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阿波罗13号事故发生,从陷入绝境到因祸得福,究竟经历了什么?还不过瘾?看看上文:

作者:科学史评话吴京平
阿波罗13号事故发生,从陷入绝境到因祸得福,究竟经历了什么?还不过瘾?看看上文:

本文是《太空史》第44期的系列文章。

作者:吴京平

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上面的文件说,阿波罗13号服务舱突然爆炸。船舶服务舱内有两个氢气罐,呈胶囊状,氧气罐比球形氢气罐小得多,但氢气罐中只有13公斤液氢,而氧气罐则含有148公斤液氧,密度较差。

爆炸导致氧气罐的指数突然下降,估计已经剩下很少了。它还导致燃料电池被炸毁。燃料电池不仅提供14千瓦的电力,还提供清洁水。水不仅供宇航员饮用,还用于冷却仪器。此时,三个人处于绝境。

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蓝色是氢气罐,红色是氧气罐,绿色是燃料电池

幸运的是,以前登月艇被设计成救生艇。如果没有提前准备。他们三个肯定不会再回来了。在地面工程师的调度下,三个人挤进了宝瓶落地舱。两个人的地方塞满了三个人,一定很拥挤。

登月舱的氧气其实相当多,因为登月舱要考虑到人类的进出活动,可以完成一些减压和再加压的过程。但水已经成为一个大问题。因为登月舱为了减轻重量,用水都是可可。没有燃料电池来生产水,所以水是一个大问题。三个人的饮水量减少到原来的20%,一个个个口干,但没办法,只能这样忍耐。不喝水会导致身体排尿减少,就不能带走体内聚集的废物,会伤害肾脏。当时,宇航员海耶斯每次小便都有一种灼烧感,居然得了肾炎。但是在太空中你无能为力,你只需要度过难关。

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洛弗尔试图在冰冷的登月舱里休息一下,但他没有穿得很厚

登月舱的温度也非常低,只有3.3摄氏度,受到冰冻温度的限制。他们不能用电来保暖,登月舱是电池,不是燃料电池,总能量是固定数字,少一点。可以保存的内容将被保存,可以关闭的所有内容都将关闭。食物是冷冻硬态,想解冻也无法解开,只能这样一起冷吃。幸运的是,宇航员普遍身体健康,这个困难是可以克服的。但有些事情不能成为他们的强项。例如,二氧化碳浓度正在上升,如果问题得不到解决,它们很快就会迷失方向。在登月舱中呆了一天半后,二氧化碳水平已经太高了,无法承受。

氢氧化锂在船上用于吸收二氧化碳气体,氢氧化锂与二氧化碳之间的化学反应产生碳酸锂和水。一克无水氢氧化锂吸收450立方厘米的二氧化碳,这仍然相当强大。正如您可能在高中化学课上所知道的那样,二氧化碳与石灰水反应产生碳酸钙。和烧碱也可以反应产生碳酸钠。但这两种化学物质都太重了。航天器专注于战斗以减少1克。氢氧化钠的比例为2.13,氢氧化锂的比例为1.46。因此,航天器的首选是氢氧化锂。

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电影阿波罗13号展示了方形和圆形过滤罐,它们彼此并不通用

可以合理地说,指挥舱还应该有氢氧化锂吸收剂,拿它不做完。但是,指挥舱"奥德赛"中使用的吸收器的界面与登月舱中使用的吸收器接口不一致,并且不会上升。登月舱是氢氧化锂过滤罐是圆形的,指令舱氢氧化锂过滤罐是方形的,拿过来没用,插上啊!

如果你不说出来,官僚们就会杀人。臀部后面的指挥舱和服务舱由北美公司制造。但登月舱是由格鲁曼公司制造的,它根本不是一个家庭,中央协调的NASA也没有想到这一点。结果是链条在关键时刻开始下降。

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工程师们正在讨论如何解决滤池不匹配的问题

我们该怎么办?地面上的工程师也不吃干粮。他们找到了船上可用的东西,并立即开始组装,看看他们是否可以自己制作一个过渡界面。他们只有塑料袋,飞行手册,胶带等等。不要说,磁带对老年人和年轻人来说基本上都是一件令人愉快的事情。不仅可用于密封快递箱,特殊的布基胶带还可用于粘附飞机皮肤。即使在家里,它到处都用,用这个东西,基本上不用担心。此外,用于登陆月球的宇航服没有使用,那些塑料管可以取下。

