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阿波罗13号在32万公里外剧烈爆炸,航天员奇迹生还,这能造假吗?

作者:人马座A

1970年4月11日,三名宇航员进入土星五号火箭顶部的阿波罗13号宇宙飞船,进行第三次载人登月任务。13 这个数字在西方并不算太幸运,但考虑到阿波罗11号和12号都成功登陆月球,人们认为这次应该没有问题。

有人指出,阿波罗13号是在休斯敦时间13:13发射的,将于4月13日进入月球的引力范围,这更加不吉利。但该航天器于14:13从肯尼迪航天中心发射升空。

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阿波罗13号发射升空

阿波罗13号的指挥官是吉姆·洛厄尔,指挥舱和登月舱的飞行员分别是杰克·斯威格特和弗雷德·海耶斯。美国东部时间14:13,总高度超过110米的巨型火箭土星五号点燃,发出巨大的轰鸣声,并向天空发出长长的火焰。土星五号是如此可靠,以至于没有一次发射失败,但这次出了点问题:

火箭的第二级有五台J-2发动机,而中央的一台发动机提前关闭,迫使另外四台发动机燃烧更长时间。第三阶段的歼-2发动机也延长了其工作时间,成功地将阿波罗13号送入地球轨道轨道。在停泊轨道上又跑了一圈半后,第三级发动机再次启动,飞船正式飞向月球。

阿波罗飞船采用三舱结构,登月舱位于发射底部,其次是服务舱和指挥舱。进入地月转移轨道后,指挥/服务舱也将与登月舱分离,转过身来,然后重新对接,形成正确的组合。在随后的几十个小时里,它似乎进展顺利,航天器距离地球超过32万公里,计划降落在月球表面的Fra-Mauro高地。

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阿波罗飞船的三舱结构

然而,地面控制者和宇航员不知道的是,飞船上有一枚即将成为致命事故的"定时炸弹":指挥/服务模块使用三个大型氢燃料电池为设备提供动力,所需的氢气和氧气储存在液态氢罐和液氧罐中, 分别。服务舱内有两个液氧罐,每个罐内含148公斤液氧,其中"定时炸弹"是2号液氧罐。

在土星五号发射前的一次演习之后,机组人员被要求清空2号液氧罐,他们用它来将罐中的加热器加热65V。但液氧罐中的电路最初设计为温度为28V。加热开始后,罐内的温度控制开关被烧成熔化,在八小时的加热过程中,罐内温度一度超过500°C。电线的绝缘层被烧毁并断裂。

然而,当时没有人知道这件事。发射后,宇航员反复打开2个液氧罐搅拌风扇,确保液氧分布均匀。除了第一次出现液氧储备显示不正确的问题外,第二次和第三次是正常的。在发射后的55小时53分58秒内,地面控制器要求再次打开搅拌风扇,22秒后,风扇被激活。

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阿波罗飞船的指挥/服务模块

这次操作造成了灾难,由于绝缘破损,风扇和罐体加热装置之间有电火花,在氧气环境中,绝缘被点燃,引发爆炸。在一次震耳欲聋的爆炸之后,B路电力总线上出现了低压警报,Swiggett向地面报告:"我们遇到了麻烦。在地勤人员的询问下,洛厄尔指挥官再次确认:"我们遇到了麻烦!""

这一次是一个真正的问题:2号液氧罐的爆炸不仅自爆,还损坏了离它不远的1号液氧罐,三个燃料电池中的两个都损坏了。指挥舱里的宇航员一开始并不知道出了什么问题,直到爆炸发生13分钟后,洛厄尔向窗外望去,看到了恐怖:

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"我们麻烦了!"(电影场景)

"我们正在向太空中洒下什么东西!"毫无疑问,这些东西是氧气。地勤人员还通过望远镜在服务模块中发现了异常。爆炸的影响也使船脱轨。起初,宇航员们只是感到沮丧:登月任务很可能已经死亡。但很快,他们发现不是登月,而是自己的生命:现在连自己能不能活着回到地球,都不得而知!

液氧罐中的氧气不仅用于燃料电池发电,还用于宇航员的呼吸,饮用水也来自发电后形成的水,以及保持温暖的电力。现在2号液氧罐基本空了,1号液氧罐也在迅速失氧,唯一剩下的燃料电池电压也在下降,装有电池的指挥舱就会耗尽。如果宇航员留在指挥舱内,他们将面临没有氧气、没有水、没有电的情况,是死胡同。

至关重要的是,船舶的主发动机安装在服务模块上,并且需要为主发动机提供动力才能启动。现在服务模块已经爆炸,几乎不可能使用主机轨道返回地球。这时,地面控制中心和宇航员都想到了救命稻草:登月舱。

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登月舱(左)和损坏的服务舱(右)

凭借2,181安培的电池,登月舱可以满足45小时登月任务的需求,并且还携带氧气,计算出为三名宇航员提供90小时的呼吸。为了登陆月球并返回,登月舱还配备了下降发动机和升级发动机,可用于航天器的再轨道运行。

别无选择,在58小时40分钟时,登月舱被激活,指挥/服务舱关闭。但是,此时不能放弃指挥舱,因为它只能重新进入大气层并返回地面。此时,三名宇航员都已进入登月舱,爆炸发生五小时后,登月舱下降发动机进行了第一次工作,历时34.23秒,航天器从月球进入轨道,进入地球自由返回轨道。

