来源：国防科技要闻 作者：廖小刚
SpaceX
根据SpaceX公司7月15日发布的新闻，载人“龙”飞船4月20日在测试过程中被毁的事故原因很可能是“超级天龙座”推进系统氧化剂混入氦气加压管造成的。
01 事故回访
4月20日，曾执行首次不载人试飞任务的“龙”飞船在卡纳维拉尔角空军基地SpaceX公司测试设施进行逃逸系统的测试。当时，“龙”飞船的“天龙座”发动机（用于飞船的轨道机动与调姿）已经完成点火测试，即将进行“超级天龙座”发动机（用于飞船的逃逸）的点火测试。就在“超级天龙座”发动机点火前100毫秒，其中一台发动机突然发生爆炸，随即导致整个“龙”飞船损坏，并造成SpaceX公司相关地面设施的损坏，万幸的是没有造成任何人员伤亡。
02 事故调查
事故发生后，SpaceX公司与NASA组成的联合调查组对事故原因进行分析与整改。7月15日，SpaceX公司公布调查结果：“超级天龙座”发动机使用高压氦气对四氧化二氮（氧化剂）与火箭燃料进行加压，但在地面进行准备工作中，部分氧化剂穿过钛金属止回阀门（只允许气体或液体单向流动）泄漏到氦气管道中；这样当高压氦气注入氦气管道，四氧化二氮固化被加速到高速状态后直接撞击止回阀门引发爆炸继而导致整个飞船烧毁。SpaceX公司表示，目前已梳理完成爆炸潜在原因“故障树”80%的工作，虽然还有20%的工作，但事故原因基本可以确定。负责建造与飞行可靠性的副总裁汉斯·科尼格斯曼表示，这种止回阀通过一个弹簧进行开启或关闭，但在低压条件下，弹簧有时会有点黏，可能会导致阀门的密封性能不佳。调查人员在爆炸后回收的止回阀内发现了烧伤，调查的初步结果与视频和遥测数据也基本相符；在NASA的协助下，SpaceX已经在麦格雷戈试验场进行试验，证实了上述情形的存在，“当压力很大、温度很高的时候，高速氧化剂撞击到钛材质止回阀，就会发生非常剧烈的反应。”
03 整改措施
由于事故原因在于止回阀失去效用导致四氧化二氮泄漏到氦气加压管中，因此SpaceX公司将使用一次性的爆裂金属膜代替原先的止回阀。一次性爆裂金属膜在没有压力状态下将保持密封状态，一旦达到一定压力时，该膜会直接破裂，允许高压氦气通过。用爆裂金属膜替代止回阀等工作可与“龙”飞船的降落伞测试同时进行，但需要在“龙”飞船的高空逃逸测试前完成。NASA商业载人运输计划经理利德斯称这起事故对NASA和SpaceX公司而言都是一份“大礼”，因为它让这一缺陷在地面试验中暴露了出来。她说：“我们将会继续学习，以帮助我们飞得更加安全。”
04 对此次事故的分析
一是“龙”飞船的恢复飞行不容乐观。尽管事故原因已经查明并也提出了整改措施，但采用一次性爆裂金属膜是否有效还有待证明。科尼格斯曼和利德斯都不愿承诺“龙”飞船高空逃逸及载人试飞任务的具体时间，据估计，首次载人飞行任务很可能要从夏季末推迟到今年年底。科尼格斯曼称，年底恢复飞行并非不可能，但它也变得越来越困难。而且此次事故由于“超级天龙座”发动机引发的，那么说明这种逃逸设计也是存在风险的。虽然NASA认可此次事故调查与整改措施，但仍可能引发公众对“超级天龙座”发动机的可靠性及这种逃逸设计安全性的担忧。
二是此次爆炸与钛金属材质的关系尚未确定。由于此次事故是因为氧化剂高速撞击钛金属材质的止回阀引发的，而SpaceX公司则承认此前没有料到钛会在富氧环境中燃烧。几十年来，钛广泛应用于航天工业，被普遍认为是一种安全的材料，而此次事故是否会对未来的航天器设计产生影响目前也无法确定。有观点认为，在高速飞行的氧化剂撞击下，即使是其他金属材质同样会导致燃烧。
三是再次暴露商业航天公司在成本与质量平衡方面存在偏差。此次事故的关键是氧化剂四氧化二氮泄漏到氦气管中，但是如何泄漏的目前的还不清楚，有可能在地面加注过程中操作不当导致氧化剂泄漏；更大可能是止回阀缺陷导致的泄漏。如果是止回阀缺陷，则可能是该零件的质量问题或是装配过程中失误。考虑到“猎鹰”9火箭发射时发生爆炸事故的原因是因为外包的氦气瓶支架有质量问题，此次止回阀缺陷同样可能因为外包的产品质量问题。这表明商业航天公司为降低成本，大量采用商业产品固然可以降低成本，但同样也埋下了事故的隐患。
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