NASA的教训和机会

美国国家航空航天局，这个忽视了基于工程学的挑战者号航天飞机爆炸预测的组织，也设计、发射并着陆了最著名的机器人之一，火星好奇号探测车。自动化和控制工程师可以从NASA的悲剧和成功中吸取教训，据6月两次技术会议上的发言者说。

退休的美国空军军官和美国宇航局宇航员迈克·穆兰提供了有关挑战者号爆炸前无人注意的航天飞机故障警告的经验教训。他建议，“越轨常态化”导致了灾难，不应该在任何高绩效组织或个人身上重演。穆兰在罗克韦尔自动化公司在圣地亚哥举行的RSTechED会议上发表了讲话。

Doug McCuistion，美国宇航局火星探索计划(已退休)主任，提供了有关成功发射一个新的机器人平台，火星好奇号探测器的细节。虽然月球车可以远程控制，但无线信号单程至少需要7分钟，因此大多数关于着陆矢量的决策都是自动化的。全新的着陆平台设计本质上是一个飞行机器人。McCuistion在新奥尔良的西门子峰会上发表了讲话。

快乐的恐惧

穆兰指出，在太空飞行中，伴随着无限的快乐和对生命的恐惧，包括发射前需要用5个小时的尿布。

1957年10月4日，俄罗斯发射了世界上第一颗人造卫星“斯普特尼克”之后，马兰在1960年做了一份学校科学报告。14岁时，他写道:“有一天，我也计划参与这项伟大的事业。”自制的火箭模型，本质上是带翼片的管状炸弹(他说不推荐)，是他漫长的太空飞行之旅的一部分。

他说，由于他没有天赋或运动能力，他很早就学会了勇敢的自我领导，如何挑战自我，以及在追求目标时的顽强。“我们需要激励自己和团队走出舒适区。”

穆兰的父亲是一名二战飞行员，33岁时因小儿麻痹症致残，有6个孩子要抚养。“我的父母非常专注于这个目标。”他们必须如此。

美国宇航局在阿波罗计划中也有类似的激光聚焦，然后失去了，不得不重新获得这一愿景。

可预见的意外

穆兰说，1986年1月28日挑战者号航天飞机的爆炸不是意外，而是他所谓的“可预见的意外”，书面文件警告固体火箭助推器的o形环即将失效。马兰说，o形环燃烧是一个“危急”事件，应该让舰队停飞。在第二次飞行中，大火接触并损坏了o形环。他说，在测试、新数据、更多测试和“修补”之后，人们对以前被定义为不可容忍的东西建立了忍耐力。

“为什么糟糕的事情会发生在有着辉煌历史的人和团队身上?他们成为异常行为正常化的受害者。通常第一次，什么都不会发生。然后那些参与者开始相信他们总能逃脱惩罚。离经叛道成了常态。”

NASA面临着“巨大的预算和进度压力”，计划按照向国会做出的承诺，每年完成26次航天飞机飞行。他说，NASA也错过了危险信号，多年的成功蒙蔽了他们的眼睛和耳朵。灾难发生前，一名承包商说:“如果我们不立即采取行动，那么我们将面临失去一次飞行、一名机组人员和所有发射台设施的危险。在这一紧急事件中，请您给予支持。”

七人死亡，无一人逃脱

挑战者STS-51机组人员其中7人在火箭突破后73秒死亡;其中四人是穆兰的同学。美国宇航局之前的三枚火箭都有逃生系统。那时航天飞机上没有。

穆兰停顿了一下，显然还在为这场悲剧所影响。

“个人成功的经验是，你是脆弱的。阿波罗号的成功与挑战者号的灾难相隔了13年，“许多人员和团队都来自同一个组织。

坚韧、问题

逆境是可以克服的。作为美国空军的一名武器系统操作员，马兰承认在前50次任务中呕吐过。坚韧使他坚持下去。在早期的一次飞行中，他没有与飞行员讨论可能避免一架价值数百万美元的喷气式飞机几乎致命坠毁的问题，因为他认为经验丰富的飞行员知道得更多。质疑现状至关重要，他说。挑战者号航天飞机之后，至少有一项安全设计修改源自一个意外的观察者的建议。