地球月球的自由返回轨道是一个8个字符的轨道,绕过月球的背面,巧妙地利用月球的引力,并允许它返回地球,没有额外的推进力,中间只有微小的修改。结果,宇航员的命运似乎发生了变化:他们没有被留在寒冷、孤独的外太空,而是重新获得了返回地球的希望。

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地球月球自由返回轨道

但到目前为止,这只是希望,虽然登月舱可以提供回家的推力,但三名宇航员需要在里面停留80多个小时,这么长时间才能呼吸,喝水,也不会冻死,这些东西在地球上很容易相遇,距离地球数十万公里的阿波罗13号, 已经成为一个生死攸关的问题。

虽然登月舱中的氧气充足,但人们在呼吸时会继续排泄二氧化碳,如果二氧化碳浓度过高,会导致中毒、昏迷甚至死亡。氢氧化锂过滤罐用于去除二氧化碳,而登月舱没有足够的过滤罐,因此宇航员从指挥舱中取出了过滤罐。

这时,他们惊讶地发现,两个滤清罐的尺寸不同!登月舱由格鲁曼公司开发,滤芯和相应的安装开口都是圆形的,而北美航空设计的指挥舱则配备了一个方形滤芯,带有"驴唇不是马嘴"的问题。

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两种尺寸的滤罐

随着时间的推移,登月舱中的氧气浓度增加,情况非常危急。地勤人员用袜子、胶带等能想到的东西来做测试,终于给出了一个解决方案:

用纸板盖住方形过滤罐的背面,做一个用于气体循环的拱形,然后放上塑料袋,张开嘴并用胶带连接到宇航服的呼气软管上,软管的另一端用胶带连接到登月舱的圆形过滤罐的入口处。这样一套手工制作的"复杂"应急设备,其实解决了二氧化碳浓度高的问题,而且效果不错!

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纸板和胶带解决问题

呼吸问题解决了,但饮水问题就没那么容易了。由于无法用燃料电池取水,宇航员进入登月舱时只有微不足道的12.8公斤水。其中一些水也用于冷却电子设备,因此可以饮用的水较少。

为了节水,也为了省电,月球模块非必要的电器已经关闭,包括绝缘系统。能耗降低到原来的五分之一,冷却水消耗量也降低。而宇航员为了节约用水也力求节食,每天的食物摄入量也降到了正常水平的五分之一,最后大家都严重脱水,一个人减掉了14公斤以上的体重。

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宇航员在阿波罗13号上

在失去绝缘系统的情况下,机舱温度下降到3.3度,宇航员被冻死瑟曦发抖,能坚持几天并不容易。但节省的电力能够为指挥舱电池充电,这是它们重新进入大气层并返回地球的关键。最终,当登月舱被遗弃时,只剩下20%的电力。

所有这些困难都是可以克服的,但如果下一次操作不成功,航天器将错过地球或在大气中燃烧。在航天器绕过月球背面后,它需要向正确的方向点燃约4 1/2分钟才能纠正其航向,但找到这个方向是一个挑战。

通常导航使用星光,即寻找导航星,根据其方向可以校准航天器的方向。但在爆炸发生后,服务舱释放了大量的碎片,在航天器周围飞行,反射阳光,阻止导航望远镜瞄准真正的恒星。

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损坏的维修舱产生大量碎屑

美国宇航局提出了一种简单粗略的方法:将导航望远镜对准太阳,尽管太阳直径很大,但会产生一些误差,但不会受到碎片的干扰。洛厄尔根据太阳的方向手动计算,完成导航,发动机点火263.82秒,基本达到了方向校正效果,但仍存在一定的速度误差。

为了弥补这些错误,阿波罗13号之后又进行了两次修改,发动机分别点火了14秒和21.5秒。有消息称,由于电脑被关闭以节省电力,因此计时是用宇航员佩戴的手表完成的。无论这一说法的真实性如何,这两项修正案的效果都非常好。

在进入大气层还剩下大约2小时40分钟的情况下,服务模块最终被废弃。宇航员第一次有机会看到服务舱的状况:一块大面板被完全吹掉,上面覆盖着疮,严重受损。

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充满疮疤的服务舱

在重新进入大气层前一小时10分钟,陪伴宇航员数天的"诺亚方舟"与指挥舱分离。宇航员已经进入指挥舱准备着陆,登月舱此时已不再有用。它在这项任务中做得很好,我相信它在宇航员心目中占有特殊的地位。

发射142小时40分45秒后,爆炸发生四天后,在太空中共飞行了6天的阿波罗13号,在经历了惊心动魄的热障后,终于以每秒约11公里的速度返回大气层,于4月17日格林尼治标准时间18:07溅入太平洋, 距离预定位置仅1海里,宇航员后来被硫磺岛号航空母舰救起。

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阿波罗13号指挥舱在太平洋飞溅

阿波罗13号被称为"成功的失败",是载人航天史上的重要组成部分。全世界都密切关注着他遇险的消息。这一事件的原因和过程,将对未来的月球飞船以及其他载人航天任务具有很好的参考意义,并产生深远的影响。而三名宇航员在如此危险的境地,在危险中,出色地完成了关键操作,最终自助成功。他们强烈的心理素质也令人钦佩。

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三名幸存下来的宇航员

那么问题来了:很多人质疑整个阿波罗登月计划是不是假的,并给出了很多理由,但阿波罗13号事件能被伪造吗?还是有必要伪造这个?

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