美国航天工程专家马在庄上世纪80年代初任职于一家知名的军火公司,是最初几名发现航天飞机存在致命缺陷的专业人士之一。他认为,实际上,航天飞机的使用寿命十分有限——由于航天飞机升空时需要对航天员的舱位加压,返航时再减压,就像把气球吹起来再放气一样,这对航天飞机的损耗很大。美国虽然在1981年进入航天飞机时代,但航天飞机主要采用的是上世纪六七十年代的技术,对现在来说早已过时。当时还没有个人电脑,设计速度与今天没有可比性,许多现在可由计算机承担的工作,当时还得靠人海战术来完成。马在庄记得,他们前往考察航天飞机时,在一个大厂库里看到上千名工程师,人人拿着当时常用的计算尺进行有关测算。
航天飞机的另一个大问题是,航天器在发射时最好呈360度对称,但航天飞机并不对称。此外,由于背着一个巨大的燃料箱,两边还各有一个助推火箭,航天飞机在发射架上很不稳当。发射时,航天飞机本身先点火,之后它会往一边倒,再被反弹回来,这时助推火箭再点火,但这个过程肉眼并不能看出来。这“一倒一回”的过程,极易造成助推火箭漏气,引发严重后果。
冷战思维忽略安全
美国研制航天飞机有深刻的冷战背景,为了与苏联在太空开展竞赛,美国采取了争先跳跃的战略方针,一味追求技术先进性,先是把政治摆在第一位,后来又把任务摆在第一位,而没有把航天员的安全摆在第一位。
为了满足空军方面对机动能力的高要求,美国宇航局决定采用三角翼轨道器布局,此举带来了严重的技术问题。为了使国防部满意,降低发射成本,原计划采用液体助推器发射的航天飞机也改为固体助推器。
由于技术上的限制,在运载能力和结构安排出现矛盾时,美国宇航局选择了把轨道器与外贮箱平行放置的并联方案,而没有选择把轨道器置于火箭顶部这一较安全的方案,目的是保证轨道器的容积和降低费用。然而,这大大增加了航天飞机的风险性。
为了提高有效载荷发射能力和返回地球时携带有效载荷的能力,美国宇航局对轨道器也进行了相应简化,例如,取消了涡轮风扇发动机和航天员逃逸系统等。但因此也给航天飞机带来致命的缺陷,例如航天飞机不能作二次着陆、一旦出现事故时航天员无法应急逃生等。但由于该方案基本达到了国会所要求的研制5架航天飞机费用为50亿美元的目标,所以最终被采纳了。
为了极大提高运输能力,航天飞机被设计得很复杂。它里面有3500个重要的分系统和250万个零部件,所以只要其中的1个重要分系统或关键零部件失灵,就有可能导致重大事故。另外,为了可重复使用,其轨道器既要有适于在大气层中作高超音速、超音速、亚音速飞行和水平着陆的复杂气动外形,又要有能承受再进入大气层时高温气动加热的防热系统,并在世界上首次装备了可重复使用50次的主发动机。这些也都大大增加了航天飞机研制的技术难度和风险。