航天飞机难免出故障

岳明

美国挑战者号航天飞机在成功完成了9次飞行任务后,于1986年1月28日进行第10次飞行。这一天中午,数百万美国人端坐在电视机前,观看“挑战者号”航天飞机的发射情景,尤其是这些航天员的家属们更是笑容满面、目不转晴。只见“挑战者号”升空了,但是只过了73秒钟,它突然起火爆炸,人们的笑容顿时消失了,眼晴惊恐地盯着屏幕,不相信这是真的,但是残酷的现实就摆在大家面前。事后调查,这次事故是由于一个助推火箭的密封装置出现故障引起的,由于航天飞机发射时气温过低,寒冷的天气影响了火箭密封垫圈的密封性能,于是燃料泄漏,起火爆炸,造成了巨大的经济损失和机毁人亡的惨剧。2003年1月14日所发射的“哥伦比亚号”航天飞机也只是因为泡沫隔绝材料的缺陷,航天飞机被脱落的泡沫材料击中而解体坠落。之后,2005年7月13日,美国“发现号”航天飞机也因燃料传感器存在故障而取消发射。

航天飞机为什么总是容易出故障?人们不免抱怨。对于人们的抱怨,美国宇航局只能苦笑。自1981年以来,美国的5架航天飞机一共进行了近120次航天飞行,出现了3次航天故障,“挑战者号”航天飞机进行了9次航天飞行后出现了故障,“哥伦比亚号”航天飞机在进行第28次航天飞行时殉难。航天飞行20多年来,出故障的几率有2.5%,这远远高于其他飞行器,但人们如果了解了真实情况,就会觉得这实际上应该说是人类的骄傲。

为什么这样说呢?让我们来具体分析一下航天飞机的安全性能情况。

航天飞机是由大量的零件组成的,每个零件不可能无限期地使用。如果同样的一批零件在使用1000小时后,有1%坏掉了,那么在1小时内这批零件则有0.001%的损坏率。如果一个零件的使用寿命是1000小时,那么它在1小时内坏掉的可能性就有0.1%,也就是1小时内它正常工作的可靠性是99.9%。那么1000个这种零件组合成的一个仪器,在1个小时内的可靠性也只有(99.9%)10=36.77%,也就是说它出问题的可能性更大一些,而10000个零件组成的仪器呢?它在一个小时内的可靠性只有万分之0.45,这意味着这个仪器刚造出来随时都会坏,几乎是肯定会坏。

因此越是精密的科技设备,零件的可靠度要求越高,那么零件的寿命要求就尽可能长。假设组成航天飞机的零件有10万个,航天飞机若想连续工作500小时(约20天)而保持95%的可能性不出现故障,就需要每个零件的使用寿命达到10亿小时,这是多么惊人的数字,人类的平均寿命也才是60万小时,我们人类生产的零件寿命竟然有万年之久。而上述的航天飞机能够保证在太空20多天的航天飞行中,97.5%的可能性没有出现问题,这是人类应该为之感动的成绩,况且谁又能够保证工作100%没有失误?

因此当我们手头的机器坏了,我们不必抱怨和懊恼,因为一个由诸多零件组成的机器太容易坏了,而我们的电脑若使用几年从没有出现硬件故障,我们的汽车能够开动几年不用换零件,那已经是奇迹了。

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