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[科普中国]-阿波罗13号

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阿波罗13号Apollo 13)是阿波罗计划中的第三次载人登月任务,于1970年4月执行。发射后两天,服务舱的氧气罐爆炸,太空船严重毁损,失去大量氧气和电力;三位航天员使用航天器的登月舱作为救生艇。导航与控制系统没有损坏,但是为了节省电力,在返回地球大气层之前都被关闭。三位太空人在太空中面临维生系统损坏所导致的种种危机,但最后仍成功返回地球。

任务成员正式成员吉姆·洛威尔

小詹姆斯·亚瑟·洛威尔(James 'Jim' Arthur Lovell, Jr. ),昵称“吉姆”,阿波罗13号指令长,美国海军飞行员、试飞员、美国国家航空航天局宇航员。1928年3月25日出生于美国俄亥俄州克利夫兰,1952年以海军少尉军衔从美国海军学院毕业,1954年加入美国海军航空兵部队,担任F-2H战斗机的驾驶员。1958年1月,洛威尔在海军飞行测试中心(Naval Air Test Center,现美国海军试飞员学校,U.S. Naval Test Pilot School)接受为期六个月的训练,并以班级第一的成绩毕业,在帕图森河海军基地担任试飞员。同一年,洛威尔与其他109名试飞员一同参与水星计划的航天员选拔,但遗憾的是当时洛威尔胆红素偏高,没能胜出。1962年,洛威尔申请加入第二组宇航员选拔,这一次他成功晋级,担任双子星4号的替补驾驶员。1965年12月,洛威尔作为飞行员搭乘双子星7号升空,在轨时间14天。之后,由于双子星9号宇航员埃利奥特·希和查尔斯·巴塞特因坠机事故不幸罹难,洛威尔成为了双子星9A号的替补指令长。1966年11月,洛威尔作为指令长与后来大名鼎鼎的登月第二人——巴兹·奥尔德林搭乘双子星12号再度升空。

之后洛威尔担任了阿波罗计划的宇航员,他原本计划担任阿波罗9号的替补宇航员,由于飞船上出现技术问题,洛威尔被分配到阿波罗8号上担任指令舱驾驶员,提前开始了他的第三次飞行任务,他也由此成为了第一批绕月飞行的宇航员之一。洛威尔作为替补宇航员参与了阿波罗11号的训练活动,并准备指挥阿波罗14号登月,然而考虑到准备搭乘阿波罗13号的宇航员缺乏训练,美国航空航天局再次进行了人事调动,这才将洛威尔和两位搭档的飞行计划变更为阿波罗13号。

在阿波罗13号发生事故后,洛威尔和两位宇航员同僚成功将飞船轨道修正,期间他两度手动操纵登月舱的引擎和机动推进器,靠着在行动指令目录上作的计算,配合手表和舷窗作简单导航将飞船带到正常轨道上。他本人因为这次事故成为目前为止唯一一位两度抵达月球轨道却没能登月的宇航员,同时也创下了滞空715小时、经历太空日出269次的纪录,这个纪录直到1973年9月才被天空实验室3号的宇航员打破。

1973年,洛威尔以上校军衔从海军和航空航天局退役,在德克萨斯州休斯顿的休斯顿湾牵引公司(Bay-Houston Towing Company)工作,在1975年成为该公司的首席执行官,1977年担任菲斯克电话公司(Fisk Telephone Systems)的经理,后来又在森泰尔公司(Centel)任职,1991年退休时担任该公司副总裁。在1995年上映的电影《阿波罗13号》中,洛威尔本人客串了搜寻阿波罗13号的硫磺岛号两栖攻击舰舰长——用他本人的话说这与他的军衔正好对应(注:英语中海军上校与舰长恰好是一个词——“captain”)。