穆兰说:“我们大多数人都是普通人，但普通人也可以做不平凡的事，只要他们把杆移开，保持激光般的专注。”

“成功不是终点;这是人生的旅程。”

机器人航天器、探测车

麦克奎斯森打着华纳兄弟公司的“火星马文”领带做演讲，他描述了火星探索计划所面临的艰巨挑战。战略上定义的“逐个项目”方法被用来实现本世纪最具纪念意义的太空探索壮举之一。旅程的成就包括失望，突破性技术的应用，以及用于探索计划的协作过程。

16 / 40

挑战是如何让一辆体积是上一代的三倍、质量是上一代的六倍的火星车在大气层中着陆，因为大气层太薄，无法充分减缓飞船的速度，又太厚，无法避免热屏蔽。其中涉及的工程和火箭科学并不容易。迄今为止，在全球40次火星探测尝试中，只有16次成功。

由于重量，1公吨，小型汽车的大小，需要一个新的着陆系统。它太重了，不能像上一代着陆器那样在着陆球内弹跳，单靠降落伞也不能使它足够慢，而且超音速逆冲火箭还没有发明出来，无法补偿火星上的大气。

此外，需要实时自主地做出决策，因为灰尘和风力条件的变化足以在预先设定的指令和没有嵌入式智能的情况下导致着陆器坠毁。至少14分钟的通信延迟使遥控着陆成为不可能。机器人飞行器优化了轨道和s型转弯次数，最多需要3次。McCuistion公司表示，它只做了两次。

恐怖的7分钟

隔热罩、降落伞和基于火箭的空中吊车设计允许火星车从下降阶段安全速度下降和着陆。2012年8月5日，美国国家航空航天局(NASA)、工程师和太空迷们屏住了呼吸(可以这么说)，惊恐了7分钟，直到他们得知火星车按照设计运行，并在距离预测位置250米的范围内安全着陆。(1976年，一艘小得多的飞行器的着陆目标是174 x 62英里。)

经过254天3.52亿英里的旅程，罗孚的好奇心现在正在盖尔陨石坑的北部地区进行计划中的巡回实验室实验，设计寿命为未来2年。(好奇号目前在黄刀湾，被确定为陆地和先前河流之间的过渡区域，位于一座山脚下，在岩石地层中可以清楚地看到风和水侵蚀之间的过渡)。

下一页:请看火星上有水流动的照片;了解“好奇号”避免形成陨石坑的延迟;支持美国宇航局将人类送上火星;相关文章链接。

重写教科书

NASA在设计和着陆后的发现改变了教科书。他们进行了摇烤、温度和跌落测试，但模拟验证了设计，因为火星条件无法复制，所以没有任何测试可以验证。好奇号探测器还证明了火星上存在支持生命的条件，因为火星上曾经有流动的河流和湖泊，如果没有海洋的话。

在15年的漫游者和着陆器开发中，McCuistion将NASA的技术进步比作福特T型车和新型F-250超级重型柴油皮卡之间的差异。

取得的成就包括仪器小型化的进展(包括激光击破光谱仪)，用于移动和引导探测车及其工具的新型复杂执行器的开发(约有600个部件)，最新的计算机处理器，100,000 rpm泵的使用，以及紧凑的复制系统。

“如果我们要花费10亿美元，我们希望完全裁员，”他说。大约两个冰箱的东西最终被塞进了一个微波炉的大小。整个太空舱，包括仪器仪表和探测车，比能容纳三人的阿波罗太空舱还要大。

拖延避免了事故的发生

NASA领导人不得不做出艰难的决定，将发射时间从2009年推迟到2011年。下一个发射窗口推迟26个月(由于地球和火星轨道)被认为是必要的，以留出时间应对已确定的挑战。

