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惊心动魄!奇迹般的阿波罗13号登月之旅

时间:2023-08-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:而“阿波罗”13号惊心动魄的登月之旅,更是令人难以置信。在进入地球轨道后不久,第三级火箭点火,“阿波罗”13号转移到登月轨道,开始了为期3天的奔月之旅。“阿波罗”13号的登月舱被命名为“宝瓶座”,指令舱被命名为“奥德赛”。斯威格特马上向地面指挥中心发出飞船发生意外故障的紧急报告。麻烦的是,按照设计登月舱的乘员为2人,飞行时间延续2天。

惊心动魄!奇迹般的阿波罗13号登月之旅

在实施“阿波罗”计划过程中,也曾发生过严重事故。“阿波罗”1号的3名宇航员就因座舱意外失火而不幸遇难。而“阿波罗”13号惊心动魄的登月之旅,更是令人难以置信。

“阿波罗”11号成功登月之后,从1969年11月开始到1972年12月,美国又相继发射了“阿波罗”12号、13号、14号、15号、16号、17号登月飞船,其中除“阿波罗”13号因服务舱液氧箱爆炸、宇航员及时采取紧急措施中止登月任务安全返回地面外,其余5次均成功登月,完成了预定登月考察任务。

1967年1月27日,宇航员维尔基尔·格里森、爱德华·怀特和罗杰·查菲在“阿波罗”1号飞船的一次发射模拟演习中,由于座舱意外失火,3名宇航员不幸在大火中遇难身亡。这次任务的名称原本是AS-204,但3位宇航员的遗孀认为航空航天局应该保留“阿波罗”1号的序列名称,希望人们不要忘记在这次事故献身的3位宇航员。

“阿波罗”1号原计划于1967年2月21日发射,并在地球轨道停留14天。据事后分析,可能是一个电火花点燃了“阿波罗”飞船座舱的纯氧。3名宇航员被卡在关闭的舱门后面,无法使用安全系统撤离,因为被导弹拖车挡住了。急救人员试图接近他们,却被舱内滚滚冒出的浓烟阻挡。空军及国家航空航天局收集了所有与火灾有关的资料。这场火灾导致了美国国家航空航天局重新评价“阿波罗”航天器舱内所使用的材料,并对指令舱进行了大规模修改。

西方人对数字“13”向来有一种忌讳,比如楼层电梯不设13层。然而NASA并不迷信这个说法,他们认为登月飞行不是靠运气来实现,而是建立在集体的努力之上才能实现的,是靠宇航员们的艰苦训练和科学家们积极的冒险精神来实现的。当“阿波罗”计划按序列进行到13号时,NASA仍然决定按序列来实施“阿波罗”登月计划,按次序命名把飞船命名为“阿波罗”13号。

1970年4月11日美国东部时间14时13分00秒,“阿波罗”13号从肯尼迪航空中心成功发射。在土星火箭的巨大轰鸣声中,“阿波罗”13号起飞升空。执行本次登月任务的3位宇航员分别是上校詹姆斯·A·洛弗尔、上校约翰·L·斯威格特和上校弗雷德·W·海斯。42岁的詹姆斯·A·洛弗尔是飞行指令长,这名饱经风霜的宇航员曾先后参加过“双子星座”7号、12号以及“阿波罗”8号的飞行任务。斯威格特是指令舱驾驶员,海斯是登月舱驾驶员。其中洛弗尔和海斯是登月宇航员,他们将在月球上一个名为“玛罗兄弟”高原的地方着陆。“玛罗兄弟”位于月球赤道附近,是由一颗巨大陨星撞击形成的环形山盆地。科学家们估计几百万年前陨星与月球最初撞击把月球内层基岩冲击裸露于月球表面。“阿波罗”13号的宇航员将到那里采集基岩标本,供科学家们更多地了解月球的结构。

可是在升空后仅几分钟,火箭出现异常情况,第二级火箭中的一个引擎提早2分多钟熄火。休斯敦地面指挥中心的火箭专家立即向火箭指令系统发出指令,他们让另外4个引擎延长点火时间,以弥补不足的功率。然后再让第三级火箭点火9秒,才使“阿波罗”13号终于正常纳入地球轨道,但比预定时间推迟了44秒钟。