杰克·斯威格特

小约翰·莱昂纳德·斯威格特(Jack Leonard Swigert, Jr. ),昵称“杰克”,阿波罗13号指令舱驾驶员,美国空军飞行员、试飞员,美国国家航空航天局宇航员、机械师、航空航天工程师。1930年8月30日出生于美国科罗拉多州丹佛市,1953年毕业于科罗拉多大学,随后加入美国空军,在日本和韩国服役,退出现役后加入美国空军国民警卫队,并先后在普拉特·惠特尼集团公司与北美航空公司担任试飞员。1965年,斯威格特从伦斯勒理工学院毕业并获得理学硕士学位,主攻航空航天工程方向,次年入选美国国家航空航天局第五组宇航员,1967年获得哈佛大学的工商管理硕士学位。斯威格特原本是被安排作为阿波罗13号的替补宇航员,但是,宇航局的医疗团队怀疑正式成员有感染麻疹的可能,而三人之中只有指令舱驾驶员肯·马丁利没有得过麻疹——换句话说他对麻疹没有免疫力,因此航天局高层决定撤换马丁利,让斯威格特替补。

阿波罗13号返回地球后斯威格特获得了总统自由勋章,1977年,他从航天局退休并投身政界。斯威格特终身未婚,也没有子嗣,1982年12月27日,他在代表共和党参加科罗拉多州的参议院议员选举期间,因淋巴癌去世,享年51岁。

弗莱德·海斯

小弗莱德·华力士·海斯(Fred Wallace Haise, Jr.),阿波罗13号登月舱驾驶员,美国空军飞行员、试飞员,美国国家航空航天局宇航员、航空航天工程师。海斯1933年11月14日出生于密西西比州比洛克西,1959年从俄克拉荷马大学获得航空工程学学位。他于1964年在美国空军试飞员学校下属的爱德华空军基地完成了研究生课程,还于1972年在哈佛大学商学院完成了PMD课程。他于1954年完成了美国海军的飞行训练,成为了一名美国海军陆战队的战斗机飞行员。1959年,海斯在美国国家航空航天局的刘易斯研究中心(Lewis Research Center)成为了一名航空研究飞行员,并于1963年在德来顿飞行研究中心(Dryden Flight Research Center)服役,1966年,还与杰克·斯威格特一道被选入第五组宇航员,他是同僚的第一个获得太空任务的人。海斯担任了阿波罗8号、阿波罗11号以及阿波罗16号的替补成员。1970年,海斯作为登月舱驾驶员参与了阿波罗13号任务。根据原本的计划,他还要在后来被取消的阿波罗19号任务中担任指令长。在1977年的企业号航天飞机任务中,海斯担任指令长。1979年6月,海斯从航空航天局退役,在格鲁曼飞机工程公司担任经理直到1996年退休。

替补成员替补成员同样接受任务训练,在主力成员无法执行任务时接替。

约翰·杨(John Young,曾执行双子星3号、双子星10号、阿波罗10号、阿波罗16号、STS-1以及STS-9任务)指令/服务舱驾驶员

杰克·斯威格特(Jack Swigert,曾执行阿波罗13号任务),指令长

查尔斯·杜克(Charles Duke,曾执行阿波罗16号任务),登月舱驾驶员

备份机组备份机组并不接受任务训练,但被要求能够在会议时代替某位宇航员,并参与任务计划的细节敲定。他们也经常在任务被执行时担任地面通讯任务。

文斯·布兰德(Vance Brand,曾执行阿波罗-联盟测试计划、STS-5、STS-41-B以及STS-51任务)

杰克·洛斯马(Jack Lousma,曾执行天空实验室3号以及STS-3任务)

约瑟夫·科文(Joseph Kerwin,曾执行天空实验室2号,STS-85任务)

成员变更肯·马丁利是原计划中的指令/服务舱驾驶员,但是他由于接触了麻疹,在发射前3天被杰克·斯威格特替换。他后来成为担任了阿波罗16号任务的指令舱驾驶员。

飞控主任白队:吉恩·克兰兹(Gene Kranz,首席飞控主任)

黑队:格林·伦尼(Glynn Lunney)

褐队:米尔特·温德勒(Milt Windler)

金队:格瑞·格里芬(Gerry Griffin)

