文 ◎ 方洪
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在人们心目中,航天、微电子、生物工程等这些高科技一定是非常高深、严谨的东西,无论是工程师还是科学家,他们对自己的高科技成果也一定是胸有成竹。其实不然,再精密、完善的设计,往往也是在问题出现了以后,人们才有机会发现设计中的错误。甚至出现了问题,却不清楚问题出现的原因;有时问题解决了,又无法解释为甚么能解决。
欧洲航天局的“小猎狗二号”(Beagle 2)登陆火星失败已经四年了,至今工程师们仍然不清楚哪里出了问题。因此在调查报告中,人们只能做最“理智”的猜测:降落伞失控是主要嫌疑--当然了,问题出在降落一环,又能怀疑谁呢?

组装中的“火星气候轨道器”。轨道器后来坠毁在火星。(法新社)
还有“火星气候轨道器”,在距离火星表面一百四十公里,环绕火星飞行的时候失控,一头栽到火星表面。这次,负责导航系统设计的洛克希德.马丁公司成了罪魁祸首。
美国航天局(NASA)要求是采用公制单位的,而洛克希德.马丁在设计中采用的却是英制单位。
诸如此类的技术失败不见得在报纸上看得到,但是它们的出现似乎与这些研究项目本身的高科技光环不太相称。这里我们收集到一些类似的例子,以飨读者。
糟糕透顶 幸运十足
如何将价值一千万美元的望远镜悬挂在高层大气中?气球看来是不错的选择:安全,是气球最大的优势。
在二零零六年底到二零零七年初大约十二天的时间里,这个由NASA、加拿大宇航局以及英国粒子物理和天文研究协会资助的高空气球,在南极洲上空四十公里的地方搜集了大量有价值的数据。但是后来在降落的时候发生故障,货舱重重的摔在地上,并在强风的作用下,在南极冰层滚动滑行了二百公里才停下来。
整个过程中,当时主持这项研究的德维林(Mark Devlin)的心紧张透了,要知道货舱里有一百八十公斤重的望远镜和与它相连的电脑,其硬盘中贮存这次所有的观测数据。
在随后的搜寻工作中,NASA并没有发现任何关于货舱的迹象,德维林的整个项目眼看就要全盘告吹了。就在此时忽然来了转机,一名飞行员发现了一个包裹,硬盘虽然有些损坏,但是数据还是都保留了下来。
幸运?可以说德维林太幸运了。但是这种幸运却往往不能掌握在自己手里。有许多研究没有那么幸运,而研究的每一步进展,却是在一次次失败中推进的。
火箭进太空 好事多磨
火箭科学研究不容易,不仅投资巨大,而且失败率很高。以往火箭研究都是由政府主持的,近来,一些有钱人也把目光投到了这个项目上。
马斯克(Elon Musk)是一位亿万富翁,他自己出资开公司,研制火箭。他的火箭公司名为:SpaceX。
第一次试飞是在二零零五年十一月,而试飞的开始也是麻烦的开始。先是地面引擎实验消耗了太多的液氧燃料,造成液氧发电机的毁坏。于是他们立即从夏威夷订购了更多的燃料,结果油箱泄漏,当运油车抵达实验地点,油箱中的液氧燃料只剩了五分之一。还好,这已经够用了。于是一切按计划进行,但是一个关键部位的阀门偏偏不肯按照计划进行。不知是甚么原因阀门没有关上,更多的燃料泄漏掉了。看来老天就是不让火箭发射成功,最后,实验被迫取消。
一个月后,一切似乎准备就绪,马斯克实现梦想的时刻似乎到了。但是偏偏刮起了大风,为安全起见,工程师们决定暂时将燃料从火箭油箱中抽出来。这次问题又来了,一个气压阀没有能够正常打开,造成了燃料箱内部真空,结果整个燃料箱就像啤酒罐一样瘪了下去……估计当时工程师们一定为自己或许将丢掉饭碗而出了一身冷汗。

