未竟的太空旅程

喬善勛

對于人類而言，每次飛向太空的旅程都充滿了危險和挑戰。然而，前途再崎嶇，也無法阻擋航天先驅的步伐。維珍集團創始人理查德·布蘭森為了探索太空旅行的路徑，率領團隊研發出了維珍銀河太空船系列。

2014年10月31日，維珍銀河（VG）太空船2號（SS2）在脫離母船后，升空不久便發生爆炸，整架航天器瞬間解體，最終墜落在加州莫哈維沙漠上。一名飛行員跳傘逃生，另一名飛行員遇難。

突如其來的空難

太空船2號由縮尺復合體公司負責設計制造。該公司1982年成立于加州莫哈維，以非傳統設計著稱，產品大量使用非金屬復合材料，其代表性產品便是和維珍集團共同開發的太空船1號及太空船2號。

維珍銀河的試飛基地在美國加州南部的莫哈維航空航天港。2014年10月31日，維珍銀河邀請了諸多媒體和專業人士來共同見證太空船2號的試飛活動。

太空船2號由火箭發動機驅動，可以容納2名飛行員和6名乘客。它起飛時懸掛在母機上（白色騎士2號），飛至1.4萬米高度時和母機分離。接著，太空船2號攜乘客在4.27萬米的太空邊緣停留5分鐘，然后返航并降落。

布蘭森希望讓游客以25萬美元的“低價”乘坐太空船2號體驗遨游太空的奇妙感受。這一報價確實遠低于之前的價格，2001年丹尼斯·蒂托的太空之旅耗費了2000萬美元。

維珍太空船的研發遇到了很多困難。早在2007年，太空船2號在測試火箭發動機時發生爆炸，當場導致3名工程師遇難。此外，項目的不斷延期讓維珍集團背負了巨大壓力，但數百名嘗鮮者已經預定了位置，所以此次試飛的成功與否至關重要。

此次試飛的機長是皮特·西博爾德，43歲，曾駕駛過11種不同類型的飛機。副駕駛是麥克·阿爾斯伯里，39歲，擁有豐富的試飛經驗。

2010年10月10日，太空船2號完成首次載人滑翔飛行。2013年4月29日，完成首次動力飛行。2014年10月31日，太空船2號將要完成第36次試飛活動，也是它第4次自身動力飛行。這一次，試飛員將測試新型火箭發動機。

上午9時20分，白色騎士2號獲得起飛許可并順利起飛。當白色騎士2號爬升至兩機分離高度時，一個機載多功能顯示屏突然發生了故障，不過該設備很快重啟了。

故障消除后，白色騎士2號開始執行分離前的檢查單，這也是整個過程最關鍵的時刻。地面控制中心發出允許分離的指令后，太空船2號脫離掛架開始了自主飛行，一切看起來都挺順利的。

在火箭發動機的強勁推動下，太空船2號很快便突破了音障，最高時速接近3馬赫。就在這時，駕駛艙突然陷入異常的顛簸狀態。火箭發動機點火14秒后，地面工程師收到了火箭發動機故障的信號。地面控制中心立刻發出取消試飛的指令。然而，一切為時已晚，太空船2號突然在空中爆炸，整機斷裂成兩半向地面墜落。

在眾目睽睽下發生爆炸事件，對維珍的太空旅行計劃造成重創，公司不僅損失了一架航天器，更重要的是損失了一名經驗豐富的試飛員。

太空船2號沒有設計緊急逃生系統，一旦發生不測，飛行員只能依賴降落傘逃生。事故發生后，傳來了一個好消息和一個壞消息。好消息是西博爾德機長跳傘成功，搜救直升機發現了他的降落傘，并很快將其送到醫院治療。壞消息是，事發時副駕駛阿爾斯伯里被困于駕駛艙中，他來不及開傘導致墜地身亡。

提前了16秒

事故發生后，美國國家運輸安全委員會（NTSB）立刻展開了調查工作。調查員發現太空船2號散落的殘骸分布距離長達8公里，他們決定將航天器的殘骸先收集到一起，而動力系統是重中之重。

太空船2號搭載了新型火箭發動機，燃料中混合了一氧化二氮和尼龍材料，這能使發動機的效率更好。當然，創新也意味著冒險，如果這種燃料在非正常狀態下被點燃，就增大了爆炸的可能性。

調查員發現散落在地面的火箭發動機殘骸并沒有空中爆炸的痕跡，他們首先排除了發動機故障的原因。

隨后，調查員開始走訪地面控制中心。他們得知在爆炸發生前，地面控制中心收到了火箭發動機故障的信息，當時的影像資料顯示，太空船2號的尾桁架和尾翼系統的鉸鏈都處于向上折起狀態。

太空船2號最典型的特征便是降落狀態時的順翼模式，它在飛行過程中會改變尾翼形狀，當其達到最高速度時，飛行員會將尾翼調整至順翼狀態，這會增加阻力并減緩下降速度，這是航天器安全返航的重要步驟。