任务过程发射与入轨美国东部时间1970年4月11日下午02:13:00(19:13:00 UTC),在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心39A号发射复合体前,代号为SA-508的土星5号运载火箭点火升空,箭上搭载了阿波罗13号飞船,以及它的三名宇航员洛威尔、海斯和斯威格特。1

000:00:16 GET(Ground Elapsed Time,即发射后时间,下同),洛威尔报告火箭开始进行俯仰滚转机动。

000:00:34 GET,俯仰滚转机动完成。

000:02:16 GET,一级主机正常关机并分离,此时加速度已经达到3.5G。

000:02:48 GET,洛威尔报告二级主机(S-Ⅱ)点火

000:03:15 GET,逃逸塔分离。

000:05:30 GET,箭上的三名宇航员突然感觉到一阵异常的震颤,阿波罗13号和地面同时检测到二级火箭的5号引擎出现故障,而此时距离预定关机时间还有2分12秒。所幸故障的引擎的位置位于火箭正中央,不至于对发射产生太大影响,为了弥补推力上的不足,地面控制中心不得不让二级火箭剩下的4台引擎延长燃烧34秒,同样,二、三级分离后,第三级火箭也要延长燃烧9.2秒。

000:09:22 GET,洛威尔报告二、三级分离。

000:10:00 三级主机(S-ⅣB)点火。

000:12:31GET,S-ⅣB第一次关机。00:13:39 GET,船箭组合体进入远地点100.2海里(约185.5千米)、近地点98.0海里(约181.4千米)的低地球轨道

进入地月转移轨道002:35:46 GET,在绕地一圈半,并进行了一系列检查之后,地面控制中心下达S-Ⅳ B第二次点火命令,计划燃烧时间为5分31秒。在加速过程中,洛威尔报告飞船比他之前搭乘阿波罗8号时经历的震动要大一些。

002:51:17 GET,S-ⅣB第二次关机,阿波罗13号组合体进入地月转移轨道并加速至35560英尺/秒(约10869.168米/秒),三名宇航员开始准备与分离推进器,并对接登月舱。

002:56:37 GET,阿波罗13号组合体进行了一次轨道机动,为飞船的分离做准备。

003:06:39 GET,斯威格特接管飞船控制权,手动操作奥德赛号与水瓶号分离,并开始反向机动,将船头对准登月舱接口,借助舷窗前的瞄准具与水瓶号对接。

004:01:03 GET,奥德赛号与水瓶号对接成功,开始将水瓶号从三级火箭中抽出并飞向月球。而S-ⅣB则要面临不同的命运:它将撞击月球表面。

007:17:05 GET,阿波罗13号成员组报告他们即将进行地球气象摄影(Earth weather Photography),此时飞船距地球37630海里(约69691千米),航速9878英尺/秒(约3011米/秒)。 在接下来的几个小时内,他们共摄制了11张照片。数小时后,阿波罗13号第一个任务日的工作进入尾声,通讯以宇航员和值班航天器通讯员文斯·布兰德(Vance Brand)的聊天收尾,随后便进入静默状态。海斯留下值夜,洛威尔和斯威格特则开始睡觉,补回在繁忙工作中消耗掉的体力。

第二天023:11:14 GET,阿波罗13号恢复了与地面的通讯,此刻飞船距地球99589海里(约184438千米),航速5453海里(1662米/秒)并仍在减速。

