曾經失敗的美國登月任務:阿波羅13號的驚險歷程回顧

編譯:娟娟

前不久,美國宣布重啟登月計劃,今後「一心的未來世界」將密切關注其動向,下面咱們先來回顧一下曾經失敗的美國登月任務:阿波羅13號所遭遇的驚險歷程。

阿波羅13號(Apollo 13)應該是美國第三個登月任務,然而,曾經在一瞬間,那艘本應著陸月球的宇宙飛船,卻差點在外太空癱瘓。執行太空任務,真的是一件風險係數極高的事情。

阿波羅13號上的宇航員:

圖:弗萊德 海斯(左)、傑克 斯威格特(中)、吉姆 洛弗爾(右)在阿波羅13號發射前一天的合影。  Credit: NASA

Jack Swigert(傑克 斯威格特):阿波羅13號是傑克的第一次飛行任務。1966年,傑克成為一名宇航員,他曾經當過阿波羅7號(Apollo 7)的後勤人員。傑克一開始是阿波羅13號的指令艙候補飛行員,不過,在發射前48小時,主要的機組成員Ken Mattingly(肯 馬丁利)在不知情的情況下接觸了德國麻疹。由於馬丁利並不對麻疹免疫,因此,美國宇航局(NASA)的醫生將他從阿波羅13號任務中拉了下來。傑克由替補成為正式飛行員。

Jim Lovell(吉姆 洛弗爾):是世界上太空飛行最多的宇航員。曾經執行了3項太空任務,擁有572個太空飛行小時的經歷。吉姆參與了阿波羅8號,第一個繞月飛行的任務;並且飛行了兩次雙子座任務(Gemini mission),其中包括14天的長途駕駛。

Fred Haise(弗萊德 海斯):弗萊德與傑克在同一個宇航員班上,曾經是阿波羅8 號和11號的候補機組成員。

阿波羅13號的3名機組成員在成為宇航員之前都擁有測試飛行的經驗,這意味著他們曾經習慣了處理飛行中的問題。而這些寶貴的經驗恰巧在阿波羅13號的任務中派上了用場。

「休斯頓,我們遇到了一個問題」:

1970年4月11日,阿波羅13號發射升空了。這艘大飛船是由兩艘獨立的宇宙飛船通過一個通道連接在一起組成的,兩艘飛船分別是飛行器奧德賽(orbiter Odyssey)和著陸器水瓶座(lander Aquarius)。在飛往月球的過程中,宇航員們都居住在奧德賽里。

4月13日晚,當阿波羅13號遠在地球之外的200000英里處,並接近月球時,地面指揮中心的科學家Sy Liebergot看見奧德賽的一個氫氣罐顯示了低壓警報信號。

這個信號可能顯示存在一個問題,或者可能表示僅僅需要重置一下氫氣——這個過程被稱為「低溫攪拌」。傑克輕觸開關執行常規程序,片刻之後,整個飛船開始顫抖,宇航員們都因此緊張起來。奧德賽和任務控制中心的報警燈都亮了,氧氣壓力下降,動力突然消失。

傑克通知任務控制中心:"Houston, weve had a problem."(休斯頓,我們遇到了一個問題)

晚些時候,NASA事故調查委員會確定,由於飛行前的製造和測試錯誤導致電線暴露在氧氣罐中,就在那個命運之夜,暴露在氧氣罐里的電線產生的火花引起了失火,使得一個氧氣罐變得四分五裂,飛船里的另一個氧氣罐也受到了破壞。

由於奧德賽的電力是由氫氧燃料電池供應的,這一突如其來的故障使得整艘飛船的電力減少。飛船的姿態控制推進器、感測排氣,都試圖通過點火小規模噴氣來保持飛船的穩定。但這個系統並沒有怎麼成功,因為爆炸導致了數個噴氣都被關閉。

幸運的是,故障的奧德賽還有一個完好的後援——水瓶座,之前的計劃是水瓶座將在接近登陸月球時才會開啟。可是水瓶座並沒有安裝隔熱罩以保護宇航員們安全返回地球,不過它能夠保證宇航員們活到靠近地球的那一刻。然後,宇航員們可以再返回奧德賽中,完成回家的最後旅程。

圖:受損的阿波羅13服務模塊的分離後視圖。 Credit: NASA

吉姆和弗萊德瘋狂地開始工作,用比設計的更少的時間啟動水瓶座。而傑克則留在奧德賽內關閉系統,以保存足夠的能量用於返回地球。

重返地球前寒冷的日子:

宇航員們隨後不得不面臨著平衡重返地球的挑戰和保留水瓶座電力的挑戰。在他們執行完一個至關重要的點火,使得飛船的航向指向地球後,就立即關閉了飛船中每一個不重要的系統。

沒有了熱源,船艙內的溫度迅速下降到接近冰點,一些食物變得不適於食用。宇航員們還限量供應水,以確保水瓶座能夠有足夠的液體使其硬體降溫,這樣才能比設計的運行更長時間。

與此同時,在地球上,飛行指揮官Gene Kranz(吉恩 克蘭茲)專註於管理耗材——例如水和電力。其他的任務控制團隊幫助飛船上的機組人員處理日常活動。飛船的製造人員夜以繼日地工作來支持NASA和機組人員。

回家的日子顯得有點長,整個機組人員的體重都減輕了,弗萊德發生了腎臟感染,在降落海上前的數個小時,筋疲力盡的船員們啟動了奧德賽(當時奧德賽已經在寒冷中度過了好幾天,如果運氣不好的話,還可能發生短路),他們為海上降落做好了準備,當時也並不知道先前的爆炸有沒有損害隔熱罩。

圖:在休斯敦的任務控制中心慶祝阿波羅13號宇航員安全返回。右邊的Gene Kranz正在吸慶祝的雪茄。 Credit:NASA

一切都在惴惴不安中進行著。幸運的是,4月17日,奧德賽載著3位宇航員安全地降落在太平洋上。

阿波羅13號的重要遺產:

這次失敗的任務為後續的任務提供了很多前車之鑒。阿波羅的服務模塊以及後續任務的指令艙因此獲得了大量的設計變更。根據前任務總監Sy Liebergot的說法,這些變更包括:

提供另一個被隔離的低溫氧氣罐,僅用於供給機組人員的需求使用。

移除所有的低溫罐風扇和接線。

從低溫罐上移除溫度調節裝置,更換加熱器管的類型。

安裝一個400安培小時的登月艙下降階段電池。

這個任務中的3位宇航員後來又有哪些故事呢?

弗萊德 海斯被任命指揮阿波羅19號月球任務,可惜,這個任務和另外兩個任務由於NASA的預算減少被取消。再後來,他駕駛了太空梭的測試飛行。

1982年,傑克 斯威格特在他的家鄉科羅拉多州當選為國會議員,不幸的是,在競選過程中,他得知自己罹患骨癌,並在宣誓就職前與世長辭。

1994年,吉姆洛弗爾與記者Jeffrey Kluger(傑夫里 克魯格)合寫了一本書,講述了洛弗爾的飛行生涯,並主要聚焦於阿波羅13號任務,書名為《Lost Moon: The Perilous Voyage of Apollo 13(與月球失之交臂:阿波羅13號的冒險之旅)》。受此啟發,湯姆 漢克斯主演的電影《Apollo 13》與1995年上映。該片與NASA合作拍攝,並獲得了兩項奧斯卡金像獎。

參考資料:

space.com/17250-apollo-

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