在进入地球轨道后不久,第三级火箭点火,“阿波罗”13号转移到登月轨道,开始了为期3天的奔月之旅。和前几次一样,指令舱驾驶员约翰·L·斯威格特操纵指令舱与服务舱一起与第三级火箭分离。此时登月舱还在第三级火箭内,必须将登月舱置于指令舱的前端,然后将第三级火箭甩掉,再将由服务舱—指令舱—登月舱构成的“阿波罗”13号对准3天后月球到达的位置向前进发。“阿波罗”13号的登月舱被命名为“宝瓶座”,指令舱被命名为“奥德赛”。分离和对接进行得很顺利,与第三级火箭分离后“阿波罗”13号继续它的奔月旅程。

4月13日夜间9点左右,飞船处于进入转向月球轨道的最后阶段,3位宇航员正准备晚间休息,突然间飞船内发出巨大爆响声,警报器铃声大作,警报灯闪烁不断。刚开始的时候,宇航员们以为是登月飞船被陨星击中了。然而驾驶员斯威格特在迅速检查仪表时发现,飞船的电能严重耗损,电压系统读数正在下降,同时耳机里传出主控警报器的声音。斯威格特马上向地面指挥中心发出飞船发生意外故障的紧急报告。

收到“阿波罗”13号飞船宇航员的紧急呼叫,休斯敦飞行控制中心的监控人员大吃一惊。3位宇航员对座舱里进行了检查,很快便查出爆炸破坏了指令舱的2个燃料电池。随后3分钟里又有几个警示灯闪了起来。不一会儿,一号和三号燃料电池都同时停止了工作。看起来这次登月行动只能终止了,因为不可能单靠一个燃料电池来完成登月任务,这使得他们极为失望。

更加糟糕的是,洛弗尔注意到二号氧气箱气压读数为零,并且读数显示一号氧气箱的氧气也正在减少,他向舷窗外望去,发现一股气体正以极快速度排出。洛弗尔意识到这是飞船携带的液氧在泄露,第二个液氧贮箱马上就会空空荡荡,他们的处境十分严峻

氧气在宇宙飞船上最重要的是维持宇航员生命。液氧箱储存的氧气还是燃料电池中的燃料,为飞船提供正常工作所需的一切电能。若无氧气,所有燃料电池将无法工作,就无法向飞船提供所需的电能。现在宇航员们不再为没能成功登月而感到惋惜,他们关心的是怎么才能活着回家

设在休斯敦的飞行控制中心过了一段时间才反应过来:“阿波罗”13号登月飞船上出现了大麻烦。已经没有时间去查找发生问题的原因。飞行控制中心现在必须拿出让宇航员们活着返回地面的方案。

经过一番努力,“阿波罗”13号的机组人员和休斯敦的技术专家终于弄清楚,“奥德赛”发生的爆炸引起二号液氧贮箱破裂和一号液氧贮箱泄漏,还使3个燃料电池中的2个受到损坏。“奥德赛”的动力和生命保障系统都不能再重新恢复;登月舱将被当作宇航员的救生船使用,以挽救机组人员的生命。

麻烦的是,按照设计登月舱的乘员为2人,飞行时间延续2天。现在却要承载3人,飞行延长到4天。情况的严重性难以想象。(www.xing528.com)

这时“阿波罗”13号已经远离地球20万英里(约32.18万千米),飞船轨道虽因爆炸而有所改变,但仍在向着月球飞行,但他们现在已经越过了可以马上终止飞行掉头返航的节点,要首先进入环月轨道并利用月球引力减速,在绕月飞行期间对登月舱着陆引擎进行轨道点火,把“阿波罗”13号推进返回地球的轨道。在以前的几次任务中从来没有这样使用过登月舱引擎。

还有一个大问题就是,登月舱没有配备隔热板,因此决不可能进入地球大气层,只有配置了隔热板的指令舱才能通过大气层安全返回。

为了尽可能减少“奥德赛”的电能消耗,宇航员只开启了座舱灯、无线电以及为重返大气层制导系统配用的加热器等必要设备。

经过一番争论,NASA最终决定采用保留服务舱点火飞行,用4天的时间来返回地面的应急方案。休斯敦飞行控制中心紧急组成的专家小组为“阿波罗”13号制定出一系列储存电能及节氧措施方案,还想出一个办法,饮水可以从宇航员原计划登月使用的生命背包中提取。