024:16:12 GET,阿波罗13号上发生了一段小插曲:正在吃早饭的洛威尔向值班航天器通讯员约瑟夫·科文(Joe Kerwin)询问当日新闻,在念新闻的时候,科文发现当天恰好是缴税的截止日期,便开玩笑地问有没有人忘记缴税,洛威尔一笑了之,斯威格特却突然慌张起来——他真的忘了报税!斯威格特赶忙向科文求救,让他想办法帮自己延期(顺便惹来控制中心里的所有人大笑),科文回应说等飞船溅落后,他们会让税务局的人在太平洋里等着。洛威尔继续打趣:他听说斯威格特的税金本来是要用来给水瓶号上升器买燃料用的,既然斯威格特忘了缴税,上升器里只怕是没油啦。科文在通讯中一面安慰倒霉的斯威格特,告诉他托马斯·斯塔福德已经答应帮他搞定延期的问题,另一面接上洛威尔的茬——他转达了航天器计划主任詹姆斯·麦克迪维特的原话:迈克迪维特好像真的忘了往上升器里加油。海斯回敬一句“那我们应该(在下降时)多悬停一会儿,对吗?”(“We should have a lot more hover time, huh?”——海斯实际上是在调侃阿波罗11号的宇航员在降落时因为悬停太久,险些没有足够燃料返回轨道的事)。后来吃午饭时。科文再次揶揄起宇航员们,他就洛威尔做饭时“违背”上级命令,给热狗抹了番茄酱而非芥末一事发起了评论。

030:13:53 GET,斯威格特开始了计划中的电视直播,他手持小型摄影机环拍了飞船内部。在此期间,阿波罗13号顺利进行了一次轨道修正,此时飞船脱离可以自由返回轨道。

031:56:38 GET,值班航天器通讯员布兰德向阿波罗13号发布提醒,其中包括对即将飞掠的班尼特彗星的拍摄要求,但是后来斯威格特报告说由于阳光反射太强烈,无法对彗星进行观测。随后,地面控制中心决定暂时延迟对彗星的拍摄。

第三天046:43:18 GET,阿波罗13号与地球恢复通讯,此时飞船157720海里(约292097千米),航速3701英尺/秒(1128米/秒)。洛威尔开始报告飞船状态并进行计划更新,值班航天器通讯员科文评论说飞船状态良好,以至于地面控制中心的人“无聊得掉眼泪(We're bored to tears down)”。

047:39:43 GET,地面控制中心通知阿波罗13号:系统监测到2号氧气罐指数异常偏高,怀疑是之前开启排风扇导致传感器出现故障,洛威尔再度检查了指数,确认了地面控制中心的数据。科文随后通知海斯再一次打开2号氧气罐的排风扇,试试能不能让传感器指数恢复正常。半小时后,海斯关闭了排风扇,但是斯威格特报告传感器指数依然没有恢复正常。此时阿波罗13号距地球163513海里(约302826千米),航速3568英尺/秒(约1088米/秒)。

051:07:44 GET,由于指数依然处于异常状态,因此地面控制中心安排了几次额外的氧气罐搅动。洛威尔完成了第一次额外的搅动。

053:26:37 GET,洛威尔和海斯先后进入了水瓶号内部,开始为预定的登月做准备。

055:14:36 GET,第二次电视直播开始。

055:48:40 GET,洛威尔和海斯在水瓶号中进行拍摄,斯威格特则独自一人留在奥德赛号上,值班航天器通讯员洛斯马向斯威格特转达了爆炸发生前的最后几项要求:为能更好拍摄班尼特彗星,需要对飞船姿态进行调整;切断B电池组的充电;检查高增益天线的配置。

灾难瞬间055:52:58 GET,洛斯马发出了那个几乎是致命的搅拌2号氧气罐的命令:2

055:52:58 GET 洛斯马:“13号,我还有一项任务要给你,等你有空的时候,我们希望你能搅动一下循环气罐。另外,我还有轴偏转(数据)……[通讯暂停](13, we've got one more item for you, when you get a chance. We'd like you to stir up your cryo tanks. In addition, I have shaft and trunnion...[Pause.])”

055:53:06GET 斯威格特:****“好的。(Okay.)”

055:53:07 GET 洛斯马:“……用来观测班尼特彗星的,如果你用得着的话。(...for looking at the Comet Bennett, if you need it.)”