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这种自制的"悬挂"作品

指挥室中使用的过滤罐是方形的。一端是进气口,这个不在乎。另一端是通风口。先撕掉飞行手册的盖子,它皮肤硬。使用这种坚硬的纸塞在出风口上建造一个拱形棚子。然后从宇航服中拉出一根管子,将其插入拱形屋顶的侧面。放入塑料袋中,保持出口侧不漏气,取胶布上下绕几圈。用管子将滤罐装到圆形,界面处盖上塑料袋,然后用几层胶水包裹,以保持漏气。这就形成了一个外部过滤罐。

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地面人员用无线电指挥宇航员在太空中抓药,按照这种方法自己做外部过滤,捡起来试,效果好,二氧化碳浓度降到正常水平。这是一个通行证。

下一个级别是导航计算机的问题。登月舱中的计算机与命令模块完全不同,它们将数据传递过来,尽管指挥舱中的功率非常有价值,以至于它仍然可用。现在三个人已经搬到了登月舱,重心发生了变化,一些数据必须重新计算。这一步在太空中无法做到,只能由地面上的人来计算,然后告诉宇航员,他们手动进入了登月舱计算机。

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这一次,你需要利用月球的引力来完成一个180度的转弯,踏上回家的旅程。此过程需要打开发动机以调整船舶的状态。发动机启动时间要恰到好处,不能早晚,不能长不能短,如果是快,抛错角度,不瞄准大地,那就麻烦了,不知道会扔到哪里去。幸运的是,他们通过了这个级别,没有任何危险。

在绕过月球的同时,洛弗尔低头看着月亮,最后一次他回来了。这一次,它应该下降,将登月舱引导到月球表面。可惜的是,服务舱爆炸了,只能把登月舱当救生艇啊。两个新人也颇为令人大开眼界,但可惜,来了,只是下不去。月亮相当美丽,多拍几张照片,这样可以作为纪念品保存下来。现在回家远比去月球重要得多,毕竟地球才是真正不可替代的家啊。

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阿波罗13号宇航员拍摄的月球照片

绕过月球后,飞船开始向地球方向飞行。导航由宇航员自己手动处理。幸运的是,宇航员以前已经接受过训练,地面命令三个人以太阳为参考进行计算。导航望远镜坏了,不能使用。地球的位置只能用肉眼观察。让窗户瞄准地球的方向,地球恰好出现在窗户规定的位置,大致即使它是对齐的。

这就是为什么我在太空中呆了六天。这段时间真是可悲,这不是一般人能忍受的,他们又冷又饿,只能喝这么少的水。有很多事情要处理,生命岌岌可危,精神压力很大。海耶斯比其他两个人更不幸,他患有肾炎,并且发烧。到4月17日,它们已经接近地球,即将返回地球大气层。只有指挥舱奥德赛能承受返回大气层的热量,登月舱也无法承受。因此,他们只能从登月舱返回指挥舱,首先要打开所有的仪器。

指挥模块有自己的备用氧气罐。这种氧气不会持续很长时间才能返回地球,也不够。登月舱的动力也应尽可能地调动到指挥舱。需要明确的是,把登月舱作为充电宝。登月舱本来不会被用作充电宝,只能回收20~30%,收集一点点。最后,登月舱被遗弃了。然而,这一次,情况非常特殊,以至于地面控制人员要求他们扔掉臀部后面的服务舱,并尝试查看服务舱以了解发生了什么。

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服务舱的舱壁被炸毁

当服务模块被扔掉时,服务模块飘过指挥舱的窗口,大家赶紧拍下服务模块的照片,这是他们第一次看到服务模块里发生的事情,他们惊讶地发现整个面板上的燃料电池和氧气罐都被炸毁了, 高增益天线也被炸毁了,这些天他们一直依靠备用天线和地面接触,损坏非常严重。他们必须离开图像并返回并进行事故分析。

终于轮到他们放弃了登月舱,他们从登月舱里拿了点东西作为纪念品,三人回到了指挥舱。现在扔掉登月舱。三个人还是有一点爱,毕竟这个登月舱救了他们三个人的生命啊。地面控制人员也有点恋爱,他深情地对登月舱说:"再见,瓶子,谢谢。没办法,再也不用把宝座丢到月球模块上,最后瓶子还是进入地球大气层烧毁。这是在地球大气层中燃烧的罕见登月舱之一。

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被遗弃的"瓶救生艇"