飛行員需要通過兩個步驟才能使太空船進入順翼狀態。首先，飛行員要解鎖尾翼系統，使尾桁架處于可轉動狀態。其次，飛行員需要拉出尾翼操作桿才能對尾桁架的位置進行調整。駕駛艙影像記錄儀顯示，當時飛行員解除了尾翼系統的鎖定裝置，但并未進行第二步操作。然而，安裝在機身外部的影像記錄儀顯示，太空船2號的尾翼移動了。

本來應該在降落時才被打開的裝置，怎么會在太空船全力加速時啟動了呢？

調查員將調查重點放在了太空船2號的制動器上。這個系統將尾桁架固定在一定的位置，當飛行員做出相應動作時，制動器便會帶動尾桁架進入順翼位置，為返航做準備。調查員對制動器進行詳細分析后，發現這個裝置是太空船2號墜地后才遭到損壞的，制動器系統失效的選項被排除了。

調查員開始研究太空船2號的飛行數據信息，這類似于客機的飛行數據記錄儀（FDR），它會記錄下太空船的飛行數據和飛行員的操作動作。飛行數據顯示，兩機在分離前一切正常，兩機分離后，太空船2號的火箭發動機點火，8秒后，羽翼制動器解鎖，再過4秒，太空船2號就解體了。在此期間，飛行員進行了一系列操作，難道是他們的操作出現了問題？

為準確了解太空船2號的操作流程，調查員來到縮尺復合體公司并詢問了太空船2號的設計工程師，他們得知解除尾翼鎖定裝置的時間窗口在1.4到1.8馬赫之間，而飛行員在解鎖時，太空船2號的速度僅為0.8馬赫。工程師介紹說，太空船2號在低速飛行時，氣動載荷會將機尾向下壓讓太空船保持平衡。當太空船的速度達到音速附近時，機尾的受力方向會改變，它會被升力抬起。而當太空船進行超音速飛行時，氣動載荷會再一次占上風，將機尾向下壓。

所以，太空船2號的操作手冊規定，只有在最后階段才能解鎖。正是飛行員解鎖尾翼鎖定裝置的操作提前了16秒，導致了災難發生，強大的氣動力撕裂了機體。

設計中的缺陷

為什么經驗豐富的試飛員，會犯下如此低級的錯誤？

調查員走訪了機長西博爾德。他們得知太空船2號的火箭發動機點火后，整個機體就非常顛簸，機頭開始抬升，其中的一個機載顯示器還曾死機重啟。調查員找來一臺同款顯示器，他們演示了一下重啟系統后的效果，但顯示器顯示的數據信息一切正常。

調查員查閱了飛行員的飛行記錄后得知，副駕駛阿爾斯伯里擁有超過2100小時的飛行經驗，曾駕駛過太空船1號和白色騎士2號，之前執飛過8次太空船2號任務，但是他知道過早解鎖尾翼鎖定裝置的后果嗎？

令人遺憾的是，調查員沒有從飛行員操作手冊上找到任何提前解鎖會造成太空船解體的內容。試飛檢查卡上注明了飛行速度在1.4馬赫時，解鎖羽翼系統，但并沒有說明過早解鎖會發生什么結果。調查員只是從4年前的電子郵件中看到了關于過早解鎖尾翼系統的相關內容，也許飛行員早就忽略了這條信息。

此外，縮尺復合體公司的工程師也沒有為太空船2號設計尾翼鎖定裝置的失效保護程序，他們認為沒有必要多此一舉，他們完全沒有想到試飛員也會犯錯。

調查員翻閱副駕駛阿爾斯伯里的訓練記錄后發現，他一共進行了112次模擬訓練，從未犯過提前解鎖尾翼系統的錯誤，但是有一次將解鎖時間延誤了。根據模擬程序規則，當太空船速度達到1.8馬赫仍未解鎖尾翼系統時，模擬試飛程序將自動終止，這并不會帶來災難性的后果。

太空船2號的飛行活動非常具有挑戰性，試飛員需要在短暫的時間內執行一系列操作程序，而且還要在正確的時間內做出正確的動作，這會給他們帶來很大的壓力。調查員認為，正是無形的時間壓力導致副駕駛阿爾斯伯里決定提前解鎖尾翼系統，因為他可能認為如果在1.8馬赫時還未解鎖尾翼系統，此次試飛將以失敗告終。

模擬機訓練時，駕駛艙處于平穩狀態，而太空船2號實際飛行時，駕駛艙會非常顛簸。復雜多變的駕駛艙環境也影響了試飛員的表現，他們在陌生的環境中和高強度工作壓力下可能做出錯誤的操作。

試飛員可謂是精英中的精英，但這并不代表他們不會犯錯。是人便會犯錯，這就需要設計師充分考慮試飛員能力限制的問題。

NTSB認為，縮尺復合體公司需要承擔相應的責任。設計師應該明確告訴試飛員，提前解鎖會帶來什么樣的結果，而且他們也沒有設計安全冗余和災難挽救程序。也許，在解鎖裝置旁安裝一個速度提示器，就能避免此次災難的發生。