**055:53:12 GET 斯威格特:“**好的,稍等。(Okay. Stand by.)”

就在斯威格特拨开摇晃2号氧气罐按钮的瞬间,电流从经由一根电线流向了氧气罐内部,这根电线外层由特氟龙材质包裹,本来应该有良好的绝缘效果,不幸的是,因为一系列的错误,导致它在火箭升空之前就被损坏了。

阿波罗13号上使用的2号氧气罐曾被安装在阿波罗10号服务舱上进行测试,在1968年10月21日的一次改装过程中,由于一根螺丝脱落,导致氧气罐下落了大约5厘米,但是这次小事故看上去并没有给氧气罐造成太大损坏,因此它又被拆下来,安装在阿波罗13号服务舱上。18个月后的1970年3月21日,在当天的倒计时演练中,2号氧气罐出现故障,排气/填充系统没能正常运作。

最致命的错误发生在11天后,也就是1970年4月1日的例行工作中,当时工作人员为了让内贮的氧气及时挥发掉,便启动了气罐的加热器。按照操作规定,加热时罐内温度不能超过27℃(80℉),然而由于电压错误,罐内的温度传感器发生故障,未能及时切断加热器,导致氧气罐在高温下“烤”了太长时间。

这个故障同氧气罐内部的电路设计有关:阿波罗13号使用的电压为28伏特,而地面设施的使用电压则为65伏特,为了确保飞船上的电子设备不会因为误接而烧坏,美国国家航空航天局要求所有生产厂商在设计时,设备必须能够承受高于正常情况数倍的电压。然而这一重要指示却没能通知到位,厂家提供的氧气罐依旧是按照原有标准设计的。这一错误的直接受害者就是倒霉的2号氧气罐,由于未能及时切断电源,氧气罐在500℃的高温下被烘烤了8个小时之久,罐内电线的特氟龙涂层开始老化、龟裂。

工作人员本来是可以注意到罐内温度指数出错的,然而他们所使用的温度计量程就只有80℉,无法显示更高的温度。在3天后的第二次测试中,同样的错误再次发生,而且依旧没有人留意到那个倒霉 的氧气罐。

在055:53:12 GET斯威格特按下按钮后,2号氧气管内电线的特氟龙绝缘层终于失效,在高压纯氧环境下,裸露的电线很快便产生了火花,最终形成大火,气势汹汹地吞噬掉它能接触到的一切可燃物质。

055:54:53 GET,飞船遥测数据丢失1.8秒,主电压下降,报警系统报警。随后,“碰”的一声,氧气罐在内部高压的冲击下炸裂开来,产生相当于7磅(约3.175千克)TNT炸药引爆时的冲击力。爆炸重创了阿波罗13号服务舱内部,其中一块外侧面板承受的应力最大,高达60,000磅力/平方英寸(约4218.41千克力/平方厘米,合413685.42千帕斯卡),它的每一根固定螺栓都爆裂开来,冲向了无垠的太空。爆炸还造成了严重的气体泄露,形成反推力,让飞船不停地旋转。尽管飞船的RCS(reaction control system,反推力系统)一直都在试图稳定住船身,但却无济于事。

055:55:19 GET,爆炸发生近30秒后,地面再次接受到阿波罗13号宇航员的通讯,洛威尔在这时说出了那句航天史上最著名的话:

**055:55:19 GET 斯威格特:**好的,休斯顿……(Okay, Houston...)

055:55:19GET洛威尔:……休斯顿……(...Houston...)

055:55:20GET**斯威格特:**我想我们这里有麻烦了。[通讯暂停](I believe we've had a problem here.[Pause.]

055:55:28GET******洛斯马:******这里是休斯顿,请再说一遍。(This is Houston. Say again, please.)

055:55:35GET**洛威尔:****休斯顿,我们有麻烦了。**我们的主总线B电压不足。(Houston, we've had a problem. We've had a Main B Bus Undervolt.)

055:55:42GET******洛斯马:**收到,主总线B电压不足。[通讯中断](Roger. Main B Undervolt.[Long pause.])

055:55:58GET**洛斯马:**好的,稍等,13号,我们正在研究。[通讯暂停](Okay, stand by, 13. We're looking at it.[Pause.])

