太空探索如何平衡风险与梦想?挑战者号悲剧震撼揭示:安全必须凌驾于进度之上,人类协作才是抵御未知风险的最强盾牌!

# 追逐星辰时如何管理风险
1986年1月28日,当挑战者号航天飞机升空73秒后爆炸时,我并未与NASA的前同事们一同身处发射场。结束自己的航天任务不到两年,我正在贝尔实验室工作,这场夺走七名机组人员生命的国家悲剧正在上演。当助理冲进办公室告知这一消息时,我震惊不已。
就在前一天,我还与任务指挥官迪克·斯科比通话,祝愿他顺利执行我们预期的航天飞机计划第25次连续成功任务。20个月前我曾在迪克驾驶的挑战者号上执行任务,深知这架航天飞机掌握在可靠之人手中。机组人员——包括77届博士罗恩·麦克奈尔及其他几位朋友和NASA同学——完全具备执行任务的能力。
罗恩原计划领导部署先进通信卫星、参与科学实验,并演奏萨克斯风作为创新音乐计划的一部分。这些广泛的工作,连同备受期待的“太空教师”活动,共同构成了航天飞机“常态化运营”计划的象征。
毕竟,该计划的目标是在合理范围内使太空飞行变得常规化。
但物理学本身决定了太空飞行永远是非凡的,且始终伴随风险。为进入轨道,航天器的飞行速度需比飞机快约100倍,所需能量高出1万倍。
其他任务同样以悲剧告终:2003年哥伦比亚号在发射中受损后,STS-107任务重返大气层的尝试失败,导致宇航员丧生。此外,多名工程师和技术人员在开发和测试新太空设备时牺牲。
然而,人类探索的驱动力从未减弱。我们正筹备在月球永久居住,并终将登陆火星。曾经需要庞大政府计划支持的领域,如今正日益成为私营企业的舞台,这降低了成本并拓宽了进入太空的途径。但这一新时代引发了重要问题:可接受的风险水平是多少?我们如何负责任地管理风险?
对挑战者号和哥伦比亚号灾难的调查显示,其原因并非神秘的新风险,而是已知但未得到妥善管理的风险。如果我们能有效控制已知风险,或许就能接受未知风险。
我相信我们可以。
在NASA工作期间,我认识到两个要素对风险管理至关重要。首先,领导层必须坚定不移地致力于安全。像NASA首任飞行总监、任务控制中心主要架构师克里斯·克拉夫特,以及第二任首席飞行总监吉恩·克兰兹(在电影《阿波罗13号》中由埃德·哈里斯饰演)这样的远见人物,以保持冷静头脑而闻名。他们将安全作为核心价值,绝不允许进度或预算凌驾其上。
口头承诺安全第一是一回事,在压力下坚守这一原则则是另一回事。
其次,安全目标必须由所有人共同承担。建立开放沟通的文化至关重要,经验教训应被分享而非隐藏。航空业长期秉持这一理念,鼓励飞行员讨论错误以供他人学习。太空飞行亦应如此。
团队合作同样是任务成功的核心。阿波罗13号任务仍是终极典范,但在我执行航天飞机任务修复太阳峰年卫星时,也亲眼见证了这种精神。
一年的训练为我们首次尝试在太空中捕获并修复卫星做好了准备,但一颗未被标注在卫星蓝图上的扣眼令我们受挫。尽管我们通过专门设计的“机械爪”捕获故障卫星的计划经过完美演练,但最初尝试仍告失败。
更糟的是,手动减缓卫星旋转的临时措施产生了反效果,导致卫星失控翻滚,电池濒临耗尽。我们被迫撤退。
正如沃尔特·克朗凯特在IMAX纪录片《梦想不息》中生动叙述的那样,休斯顿的飞行控制人员、NASA戈达德中心的工程师以及全国各地的承包商彻夜工作寻找解决方案。黎明时分,我们找到了方法。
地面工程师远程关闭了卫星大部分功能,减缓其翻滚速度,为我们提供了最后一次捕获机会。多亏轨道器上鲍勃·克里平和迪克·斯科比的娴熟操作,太空行走修复卫星的吉姆·“奥克斯”·范·霍夫滕和乔治·“平基”·尼尔森的沉着冷静,飞行团队的 ingenuity,以及加拿大机械臂的技术精准,我们最终成功。在轨道器燃料和卫星电力仅剩几分钟时,卫星被安全置入航天飞机载荷舱。
这种强大的领导力和卓越的团队合作才是太空飞行的真正安全保障。
挑战者号、哥伦比亚号、阿波罗13号和太阳峰年卫星的教训仍在NASA大厅中回响——我也希望这些教训能进入日益决定太空计划命运的企业董事会会议室。它们也继续在我这样的工程学教授的课堂上产生共鸣。过去20年,我在本科母校利哈伊大学任教,欣喜地看着学生们深化技术技能与好奇心。我的宇航员同事杰夫·霍夫曼在麻省理工学院16号楼也做着同样的事。但作为教育者,我常思考大学应如何为下一代应对快速演变的太空前沿做好准备。
当今的挑战要求我们超越单一科学或工程领域的狭窄基础。太空系统本质上是跨学科的——推进、结构、通信、材料、人工智能等领域的专家必须协同工作。技术知识固然关键,但协作、领导力、伦理和项目管理同样不可或缺。
太空飞行需要判断力、团队合作和管理未知的本能——这些特质只能通过实践和指导培养。作为教育者,我们的职责是帮助学生获取知识,并培养善用知识的智慧。
若能做到这一点,后续的探索者将以更好的工具,以及在关键时刻做出稳健判断所需的广博经验,开拓新世界。他们的成功将再次证明,我们最强大的力量源自每次任务背后的人类协作。
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延伸思考
1. 随着商业航天公司成为太空探索的主力,如何在追求利润与保障安全之间建立有效的制衡机制?
2. 跨学科协作已成为复杂航天工程的必然要求,现行高等教育体系应如何打破学科壁垒,培养具备系统思维的下一代航天人才?
阅读 Technology Review 的原文,点击链接。