哥伦比亚号航天飞机出事之后，人们对出事原因进行了很多猜测。其中谈论得最多的是航天飞机上绝热瓦的损坏。根据NASA用高速摄像机拍下的升空实况，哥伦比亚航天飞机在升空80秒时，燃料箱上一块绝热材料脱落(燃料箱内装的是液氢，液氧，需要在低温下保存)，打到了航天飞机左翼。当时NASA的工程师们进行了估算，结果认为航天飞机上的绝热瓦不至于受到损坏，在重返地球时不会被烧传。而正是左翼上的温度传感器在失事之前，显示了不寻常的温度升高。随后就是航天飞机的爆炸解体。

一般客机在着陆时，进入角度在16度左右。而航天飞机在着陆之前要先重新进入大气层，其进入角度是45度左右。太大，太小都不行。哥伦比亚号出事前的速度是18马赫，也就是音速的18倍。这样的速度会引起机体与空气的剧烈摩擦，产生高温。所以进入大气层的过程要用计算机来控制，随时调整航天飞机的姿态，稍有误差，就会出事。

在重返大气层时，航天飞机的机头和机翼的前缘温度最高，可达1200度，其次是腹部。温度相对较低的地方是顶部，但温度也要有几百度。航天飞机的机体是由铝合金及碳纤维复合材料制成的，显然承受不了这么高的温度。为了解决这个问题，机体表面上要用绝热瓦来覆盖。每一片瓦的尺寸，厚度都不一样，是量体裁衣，特殊裁制的。

航天飞机所要承受的环境很恶劣，温度变化在零下两百多度到零上一千两百多度。随着材料科学的进步，绝热瓦的制造也在不断改进。现在的航天飞机70%的部份是由大约两万四千块绝热瓦来覆盖。绝热瓦的厚度随所需承受的温度而不同，尺寸大小也不一样。高温绝热瓦的尺寸大约6英寸见方，低温绝热瓦的尺寸大约8英寸见方。每片瓦的平均价格大约2000美金。航天飞机上还有大约三千块绝热毯覆盖其它部份。

机头和机翼前缘是由RCC(Reinforced Carbon-Carbon)来保护的。RCC是由碳素纤维泡在特殊的树脂中再加温碳化制成的。碳化后的材料经过氧化铝，硅胶，碳化硅处理之后，在高温炉里经过烧结，就制成了外边有一层抗氧化膜保护的RCC。机头部分是由一整个的RCC来保护的，每个机翼的前缘部分由22块RCC保护板来覆盖。

黑色的高温绝热瓦叫HRSI(High-Temperature Reusable Surface Insulation)，用于保护飞机底部。白色的低温绝热瓦叫LRSI(Low-Temperature Reusable Surface Insulation)，主要用于保护飞机的顶部。现在很多LRSI已经被绝热毯取代了。HRSI的厚度从1英寸到5英寸，密度有每立方英尺9磅和22磅两种。LRSI的厚度从0.2英寸到1英寸，密度有每立方英尺9磅和12磅两种。

高温和低温绝热瓦所用的材料都是一样的，只是表面涂层的材料不一样。玻璃纤维浸泡在化学溶液后在模子里成型。在巨型微波炉里干燥后，玻璃纤维在一千多度的高温下烧结。表面上喷过硼化玻璃之后，绝热瓦就可以送去做机械加工了。机械加工的机器是带钻石刀具的三轴，五轴数控磨床。绝热瓦曲面的精度要求很高，要与航天飞机的表面相一致。绝热瓦的散热性能非常好，从一千度的高温炉里拿出来几秒钟，瓦的边缘部分就不烫手了。这时瓦的中心部分还红着。

航天飞机在运行时所受温度变化很大，从零下一百多度到零上一千多度。所以机体表面的伸缩也很大。为了保证绝热瓦与机体表面的紧密结合，瓦与机体表面之间缓冲垫，是由经过防火处理的尼龙网制成的。缓冲垫与绝热瓦都是用一种特殊黏合剂粘到机体上去的。这种黏合剂叫RTV(room-temperature vulcanizing silicone adhesive)。这种黏合剂可以在零下一百多度到零上两百多度之间保持其黏合强度。

瓦与瓦之间的缝隙是由绝热填料来填补的。这种绝热填料主要由陶瓷纤维，金属箔和RTV制成。

2003.2.5