洛威尔提到的主总线是飞船上两条主要供电线路之一,连接着三块燃料电池。阿波罗飞船与当时苏联联盟号飞船的最大区别之一是没有安装太阳能帆板,飞船的整个寿命周期内都必须依靠不可充电的燃料电池供电,这也就意味着燃料电池一旦出现损坏,飞船供电就会成为大问题,阿波罗13号面临情况正是如此。爆炸产生的冲击力严重损坏了服务舱的结构,其中搭载的三块燃料电池有两块当场损坏,这令飞船的电压突然一下降低。更加不幸的是,尽管剩下的2号燃料电池仍在正常工作,但是向它供气的1号氧气罐同样在爆炸中受了损,正不断地向太空泄露氧气。

055:58:25 GET,主总线A电压下降至25.5伏特,主总线B的电压耗尽。海斯花了大约3分钟的时间试图重置1号和3号燃料电池,但失败了。为此他不得不转接了供电——这一步对维系宇航员的生存至关重要,因为包括导航、通讯、卫生系统在内的许多重要功能必须保证供电。同时,由于高增益天线在爆炸中受损,阿波罗13号与地面控制中心的通讯被转接至全方向天线。此时距事故发生已经过去了10分钟。由于爆炸产生的巨大冲击力,加上氧气在持续泄露,阿波罗13号已经严重偏离航线,尽管舱体外的RCS依然在努力调整飞船,但无异于蚍蜉撼树。

056:08:57 GET,洛维尔报告2号氧气罐气压下降到0。

056:09:29 GET,洛维尔通过左侧舷窗上的后视镜发现服务舱有气体外泄,那正是1号氧气罐泄露出去的氧气,他当即向地面控制中心报告了这一情况。地面指挥中心意识到两块被损坏的燃料电池无论如何也无法恢复,便洛维尔将1号和3号燃料电池连同主总线一并离线。此刻宇航员们仍没有意识到故障的原因,怀疑是小行星击中了飞船,为避免水瓶号和奥德赛号之间的连接通道突然断裂,他们将奥德赛号的舱盖合上了。

056:37:38 GET,此时地面控制中心依然没有弄清楚1号氧气管失压的原因,他们让斯威格特尝试打开1号氧气罐的加热器,并启动指令舱内的小型氧气罐。这里需要说明的是,指令舱内有一个被称为“稳压罐”(surge tank)小型氧气罐,原本是再入大气层时维持指令舱内气压用的,但考虑到奥德赛号的主供氧系统已经出现问题,接通稳压罐以保存应急时用的氧气是很有必要的。至于加热1号氧气罐则是因为供氧系统必须在一定压力下才能运作,加热气罐有助于恢复气压,但是效果只是暂时的,因为随着压力的上升,氧气的外泄速度也会加快。

057:16:45 GET,地面控制中心指示将压制包(Repress package)隔离,至此,宇航员们保留了足够的氧气用于重返大气层。但奥德赛号指令舱已处于濒死状态,无法保证宇航员返航时的维生需求。宇航员和地面控制中心都意识到他们必须启动水瓶号登月舱:它位于飞船组合体远离服务舱的一端,在爆炸中并未受损,而且水瓶号搭载了独立的生命维持系统,以及原计划登月时用的水和氧气,可以充当太空救生艇。最关键的是,登月舱底座上有两台强劲的引擎——其中最有用的是降落推进系统(Descent Propulsion System)——鉴于此刻阿波罗13号已严重偏离航线,这些引擎可能是宇航员们调整航线的唯一机会。海斯与洛威尔先后进入了登月舱,开始在地面引导下对登月舱系统紧急启动。

058:00:18 GET,地面控制中心与水瓶号进行了通讯测试。随后洛威尔报告了飞船姿态数据,并请求地面控制中心人员进行核算,好让登月舱导航系统准确无误地运作。与此同时,斯威格特独自一人留在服务舱中,大约半个小时后,地面控制中心要求他切断奥德赛号的电源,节约2号燃料电池中所剩不多的能量。

