挑战者号航天飞机是美国正式使用的第二架航天飞机，于1983年4月4日正式进行任务首航。挑战者号在1986年1月28日进行代号STS-51-L的第10次太空任务时，因为右侧固态火箭推进器上面的一个O形环失效，导致一连串的连锁反应，并且在升空后73秒时，爆炸解体坠毁。机上的7名宇航员全部在该次意外中丧生。

　　挑战者号航天飞机 - 简介

　　“挑战者”号(Challenger)是NASA第二架正式使用的航天飞机，1983年4月4日正式进行了首次发射。“挑战者”号与“企业”号一样，建造初衷是作测试用，但完成测试任务之后，NASA突然改变主意，将“挑战者”改装成正式的轨道器。1986年1月28日，“挑战者”号在执行第10次空间任务时，升空73秒后发生爆炸解体坠毁，机上7名航天员全部遇难。造成事故的直接原因是右侧助推火箭密封装置失灵，发射时温度过低导致合成橡胶密封圈失去弹性，无法起到密封作用。在9次飞行行动期间，“挑战者”号航天飞机将太空实验室以及数颗军事和科学卫星送入轨道。[1]

　　挑战者号航天飞机 - 命名由来

　　“挑战者”号航天飞机名字来源于19世纪70年代航行于大西洋与太平洋上的美国海军的研究船只“挑战者”号为名。“挑战者”这个名字还被用来命名“阿波罗”17号飞船的登月舱。

　　挑战者号航天飞机 - 研制历程

　　在洛克威尔公司当初获得的那纸26亿美元合约中，该公司需负责制造一对静态测试体(也就是主推进器测试体MPTA-098与结构测试体STA-099)，以及两架初期飞行测试载具(也就是OV-101与OV-102)。但在1978年达成的一项决议中，决定不将用来作为迫近与降落测试(Approach and Landing Test，ALT)用途的企业号太空舱改装成可以实际使用的的轨道载具，使得真正可以执行任务的轨道载具剩下了哥伦比亚号而已。因此在1979年1月29日时，NASA与洛克威尔补签了一张合约，将挑战者号(当时编号STA-099)从测试载具的状态改装成真的可以执行太空任务的轨道载具OV-099。

　　STA-099在1979年11月7日被送回原制造商洛克威尔，改装工程也从那时开始，要将挑战者号由测试用途改装成任务用途的工程规模比较单纯，但挑战者号然然躲不掉整架被拆解开来再重新组装的命运。这主要是因为，原本的挑战者号上装置的是一个模拟用的乘客舱，因此工程师得将整个太空舱的前半段机身拆开，才有办法取出模拟舱，放入真正有功能的乘客舱模组。除此之外，挑战者号的机翼部分也经过相当程度的改良与强化，这些参考数据全来自它先前所进行的那些实机测试。 最后，在驾驶舱中加装上两具抬头显示器(HUD)之後，挑战者号的改装工程遂告一段落，整架太空舱的空重为155,400磅(70,552公斤)，加上主引擎后重175,111磅(79,500公斤)，较哥伦比亚号约轻了2,889磅(1311公斤)。 抬头显示器进行第十次任务时，于升空过程中突然爆炸坠毁。

　　在实际过程中，挑战者号与另一艘太空梭发现号曾经经过肯尼迪太空中心的改装，以便能够在筹载舱里面载送半人马上节火箭(Centaur Upper Stage)。配合这点太空舱的筹载舱里需装设额外的管线、通风管与可以监控上节火箭运作的飞行平台，以配合半人马火箭的低温(L02/LH2)推进燃料(大部分的惯性上节火箭(IUS)都是使用固态推进燃料)。不过，NASA从没有实际进行过用太空舱载运半人马火箭的任务过，而自从挑战者号爆炸坠毁后，有关当局就决定中止这种危险的尝试，毕竟在筹载舱里放了一具装满高爆燃料的火箭，所冒的风险实在太大。

　　挑战者号航天飞机 - 建造过程

　　STA-099

　　1972年7月26日 - 签约

　　1975年11月21日 - 开始乘客舱模组的结构组装

　　1976年6月14日 - 开始后段机身的结构组装

　　1977年3月16日 - 机翼自格鲁曼(Grumman)公司送抵位于加州棕榈谷(Palmdale, CA)的洛克威尔工厂

　　1977年9月30日 - 开始最后组装

　　1978年2月10日 - 完成最后组装

　　1978年2月14日 - 在棕榈谷驶出棚厂，正式亮相

　　OV-099

　　1979年1月5日 - 签约

　　1979年1月28日 - 开始乘客舱模组的结构组装

　　1980年11月3日 - 开始最后组装

　　1981年10月23日 - 完成最后组装

　　1982年6月30日 - 在棕榈谷驶出棚厂，正式亮相

　　1982年7月1日 - 以陆运方式将航天飞机自棕榈谷送至爱得华

　　1982年7月5日 - 空运至肯尼迪太空中心(Kennedy Space Center，KSC)