“猎鹰一号”火箭,二零零五年四月照片。(法新社)
但马斯克仍然锲而不舍,三个月后,名为“猎鹰一号”的火箭终于完成了发射的一切准备。这次火箭升空了,然而没有几秒钟,引擎的燃料泄漏又发生了,泄漏的燃料在空中燃烧,在火箭身后划出一道火线。失望至极的工程师眼睁睁的看着火箭坠落。事故后的调查将原因归咎于燃料管道腐蚀。
又过了一年,“猎鹰一号”终于起飞了,并且平安的飞行了五分钟。但是,这时候控制系统失灵了,造成翻滚,第二级火箭的点火随即失败。这次,“猎鹰一号”虽然到达了太空,但是由于速度不够,无法进入地球环绕轨道。
下一次的飞行定在二零零八年一月,希望“猎鹰一号”这次能够多一点运气。
“Autosub 二号” 葬身海底
“Autosub 二号”无人驾驶潜艇的任务看上去很简单,在南极永久冰层下面拍摄海洋生态照片,在费姆布力森(Fimbulisen)冰壳下面行进十五公里,然后自动返回。
二零零三年,“Autosub 二号”成功完成了纯测试性的处女航;二零零四年,第二次试航成功完成。于是工程师们信心大增,决定直接启动主体计划,研究永久冰层下的海洋世界。
开始一切都很顺利,但是五个小时后,潜艇发回了紧急信号。据海面船只的工程师判断,“Autosub 二号”迷路了。由于潜艇是自动的,工程师们此时也束手无策。同时,由于太危险,人们放弃了派一艘载人潜艇到下面搜寻的打算。最后,这一次的“Autosub 二号”不得不被放弃。而那艘可怜的潜艇一直不断的发信号求救,直到电池中的电力用尽。南极的永久冰层,成了“Autosub 二号”的坟墓。
先进飞机迷航 时差所致

F-22猛禽战机,美国空军的王牌。(Getty Images)
美国空军的F-22猛禽,可谓是廿一世纪的空中霸主。其飞行、导航、武器等系统都是当今最先进的。然而就是这些令美国空军引以为傲的战机,却差一点令人大跌眼镜,因为它们首次出远门,就差点回不了家。
二零零七年二月,一队美国空军的F-22战机离开夏威夷基地前往日本,这是F-22第一次在海外远行。开始时当然一切顺利,当到达经线一百八十度(也就是国际换日线)时,飞行员们忽然发现导航系统失灵了。
廿一世纪最先进战机,顿时回到了第一次世界大战时的技术水平,只能靠飞行员的感觉和经验飞行。
幸运的是,当时天空晴朗。随后机群掉头,在空中加油机的带领下,飞回了基地。
事后的调查确认问题出在电脑软件上。当飞机飞越国际换日线时,时间会向前推一天,这一时间的变更把电脑软件搞糊涂了,进而陷入了一种重复“计算-失败、计算-失败”的循环中。军方即时修改了软件,三个星期后,飞机成功到达了日本。
对电子设备的依赖是“先进”的一大特点,但是当电子设备犯低级错误时,人们只能眼睁睁的接受现实。
因错误而成功 原因难究
技术失误会导致失败,但有时事情也会让人感到哭笑不得。
由法国和加拿大共同建立的位于夏威夷的天文台,从二零零三年开始采用当时最庞大的数码相机,以配合望远镜观测太空。新的数码相机装备有四个精确透镜,新的一整套系统在理论上可以观测大范围的太空,提供高清晰的图像。
但是,使用的结果令人失望。所有的图像都是中间非常清晰,而在边缘却十分模糊。研究人员进行了一系列检查,没有发现任何问题。最后,只好死马当活马医,科学家们决定就采用“令人失望”的镜头,展开一项为期五年的观测。
观测项目,但是调查并没有结束。工程师们每天都拆下镜头检查,然后再装回去,但是仍然没有发现问题所在。有一天,一位工程师在把镜头安装回去的时候出了错,把一个镜片装反了,结果观测效果超级好。
但是时至今日,工程师们仍然不知道为甚么把镜头反过来装就对了。问题解决了,但是人们并不知道为甚么。这个问题值得研究吗?当然,也许人们会有机会发现原先不了解的技术原理。但是当今的研究都是要花大钱的,既然问题解决了,没有人会再愿意耗费资源了解原因。正如天文台负责人维列特(Christian Veillet)所说,“(这样的成功)让人有挫折感,但是继续探讨成功与失败的原因对资源是一种浪费,我们决定忘掉这件事。”◇