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航天史最惊险逃生,阿波罗13号太空爆炸,宇航员用4天逃回地球阿波罗13号登月计划

作者:胖福的小木屋

在所有的太空事故中,只有一次被称为"成功失败",那就是阿波罗13号爆炸,虽然登陆月球的计划失败了,但三位宇航员在上千名太空工作者的共同努力下,经过各种危险的改变,最终成功返回地面,这次救援行动让人类知道, 可以创造什么样的奇迹。

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阿波罗11号和阿波罗12号成功着陆后,美国于1970年发射了阿波罗13号,指挥舱位于阿波罗系列的前端,是航天器的控制中心,也是宇航员的生活空间。然后是服务模块,它有一个火箭发动机主机,充当航天器的行进动力,提供从近地轨道到地月转移轨道的推力,然后从月球。同时,还有一套高增益天线,以增强通信能力。

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阿波罗服务舱还包含一个动力系统,阿波罗飞船使用一个复杂的电池组和三个大型燃料电池为其所有设备供电,燃料电池在飞行阶段承担大部分电力供应。

该燃料电池的工作原理是氢气和氧气发生反应,产生1.4kW的30V直流电,并在此过程中产生少量的水。结果,在阿波罗飞船的服务舱中安装了两个大型液氢罐(每个罐装13公斤液氢)和两个液氧罐(每个148公斤液氧)。

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产生的电力将用于为航天器的主要系统提供动力,而产生的水将用于冷却航天器的系统,以及日常饮用,卫生使用和其他用途,例如在脱水食品中加水。携带氢气和氧气的最简单方法是将它们保持在液体状态

最后,由两部分组成的登月舱负责登陆月球,而上升部分则离开月球部分。登月舱在宇航员登月期间自主飞行,因此具有独立的电源,供氧设备和可以提供动力的发动机。登月舱的下降将留在月球上,登月舱的上升将被点燃,将宇航员送回月球轨道,与指挥舱,服务模块对接,返回地球。

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阿波罗13号载有三名宇航员:吉姆·洛厄尔,杰克·斯威格特和弗雷德·海耶斯。在阿波罗13号的第三天,地面指挥中心下达命令宇航员杰克·斯威格特能够搅拌液氧罐。液态冷冻液体,如液氧,往往在微重力下"分层",这意味着在没有重力的情况下,它们往往会形成不同的层并在其空间周围扩散。

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当这个空间只是液氧罐的内部空间时,这种分层效应使得很难测量液氧罐内的液体量,因此需要搅拌以确保氧气均匀分布,但是按下按钮的那一刻,服务舱中的第二个液氧罐爆炸了。

严重故障导致指挥中心决定取消登月任务,阿波罗13号飞船具有唯一直接转动功能的服役推进系统位于服务舱的尾部,服务舱损坏情况不明,点燃了推进系统,可能引发再次爆炸。

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地勤人员制定了最佳逃生路线

最后,地面控制者计划利用月球的引力返回,绕过月球背面,将阿波罗飞船送回轨道。洛厄尔和海耶斯进入登月舱,开始与留在指挥舱中的斯威格特一起进行救援和救援工作。他们首先将服务模块中剩余的氧气导入指挥舱,然后将电源切换到登月舱中的电池。

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为了在登月舱中尽可能多地节省电力,宇航员关闭了一些非必要的设备,使航天器进入"超级节能模式",将功耗降低到正常水平的一个半。除了飞船上需要"喝水"的三名宇航员外,还有用于各种电子设备的水冷装置。为了尽可能多地节约用水,宇航员每天只喝正常水的五分之一。

在地面上,来自NASA和航天器承包商的ENGINEER每天都在工作。发送给宇航员的每条指令都要求工程师反复设计并在模拟器上进行测试。确定最佳退货路线。由于时代的原因,宇航员使用原理类似于六角计的望远镜来寻找导航的恒星,飞行控制计算机将帮助宇航员为航天器找出正确的方向。然而,爆炸导致导航望远镜失去了一些功能,宇航员们终于通过测量太阳的方向找到了回家的路。

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当飞船距离月球仅218公里时,洛厄尔将登月舱的着陆引擎发射到月球轨道上。在飞船绕月飞行2个1小时后,海耶斯激活了登月舱的上升引擎,将飞船带回地球。

由于登月舱的功率有限,为了保证返回地球,宇航员做出了一个危险的决定,关闭了飞船的计算机、导航系统等电气设备,使飞船的电流消耗降低到12安培----相当于家用搅拌机使用的功率。当暖气关闭时,登月舱的温度急剧下降,尽管他们穿着太空靴和剩余的内衣,但他们仍然太冷而无法入睡。

正因为如此,登月舱中的小空气滤清器无法处理三名宇航员排放的大量二氧化碳气体,他们有中毒的危险,在NASA科学家的指导下,他们用了一些胶带,一块从飞行手册后面撕下来的纸板,以及从太空内衣中拉出的一些塑料片,做成粗糙的适配器,帮助空气过滤器工作效率更高,登月舱中的空气终于从毒性中恢复到清洁状态。

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宇航员临时组装的共氧化物过滤器,

他们花了四天时间才最终返回地球,三名宇航员因脱水共减掉了31.5磅,海斯特因缺水引起的呼吸困难住院。

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回到地球后,科学家们开始寻找事故原因,最终发现事故原因其实是一个液氧罐,一个二手液氧罐,原本是为安装在阿波罗10号上而建造的,于1969年发射。但就在阿波罗10号发射前夕,液氧罐被拆解进行维护和改造,在此过程中发生了一次坠落事件,一个接一个,罐子从6厘米的高度坠落。

也正是因为这次坠落,液氧舱中的一根电线被损坏,但检查员没有找到,于是NASA将二手液氧罐分配到阿波罗13号服务舱继续使用。

技术人员在下水前,再次对各部件进行了严格的检查,在其中一次检查中,液氧罐发出的液氧不能正常排出液氧(原理是将气态氧罐装满,液氧全部挤出,但由于线路损坏,无法完全排出)。然而,技术人员没有放弃液氧罐,而是决定修复它。

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最终的测试团队决定通过加热来排出液氧罐。但他们在这一点上犯了一个严重的错误:液氧罐本身配备了一个加热装置,旨在帮助氧气通过适当的加热流过管道系统。

根据设计,加热装置应由航天器的28V直流电源系统供电,但测试组将其连接到65V接地线长达8小时,随着电压的增加,功率以平方数增加,因此电压从28V增加到65V,实际上,通过导线的电流增加了5.38倍。

结果,加热器开关被烧毁,液氧罐内的温度超过规定的20倍,因此液氧罐绝缘被破坏,效果丧失。

结果,每次宇航员开始搅拌液氧罐的叶片时,电流都会通过损坏的管路,而没有绝缘的保护,最终导致爆炸。科学家并不认为事故实际上是由二手液氧罐引起的。

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事件发生后,科学家们重建了为阿波罗14号设计的液氧罐,三名本可以登陆月球的宇航员因为这样一个小小的遗漏而失去了机会,他们再也没有回到月球,斯威格特于1982年死于癌症,洛厄尔和海耶斯还活着。这或许是他们一生的遗憾。

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