McCuistion说:“如果我们按照原计划发射，我们就会制造一个冒烟的洞。”

设计和模拟软件帮助实现了来自美国33个州和其他9个国家的成功合作，创造了许多高科技工作岗位。

在火星上，研究结果超出了预期。McCuistion说:“在5个月的时间里，我们证明了我们希望在2年内做到的事情。在未来可能的任务中，“我们想把一些东西带回地球，”他说。“我们可以在这里进行的测试在那里仍然无法进行。我不相信那里不存在生命，但如果不把它带回地球上的实验室，就很难确定。”

资助旅程

McCuistion和Mullane有着相似的信念，他说:“探索更多的是关于旅程而不是目的地。”麦克奎斯逊表示，虽然机器人可以实现令人惊叹的事情，但人类在火星上的往返着陆可以在地球和其他地方实现更多的科学和工程。

我们需要重新考虑我们对太空探索的资金水平、承诺和收益，并将人类登陆火星作为共同的重点。

——Mark T. Hoske, CFE Media的内容经理控制工程、mhoske@cfemedia.com．

网上临时演员

-这篇在线文章比2013年7月的印刷版和数字版有更多来自Mullane和McCuistion的细节

www.globalelove.com/archive

www.RSTechED.com

www.usa.Siemens.com/Summit

www.nasa.gov的好奇心

www.nasa.gov历史

-以下是更多照片和视频的链接:新的火星探测器“好奇号”更大、更好、设计更高效

-工程灵感:美国宇航局的Linenger挑战我们达到

传记

——道格拉斯·麦克奎斯逊他从美国宇航局退休，最近领导了火星探索计划，科学任务理事会。他曾在美国宇航局总部、戈达德太空飞行中心和美国海军担任地球和空间科学方面的职务。在总部，他是NASA地球科学企业号飞行项目的主管。在戈达德，他曾参与跟踪和数据中继卫星、地球同步操作环境卫星、陆地卫星、Nexus(詹姆斯·韦伯太空望远镜的前身)，并担任信息系统工程部门的副主任。

McCuistion已被认可为有功高级管理人员，并被授予两枚NASA特殊成就奖章;两枚海军表彰奖章;以及美国宇航局、海军和其他机构的个人和团体成就奖。如今，他是马里兰州格林贝尔特的Stinger, Ghaffarian Technologies公司的顾问。他将于7月18日获得NASA的最高荣誉——杰出服务奖章。

-麦克·马兰上校1945年9月10日，他出生于德克萨斯州的威奇托福尔斯，并在新墨西哥州的阿尔伯克基度过了他的大部分青春时光，他目前居住在那里。1967年从西点军校毕业后，他加入了美国空军。作为一名RF-4C幻影飞机的武器系统操作员，他在越南完成了150次战斗任务。他持有美国空军技术学院航空工程硕士学位，也是加利福尼亚州爱德华兹空军基地空军飞行测试工程师学校的毕业生。

穆兰于1978年在第一批航天飞机宇航员中被选为任务专家。在1990年从美国宇航局和空军退休之前，他完成了三次太空任务，乘坐发现号(STS-41D)和亚特兰蒂斯号(STS-27和STS-36)在太空中飞行了356小时。穆兰已经入选国际太空名人堂，并获得了许多奖项，包括空军杰出飞行十字勋章、功绩军团和美国宇航局太空飞行奖章。

从NASA退休后，穆兰上校写了一本获奖的儿童读物《升空!》《宇航员的梦想》，以及一本很受欢迎的太空事实书《你的耳朵在太空中会鼓起来吗?》他的回忆录《乘坐火箭:一名航天飞机宇航员的骇人听闻的故事》于2006年初由斯克里布纳出版。

穆兰上校喜欢徒步旅行，2010年7月23日，他登上了非洲最高峰乞力马扎罗山的顶峰。他现在是团队合作、领导力和安全主题的专业演讲者。

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