059:01:53 GET,洛威尔尝试在登月舱中控制飞船高度,而海斯则忙于切断所有不必要的面板以节约电力。与此同时,地面控制中心的工作人员正忙于计算阿波罗13号的飞行轨道,有人提出立刻使航天器掉头并加速返回地球以节省时间。但是,阿波罗13号目前正处于地月转移轨道上,让飞船直接掉头需要一台十分强大的引擎来调整轨道,而且飞船上的主引擎——服务推进系统(SPS)位于服务舱尾部,可能已经在爆炸中损坏,贸然点燃服务推进系统或许会引起二次爆炸,所以,出于安全考虑,地面控制中心决定维持航向,让飞船进入月球轨道,利用弹弓效应变轨,并进入自由返回轨道。

065:52:06 GET,登月舱导航平台完成校准。

第四天072:28:47 GET,查理·杜克绕过值班航天器通讯员,直接与阿波罗13号通讯,并为后者提供导航上的指示。尼尔·阿姆斯特朗与巴兹·奥尔德林也在旁待命。

077:08:08 GET,阿波罗13号在完成一系列校准之后,进入月球背面,与地面指挥中心失去联系。

077:33:50 GET,阿波罗13号与地面指挥中心恢复联系,虽然宇航员们遗憾地没能着陆,但依然以独特的方式留下了自己曾来到月球的证明:他们摄制了当时最清晰的齐奥尔科夫斯基陨石坑照片。半个小时后,布兰德通知阿波罗13号的船员们,他们的助推器S-Ⅳ成功撞月,留在月球上的阿波罗12号测震仪侦测到了火箭撞击时产生的震动,并将数据发回给了地面控制中心。洛威尔揶揄说“这次飞行总算是有一项(任务)达到预期目标了。(Well, at least something worked on this flight.)”,而海斯则说他很庆幸现在撞在月球上的不是登月舱着陆器("I say, I'm sure glad we didn't have a LM impact, too."),S-Ⅳ的撞击对于阿波罗13号而言是一大好消息,因为火箭遥测设备使用的S波段频率恰好与登月舱相同,造成了严重的通讯干扰,S-Ⅳ撞月后,干扰因素便消失了。

079:08:48 GET,洛威尔看见了玛丽琳山——一座他在阿波罗8号任务时以妻子玛丽琳·洛威尔命名的月球山。十分钟后,布兰德转达了地面控制中心允许点火的命令。

079:27:43 GET,阿波罗13号抵达近月点2小时后,水瓶号点燃引擎,飞船开始修正航向,准备再次进入自由返回轨道。

在如此困难的情况下,安全操纵严重受损的航天器返回地球成为了三位宇航员和地面指挥人员所面临的难题。最让指挥人员头痛的问题之一就是登月舱是为两位宇航员生存两天准备的,而三位宇航员需要它提供四天的生存保障。另外,登月舱上用以过滤二氧化碳的氢氧化锂过滤器并不足以坚持四天。尽管指令舱上有备用过滤器,但它们与登月舱上过滤器的接口形状不同。在二氧化碳浓度越来越高的情况下,地面指挥最终设计了一个连接装置,以降低登月舱的二氧化碳浓度。

在航天器逐渐接近大气层时,航空航天局作出了一个特殊的决定:先丢弃服务舱而不是常规状态下先会被丢弃的登月舱,拍摄服务舱的照片以对事故进行调查。当三位宇航员首次看到服务舱外表面时,他们发现原来覆盖氧气罐和燃料电池的面板被炸飞了。

当时地面指挥担心由于在返回途中指令舱里过低的温度导致的水凝结会严重损坏指令舱的电子控制系统,而唯一检测的方式是在重新启动指令舱时。幸运的是,指令舱设备密封足够结实,一切设备都正常运转。三位宇航员被告知不要将尿液及其他液体排入太空而是保留在太空舱内,因为在没有推进器纠正轨道的情况下这样会影响航天器的运行轨道。