为了节电,宇航员从指令舱转移到登月舱。但是登月舱内用于净化飞船内的二氧化碳的备份滤罐和登月舱的设备不匹配。最终工程师们很快有了一套改进滤罐的方案,他们告诉宇航员们利用手边的塑料袋、硬纸板和输送带对滤罐进行改进。后来据“阿波罗”13号机组人员介绍,设备改装得虽然不好看,但确实实用。“如果当时没有人想出这个办法,我们将不可能幸存下来。”为了节省能量,一切设备均以最小功率运行。“奥德赛”内一片漆黑,唯有登月舱保留能耗极低的微弱灯光。飞船内温度几乎接近冰点,宇航员呼出的水汽凝结在舱壁四周和仪表盘上,使飞船内变得寒冷、阴湿。

“阿波罗”13号离月球越来越接近了,机组人员开始为登月舱的所有系统充电,为即将到来的引擎点火做准备。“阿波罗”13号飞行到月球背面的时候,将近半个小时与地面指挥中心失去联系。等到与地面的联系恢复时,“阿波罗”13号已经进入返航轨道。点火的时刻终于来到了。登月舱里,洛弗尔启动点火按钮。点火非常成功,第一道难关终于闯过去了。“阿波罗”13号飞船踏上了返航旅程。

登月舱点火之后,“阿波罗”13号飞船开始奔向地球轨道。然而又出现了新的意外。地面雷达跟踪站的返航轨迹显示“阿波罗”13号飞船受不明外力的作用,使它越来越偏离正确航线,如不及时纠正,宇航员们将永远留在太空。休斯顿飞行控制中心猜测可能是飞船的氧气仍在泄露,这种力量足以使飞船轨迹发生偏航。

4月14日,宇航员们已经感到疲劳不堪,他们自出现险情以来还没真正有过充足睡眠,此时他们开始轮流休息以养精蓄锐,准备返航时保持清醒。然而指令舱内的气温已经接近10℃,而且温度还在继续降低,未来还有接近3天的航程。还有依然有一段漫长的航程在等待他们,3位机组人员没有一个人能安心入睡。

机组人员对解决泄漏问题无可奈何,座舱内二氧化碳密度增加的问题也没有彻底解决。他们利用过滤器拼成一个箱子,并将其接通一条软管来吸收空气中的二氧化碳,以达到过滤座舱内空气的目的。他们终于成功地控制了座舱空气中的二氧化碳。

在修正航线之后,他们开始继续为蓄电池储备足够的电力,以便驱动指令舱重返大气层。登月舱又不得不开始降低动力消耗。指令舱内的温度已降至7℃。4月16日清晨,斯威格特开启“宝瓶座”号电源,开始给“奥德赛”重返大气层时用的蓄电池充电。充电时间持续了15小时。降低登月舱的能耗一直进行得相当顺利,为“奥德赛”的储蓄足够电能提供了保障。

由于一直控制饮用水,海斯患上了肾炎,身体直打哆嗦。因为爆炸破坏了指令舱里的水箱,3位宇航员的饮用水不得不严重缩减,他们3人在过去的2天里一直节约用水,休斯敦担心缺水会影响宇航员在进入大气层时的判断力和反应力。指令舱越来越冷,舷窗和仪表板上开始凝结水珠。温度降低还带来另一个问题:舱内开始不断出现凝集水珠,而水珠很可能造成仪器的电力系统短路,后果将非常严重。为了清除水珠,宇航员们需要不停地去擦拭。还有些仪器在低温环境下甚至有可能失灵。情况变得比先前更加糟糕。不过当看见窗外越来越大的地球,宇航员们还是咬紧牙关。

直到4月17日凌晨5点,这种狼狈不堪的情况才得到改善。经过计算,“阿波罗”13号飞船定于当日中午降落。休斯敦飞行控制中心判定剩余电能足以使登月舱加足功率,因此“宝瓶座”号开始升温驱逐寒气。

最后的关头终于来临。当指令舱进入大气层的时候,指令舱与大气层剧烈摩擦产生的高温使“阿波罗”13号飞船与地面的联系中断,持续了大约3分钟。所以,当扬声器中传出斯威格特的“喂,乔!”声音时,全场人员都高声欢呼起来。

1970年4月17日,美国东部时间13时07分41秒,“阿波罗”13号飞船降落在萨摩亚群岛东南面、距离回收军舰6.5千米的海面上。历尽千难万险,“阿波罗”13号飞船终于回家!

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