　　1982年12月19日 - 进行飞行准备点火

　　1983年4月4日 - 首次飞行(STS-6)[2]

　　挑战者号航天飞机 - 主要任务

　　挑战者号太空舱(STS Challenger，STS是太空运输系统Space Transportation System的缩写，是美国官方对于太空舱这种设备的正式称呼)是美国航空太空总署(NASA)旗下正式使用的第二架太空舱。开发初期原本是被作为高拟真结构测试体(high-fidelity Structural Test Article，因此初期机身代号为STA-099)，但在挑战者号完成了初期的测试任务后，被改装成正式的轨道载具(Orbiter Vehicle，因此代号改为OV-099)，并于1983年4月4日正式进行任务首航。

　　挑战者号在1972年完工启用时，主要的功能并非实际担负往返地球与外太空之间的轨道运具功能，而是美国的建造计划初期，用来测试机身结构安全性的高拟真结构测试体(编号STA-099)(Rockwell)公司制造，在1978年2月4日送抵洛克希德(Lockheed)42号工厂，开始进行实际的结构测试。

　　STA-099在一个由256架油压千斤顶所组成的43吨重测试仪中，进行了为期11个月的测试与分析，这些千斤顶能在836个不同的部位上施加荷重。在电脑的控制下，能够逼真的模拟出太空仓在发射、爬升、绕行轨道、重返大气层与降落时所受到的各种力量，其中，太空梭主引擎启动时的庞大推力是由三具一百万磅(约450公吨)推力的液压汽缸来模拟。除此之外，挑战者号的机翼部分也经过相当程度的改良与强化，这些参考数据全来自它先前所进行的那些实机测试。最后，在驾驶舱中加装上两具抬头显示器(HUD)之后，挑战者号的改装工程遂告一段落，整架航天飞机的空重为70552公斤，加上主发动机后重79500公斤，比哥伦比亚号航天飞机约轻了1311公斤。挑战者号飞行次数：10次， 绕行地球：987圈，在太空中总共停留69天。

　　挑战者号航天飞机 - 主要成就

　　1984年2月7日，美国“挑战者”号航天飞机宇航员麦坎德列斯和斯图尔特不系安全索离开航天飞机实现在太空行走，成为人类探索太空奥秘的第一批“人体地球卫星”。这是美国宇航员麦坎德利斯飞离“挑战者”号航天飞机约150英尺(约合46米)，完成了人类首次无安全索太空行走。[3]

　　挑战者号航天飞机 - 遇难

　　在升空前6.6秒，三部航天飞机主引擎(SSME)点火。为了应对发射的临时中断，SSME可在火箭离开地面前安全地关闭。在起飞时间点时(T=0，为美国东部时间当日11:38:00.010)，三部SSME达到了100%的效能率，并在计算机控制下提高到104%，在此时，两部SRB点火，火箭挣脱了固定用的紧固螺栓，从发射台开始上升。

　　在火箭离开发射塔后，SSME以最大效能的104%运行，控制权从位于肯尼迪中心的发射控制中心(LCC)移交到了休斯敦的任务控制中心(MCC)。为了预防空气动力拆散航天飞机，在T+28时SSME开始降低功率以减小航天飞机在密度较大的低空大气中的速度。在T+35.379时，SSME已低于计划的65%效能。5秒后，在5800米(19,000英尺)的位置时，挑战者号突破了音障。在T+51.860时，SSME重新回到104%的效能，火箭也已接近最大Q值(Max Q)：飞行物能承受的最大气动压力。

　　正当航天飞机达到最大Q值时，它遭遇了航天飞机程序记录中最强烈的风切变。

　　在T+58.788时，一台追踪摄像机捕捉到了右侧SRB靠近尾部支架处出现的烟羽(plume)。当时挑战者号与地面的休斯敦对此都还不知情，但可燃气体已从右侧SRB的一个接缝处开始泄漏出来。风切变的力量粉碎了替代损坏O型环的氧化物密封层，移除了阻碍明火从接缝处泄漏出来的最后一个屏障。在一秒内，烟羽变得明显并剧烈。由于密封失效的接缝处迅速扩大的裂缝，右侧SRB的内压开始减小，在T+60.238时，已可在视觉上观察到从接缝处逸出的火焰，同时开始灼烧外部舱。

　　在T+64.660时，烟羽突然改变了形状，这表明尾部燃料舱的液氢舱开始出现泄漏。在电脑控制下，主引擎的喷嘴开始绕枢轴进行转动，试图补偿助推器产生冲力导致的不平衡。在T+66.764时，航天飞机外部液氢舱的压力开始下降，显现出了泄漏所导致的影响。