尽管事故本身非常不幸,但三位宇航员仍应该感到幸运航天器在去月球途中出现了问题而不是返回途中;否则他们在紧急情况下可调动的资源、设备以及电力都会大大减少。如果服务舱的爆炸发生在环绕月球或者返回地球途中(如果正常登月,登月舱会在登月任务结束后被丢弃),三位宇航员生存的几率会变得很低。

在世界协调时1970年4月17日18:07:41,阿波罗13号返回舱成功溅落于南太平洋中(坐标:南纬21°38′24″,西经165°21′42″),被随后赶到的硫磺岛号两栖攻击舰救援队打捞。三位宇航员最终安全返回了地球,尽管海斯由于饮用水的缺少以及排尿的困难患了尿道感染必须住院。

绝境求生据英国《每日邮报》10日报道,1970年4月13日,美国“阿波罗13号”飞船前往月球途中,服务舱2号液氧箱发生爆炸,导致登月任务立即取消。3名宇航员乘坐受损的飞船九死一生返回了地球。如今,两名仍然在世的“阿波罗13号”宇航员和其他地面控制人员终于获得NASA许可接受了一部纪录片的采访,首次公开披露了他们绝境求生的内幕。

登月之旅前预感不祥

1970年4月11日,“阿波罗13号”载着三名美国宇航员升空,踏上了飞往月球的旅程。飞船上的3名宇航员中,42岁的吉姆·洛威尔是任务指挥官,38岁的杰克·斯威格特是指令舱、服务舱的驾驶员,36岁的弗莱德·海斯是登月舱驾驶员。

在洛威尔执行“阿波罗13号”任务前,他的妻子玛丽莲心中充满了焦虑,因为“13”在西方是个不祥的数字。洛威尔回忆说:“我的妻子对我说:‘为什么偏偏是13号?’我说:‘这是科学任务,我们都是工程师、技术员和科学家,我们不能迷信。”

爆炸初始疑是恶作剧

深夜,当“阿波罗13号”离地球32万公里时,突然飞船外传来一声巨大的爆炸声。地面控制中心不知道飞船出了什么事,过了好一会后,他们才听到洛威尔说了太空史上最著名的一句话:“休斯顿,我们遇到了麻烦。”据洛威尔回忆称,当巨大的爆炸声在飞船内回荡时,他和斯威格特一开始还以为是海斯在搞恶作剧。爆炸声发生后,洛威尔朝窗外瞥了一眼,终于看到飞船后部正迅速渗漏氧气!原来“阿波罗13号”服务舱的2号液氧箱发生爆炸,摧毁了指令舱中的生命支持系统、导航和电力系统,并炸出一个洞!爆炸发生后25分钟,“阿波罗13号”指令舱内的氧气只能再供应15分钟,3名宇航员惟一生还的希望,就是逃进登月舱。

数次与死神擦肩而过

最后,就在指令舱中的氧气含量只剩5分钟可用时,登月舱的功能被激活。NASA最后决定,让“阿波罗13号”飞船继续朝月球飞行,绕月球转一个大圈,飞到月球黑暗的另一面,等飞船再次出现时,再立即启动登月舱发动机,将飞船投掷进返回轨道。最后,飞船以每小时5400英里——两倍子弹的速度飞离月球,驶向地球的方向。

为节省电力,宇航员们做出了一个危险的决定,关掉飞船上的计算机、导航系统和其他电力设备,当加热设备关闭后,登月舱中的温度急剧下降,尽管他们穿上了宇航靴和剩余的内衣裤,但仍然冻得无法入睡。没多久,他们又遇上了另一个致命的危险,登月舱中的小型空气过滤器无法处理3名宇航员排出的大量二氧化碳气体,他们面临中毒身亡的危险。这些宇航员在NASA科学家的指导下,用一些粘性胶带、一块从飞行手册后面撕下的纸板以及从他们太空内衣裤上扯下的一些塑料片,做成了一个帮助空气过滤器更有效工作的粗糙适配器。由于登月舱中的自动导航系统已被关闭,宇航员可说是通过手工导航返回地球的。

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尹维龙 - 副教授 - 哈尔滨工业大学