新辦公室安全部主任[56]。2003年「哥倫比亞號」穿梭機失事後，哥倫比亞號事故調查委員會認定太空總署設立的安全與任務保證辦公室在安全監督方面仍然不夠獨立[57]:178，委員會進一步指出，太空總署的管理文化對安全重視不夠，進而導致「挑戰者號」與「哥倫比亞號」慘劇[57]:195。

太空教師計劃

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麥考利芙所在的太空教師計劃因「挑戰者號」失事於1990年取消，太空總署1998年提出教育家太空人計劃，與太空教師計劃的主要區別在於新計劃旨在把教師訓練成專業太空人並授受任務專家培訓，參與老計劃的教師只需臨時充當載荷專家，任務完成後回課堂教學。芭芭拉·摩根是麥考利芙的替補，1998年入選第17組太空人並隨STS-118任務飛上藍天。[2]:III-116

穿梭機重飛

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更多資訊：美國穿梭機計劃和STS-26

羅傑斯委員會批評太空總署每年發射24次穿梭機的目標不切實際，產生不必要的發射壓力[1]:165。列根總統1986年8月批准新建軌道器取代「挑戰者號」，後起名「奮進號」。新軌道器次年開建，1990年完成，1992年5月首飛執行STS-49任務。[58]列根還宣佈今後商務衛星以商用一次運載火箭發射，不再由穿梭機部署[59][60]。商務衛星改用一次運載火箭發射後，太空總署就不需再為滿足客戶需要啟動穿梭機載人任務[61]。

「挑戰者」失事後，穿梭機停飛兩年零八個月等待調查、再設計、重組。1988年9月29日，發現號穿梭機裝載五名資深太空人從39B號發射台升空，執行STS-26任務。[62]機上載有跟蹤和數據中繼衛星TDRS-3，用於補充隨「挑戰者號」損失的衛星。發射採用重新設計的推進器，乘組在上升和再入期間身着壓力太空衣。任務順利完成後穿梭機重飛。[63]

紀念與影響

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甘迺迪太空中心展出「挑戰者號」機身碎片

美國總統喬治·沃克·布什2004年向「挑戰者號」與「哥倫比亞號」事故喪生的14名太空人追授國會太空榮譽勳章[64]。1987年，美國國會大廈布魯米迪走廊空白橢圓裝飾框貼上畫布，上有查爾斯·施密特繪製的「挑戰者號」乘組肖像[65]。甘迺迪太空中心遊客區2015年7月舉辦《永遠銘記》展覽，展品包括長3.7米的「挑戰者號」回收機身碎片。太空總署長查爾斯·伯爾登與遇難乘組的家人出席展覽開幕式。[2]:III-97林登·詹森太空中心太空人紀念林為「挑戰者號」、太陽神1號、「哥倫比亞號」事故的每位遇難太空人栽有紀念樹[66]。七顆小行星以「挑戰者號」遇難乘組命名，分別是3350斯科比、3351史密斯、3352麥克利芙、3353賈維斯、3354麥克內爾、3355鬼塚、3356蕾斯尼克，小行星中心1986年3月26日公佈獲批命名項（M.P.C. 10550）[67]。1988年，國際天文聯會用七人姓氏為月球背面太陽神盆地的七個隕石坑起名[68][69][70][71][72][73][74]。蘇聯用麥考利芙和蕾斯尼克為兩個金星隕石坑取名[75]。

加利福尼亞州帕羅奧圖皮爾斯公園包含挑戰者號紀念林，內有1985年經「挑戰者號」STS-51-F任務帶上太空的種子所栽紅衫[76]。許多學校和街道改名包含遇難乘組姓氏[77][78][79]。1990年，洛杉磯小東京立起一比十的「挑戰者號」發射狀態模型[80]。桑格雷·德克里斯托山脈高峰更名挑戰者峰紀念失事任務[81]。新罕布什爾州康科德的科學博物館和天文館麥考利芙－謝潑德發現中心名稱旨在紀念當地高中教師麥考利芙和首位美國太空人艾倫·謝潑德[82]。「挑戰者號」遇難乘組家屬成立非營利教育組織挑戰者號太空教育科學中心[83]。