　　对宇航员与飞行控制员来说，这个阶段的情形看上去似乎还是正常的。在T+68时，太空舱通讯员(CAPCOM)通知宇航员们“执行加速”，机长迪克·斯科比确认了这个呼叫。他的响应是：“收到，执行加速”，这句话是挑战者号空对地回路的最后一次通讯。

　　在T+72.284时，右侧SRB部件似乎已从与外部舱连接的尾部支架上扯落。

　　在T+73.124时，舰尾拱顶的液氢燃料舱发生故障，产生的一股推力将液氢舱推挤入了上端的液氧舱;与此同时，右侧的SRB绕着支架向上转动，并且撞击到了内部燃料舱结构。

　　在T+73.162时，航天飞机在14.6千米(48,000英尺)的高度上开始解体。

　　失事现场

　　1986年1月28日，在卡纳维拉尔角离发射现场6.4公里的看台上，聚集了1000多名观众，其中有19名中学生代表，他们既是来观看航天飞机发射的，又是来欢送他们的老师麦考利夫。1984年，航天局宣布将邀请一位教师参加航天飞行，计划在太空为全国中小学生讲授两节有关太空和飞行的科普课，学生还可以通过专线向麦考利夫提问。麦考利夫就是从11000多名教师中挑选出来的。

　　挑战者号航天飞机在顺利上升：7秒钟时，飞机翻转;16秒钟时，机身背向地面，机腹朝天完成转变角度;24秒时，主发动机推力降至预定功率的94%;42秒时，主发动机按计划再减低到预定功率的65%，以避免航天飞机穿过高空湍流区时由于外壳过热而使飞机解体。这时，一切正常，航速已达每秒677米，高度8000米。50秒钟时，地面曾有人发现航天飞机右侧固体助推器侧部冒出一丝丝白烟，这个现象没有引起人们的注意。52秒时，地面指挥中心通知指令长斯克比将发动机恢复全速。59秒时，高度10000米，主发动机已全速工作，助推器已燃烧了近450吨固体燃料。此时，地面控制中心和航天飞机上的计算机上显示的各种数据都未见任何异常。65秒时，斯克比向地面发出最后一句报告词。第72秒时，高度16600，航天飞机突然闪出一团亮光，外挂燃料箱凌空爆炸，航天飞机被炸得粉碎，与地面的通讯猝然中断，监控中心屏幕上的数据陡然全部消失。挑战者号变成了一团大火，两枚失去控制的固体助推火箭脱离火球，成V字形喷着火焰向前飞去，即将掉入人口稠密的陆地，航天中心负责安全的军官比林格，在第100秒时，通过遥控装置将它们引爆了。

　　爆炸后的碎片在发射东南方30公里处散落了1小时之久，价值12亿美元的航天飞机被炸成碎片坠入大西洋，七名机组人员全部遇难。

　　事故原因最终查明：起因是助推器两个部件之间的接头破损，喷出的燃气烧穿了助推器的外壳，继而引燃外挂燃料箱。燃料箱裂开后，液氢在空气中剧烈燃烧爆炸。

　　事故遇难者

　　挑战者号航天飞机51-L7名宇航员分别是：机长：弗朗西斯·斯科比，四十六岁;驾驶员：迈克尔·史密斯，四十岁，宇航员：朱迪恩·雷斯尼克(女)，三十六岁;罗纳德·麦克奈尔，三十五岁;埃利森·鬼冢，三十九岁;格里高利·杰维斯，四十一岁;教师克里斯塔·麦考利夫(女)，三十七岁。

　　机长弗朗西斯·斯科比(Francis Scobee)曾是美国空军战斗机飞行员。

　　驾驶员迈克尔·史密斯(Michael Smith)，曾在美国海军服役，担任过战斗机飞行员，多次获得奖章，其中包括海军特级飞行十字勋章和国家敢于战斗银星十字勋章。

　　克里斯塔·麦考利夫(Christa McAuliffe)出生于美国波士顿，在新罕布什尔州康科德中学任教。

　　1986年1月31日，1.5万名航天工作者冒着寒风在休斯敦约翰逊航天中心为失事的7名机组人员举行了追悼仪式。里根总统出席追悼仪式并慰问了遇难者的家属。2月3日，里根总统下令成立一个由13人组成的总统调查委员会，调查航天飞机失事的原因。由前国务卿罗杰斯为首的调查委员会在4个月的调查中，访问了160人，举行了35次调查会议，搜集了6万3千份文件和数百幅照片。6月9日调查委员会正式向里根总统提出长达256页的调查报告。报告认为，“挑战者”号爆炸的原因是右侧助推火箭存在问题。由于航天飞机发射时气温过低，寒冷的天气对火箭垫圈产生影响，最终导致爆炸。