然后是奥德赛的重新进入。当返回时,航天器与大气摩擦,烧蚀材料继续带走热量,这一过程会产生黑色屏障。也就是说,等离子体完全吞噬了无线电波,航天器和地面通信中断了。在阿波罗13号上部分重新进入大气层的黑色屏障特别长,因为航天器更轻,他们应该从月球带回一些岩石,这次没有着陆或皮带。绝缘层会烧掉这么久吗?NASA工程师的心里没有底,每个人的心都在喉咙里。他们一遍又一遍地叫奥德赛,但奥德赛没有回应,只有金沙目前的噪音。

每个人的耐心一点一点地消失,恐惧一点一点地积累起来。直到三名宇航员从奥德赛传来的最后一声。大家压抑的情绪突然爆发,控制厅响起了一阵掌声。他们最终将不可能变成了一种可能性。阿波罗13号在太空中度过了144个小时,现在终于回家了。

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该舰正好降落在预定的南太平洋,硫磺岛两栖攻击舰就在附近等候。立即派出直升机打捞它。三人都被捞了出来,三人减掉了14.3公斤。这些天他们不能喝几口水,他们不能吃得好。奇怪的是,你不减肥。海耶斯也有肾炎,必须立即治疗。阿波罗11号和12号宇航员必须经过严格的检疫程序,阿波罗13号不必这样做,他们根本没有接触月球上的任何东西。

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他们在船上睡了一整夜,然后第二天去了萨摩亚,然后去了夏威夷,尼克松总统在檀香山等着他们纪念他们。他们的家人和孩子也在这里。他们没有登上月球,这次任务是失败的,但这是美国宇航局历史上最成功的失败,他们活着回来了。甚至苏联宇航员也发来电报祝他们一切顺利。美国和苏联之间的竞争仍然非常激烈。

这还没有结束。NASA还需要弄清楚到底出了什么问题,以及为什么爆炸。追逐并找出起源。北美公司是服务舱的制造商。他们订购了一批液态氧罐。最初装载到阿波罗13号上的液氧罐实际上是装载在阿波罗10号上的。罐子在发生事故时被移除进行维修,并从6厘米的高度坠落。你可能会认为这个6厘米是一个屁。美国宇航局的工程师们不会掉以轻心。更换了阿波罗10号的坦克,拿这个凸起的罐子进行测试,没有发现任何损坏,并继续使用阿波罗13号。但当时没有人知道罐子里的线断了,其中一根电线的塑料皮断了一个嘴。

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阿波罗13号氧气罐的结构

事实上,在装载到阿波罗13号之前,经过测试,发现罐无法完全排出液氧。通过用气态氧填充,液氧可以被挤出并可以干净地挤压。但是这个罐子不起作用。测试小组决定使用加热来清空氧气罐。罐子有一个加热装置。液氧的温度是-183度,如果要加热它,就足以添加到零度。有一个温度开关自动控制加热温度,温度过高而不能断电。电压为28V的测试小组发现,罐中的液氧尚未完全排出。将电压增加到65V,这次是从罐中平稳地排出液氧。但他们没想到的是,温度开关被大电流烧毁,永远停止在打开状态,再也无法关闭。

结果,该罐与阿波罗13号一起进入太空,管上温度计的上限为26.6摄氏度。美国人喜欢使用华氏度,或80华氏度。即使它坏了,你也看不到它。电流始终导通,液氧的温度被加热到500度,这根本不会停止。

进入太空后,罐中的液氧失重,凝结成罐中的漂移。这种不均匀的状态很难测量,地面要准确测量氧气罐内的情况,最好将氧气罐内的液氧均匀混合,摊开。所以罐子里有一个小风扇,Swiggett按照地面的指示打开这个小风扇搅拌,电线上出现了一个非常小的火花,一般来说,这个火花什么都不是,电线的塑料皮是用特氟龙制成的,也就是特氟龙塑料,被称为塑料之王, 那真是禁止拉扯扯,耐酸碱,不怕冷不怕热,否则怎么能不把锅贴这个东西。但是在纯氧环境中,温度很高,罐体被加热到500度,液氧是那么诚实的事情吗?铁丝皮马上就着火了。结果,罐子爆炸了。阿波罗13号事故的主要原因是这次爆炸。

但你无法想象的是,爆炸是蓟花中的祝福。因为还有另外一个隐患,如果这个隐患在登月中发动袭击,那么他们三个人都会算账。幸运的是,如果没有登月的过程和步骤,到底发生了什么?下次再来谈谈吧。

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