「挑戰者號」失事時搭載的美國國旗由科羅拉多州莫紐門特514童軍大隊贊助，打撈上岸時還完好無失真地封在塑料容器里，後得名「挑戰者號旗」[84]。鬼塚承次帶上穿梭機的足球和個人物品打撈上岸，美國太空人謝恩·金布拉夫後隨遠征49任務將足球帶上國際太空站，如今在鬼塚承次子嗣就讀的克利爾湖高中展示[85]。

出版媒體

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圖書

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「挑戰者號」失事後幾年間，許多探討事故原因、後續調查與變更的書籍面世。曾目睹事故的新聞工作者馬爾科姆·麥康奈爾1987年出版《挑戰者號——重大故障：政治、貪婪、人員、失誤的真實故事》，該書因倡導陰謀論遭遇批評，主張太空總署長詹姆斯·弗萊徹出於私心把合同授予故鄉猶他州企業賽奧科[4]:588[86]。約瑟夫·特倫托同年出版《災難處方：從太陽神的榮耀到穿梭機背叛》，宣稱穿梭機專案一開始就存在缺陷且有政治目的[4]:588–589[87]。1988年費曼出版回憶錄《你幹嗎在乎別人怎麼想》，後半部討論羅傑斯委員會經歷和與庫蒂納的交情[4]:594[88]。

多年後仍有關注事故的圖書出版。黛安·沃恩1996年發表《挑戰者號發射決策：美國太空總署的風險技術、文化與越軌行徑》，認為太空總署在結構和任務制約下形成接受風險的氛圍，進而導致災難，而不單是穿梭機專案管理有問題[4]:591–592[89]。克勞斯·延森同年出版《下行鏈路中斷：挑戰者號事故與我們時代的戲劇論述》，主要探討事發前火箭技術的發展，但因缺乏原創研究、過於依賴二手來源挨批[4]:592[90]。麥克唐納與太空史學家詹姆斯·漢森合作撰寫的回憶錄《事實、謊言與O形環：挑戰者號穿梭機災難內幕》2009年出版，着重描繪他在「挑戰者號」發射、失事、調查期間的作用，批評太空總署與賽奧科領導層罔顧工程人員針對O形環的警示決意發射[91][4][92][93]。

影視

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美國廣播公司1990年2月25日首播電視電影《挑戰者號》[94]，巴瑞·波斯威克與凱倫·阿蘭分別扮演斯科比和麥考利芙。影片批評太空總署，正面描繪反對發射的工程人員，但史密斯、麥克內爾、鬼塚承次的遺孀批評劇情與事實不符[95]。英國廣播公司2013年3月18日播映文獻紀錄片《挑戰者》，威廉·赫特飾演費曼，講述事故原因調查過程[96]。2019年1月25日發行的電影《挑戰者號之殤》由內森·范明登執導，描繪發射決策過程但人物為虛構[97]。

歷史頻道紀錄片《塑造美國的時日》第一集便圍繞「挑戰者號」失事展開[98]。史蒂文·萊卡特與葛倫·齊珀製作的電視紀錄劇《挑戰者號：最後一程》2020年9月16日在Netflix播出，主要內容是參與發射決策的太空總署和賽奧科人員訪談，主張事故源於決策程式缺陷，本來可以避免[99]。

註釋

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  1. ^ 穿梭機主引擎採用各種改進提升動力和可靠程度。洛克達因公司在開發階段斷定引擎足以在推力超出原定值四個百分點時維持安全穩定執行。為確保引擎推力值與以往文件和軟件一致，太空總署把原定值定為100%，但讓引擎保持更高推力輸出。[11]:106–107
  2. ^ 漢語譯名相同但英語原名不同。分別為MV Liberty Star 和MV Freedom Star。

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外部連結

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