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登月史上最不可思议的阿波罗13号,爆炸的飞船如何成功返回地球?

作者:脑洞乌托邦

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当谈到载人登月任务时,据信大多数人首先想到的是阿波罗11号和阿姆斯特朗,这是第一个登陆月球的人。但事实上,在太空探索的过程中,有无数不怕死、敢于付出的宇航员,其中不乏不为公众所知。如果你问我世界上是否有奇迹,阿波罗13号登月任务绝对是人类历史上最奇妙的太空冒险之一。今天让我们来谈谈他们的故事。

登月史上最不可思议的阿波罗13号,爆炸的飞船如何成功返回地球?

许多人认为阿波罗13号登月计划从一开始就是一项被诅咒的任务。13,在我们眼中,是一个不能再常见的数字了。但在许多西方人眼中,13象征着灾难的到来。在《最後的晚餐》中,背叛耶穌基督的猶大是第13個坐在餐桌旁的人。人们在13日旅行是禁忌。在某些飞机上,您甚至找不到13行。在电梯中,人们使用12A而不是13楼。

阿波罗13号于1970年4月11日13:13发射升空。这是严格根据物理学和航空航天动力学计算的最佳发射时间,但不得不说,13:13为任务增添了迷信的色彩。最初的三名宇航员是詹姆斯指挥官。洛厄尔,指挥舱飞行员Ken Mattily和登月舱飞行员Fred。海斯。但就在任务前几天,Ken Mattily得知他可能意外接触了德国麻疹。如果任务期间麻疹症状的后果难以想象,NASA将不得不选择临时替代品。最终被安置的三名宇航员是詹姆斯。洛厄尔、杰克·斯威格特和弗雷德。海耶斯,他们将在太空中停留10天。

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阿波罗13号宇宙飞船分为三个主要部分:水瓶座,它将把两名宇航员带到月球表面。奥德赛,宇航员大部分时间都在这里度过。最后,还有巨大的服务模块,携带大量的燃料,氧气和必需品。当它进入月球轨道时,登月舱与指挥舱和服务舱分离,之后两名宇航员降落在月球上,另一名宇航员留在指挥舱中。在此期间,指挥舱和服务舱将继续绕月飞行。任务完成后,登月舱再次起飞,与指挥舱和月球轨道上的服务舱重新集成,最后返回地球。整个过程需要非常精确的计算,没有错误。

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作为美国第三次登月任务,阿波罗13号发射升空,一切都开始正常工作。虽然第二级火箭发动机在发射过程中异常,提前约两分钟失速,但足够的冗余设计保证了航天器的正常飞行。

发射后四十六小时,地面控制人员打趣道:"这艘船的状况非常好,我们无聊得哭了。发射五十六小时后,三名宇航员还进行了电视直播,向地面上的人们展示太空生活。杰克·斯威格特(Jack Swiggett)在镜头前展示了如何在失重状态下移动他的身体。4月13日20点58分,指挥官詹姆斯·B·洛厄尔(James B. Lowell)向大家道晚安。当时没有人想到,在广播结束九分钟后,灾难就降临了。

太空冒险

1970年4月13日21时07分,地面指挥中心通知指挥舱飞行员,斯威格特搅拌了服务舱内的氧气罐。这是一项常规操作,以便读取更准确的气压数据。斯威格特来到维修舱,打开了低温罐的风扇,不到三秒钟,船尾传来一声巨响。

地勤人员都走了。过了一会儿,斯威格特向指挥中心报告,"嘿,休斯顿,我们在这里遇到了麻烦。"

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休斯顿是美国宇航局太空地面指挥中心的所在地。工作人员简直不敢相信自己的耳朵,说:"这是休斯顿,请再说一遍。此时,该航班的指挥官詹姆斯·B·洛厄尔(James B. Lowell)说出了太空史上最著名的一句话,后来被借用到无数电视剧中。

此时,地面指挥中心仍在试图弄清楚故障发生的确切位置。飞船的系统开始熄火,三个燃料电池中的两个坏了。从液氧罐的量和压力来看,一个液氧罐完全空,另一个快速放气。爆炸发生十四分钟后,詹姆斯·B·洛厄尔(James B. Lowell)瞥了一眼窗外,发现飞船正在向外太空泄漏一些气体。他们的心咯咯地笑了起来。原来是阿波罗13号服务舱的2个液氧罐爆炸,也造成了1个液氧罐泄漏。服务舱的外壳也被吹开了一个大洞。

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维修舱中的氧气以液体形式储存在超低温下,除了提供氧气外,还用于为燃料电池提供动力。氢气和氧气在燃料电池中混合,产生电和水。也就是说,在太空飞行中,氧气不仅是宇航员的生命支撑系统,更是维护着整个航天器的导航和动力系统。整艘船在失去氧气后将很快停止工作。

当液氧罐爆炸的那一刻,宇航员们就知道这是一次他们一定没有登上月球的旅程,即使安全返回地球也可能是一种奢侈。他们从未接受过如何处理地面上如此重大事故的培训。但这不是NASA的错,如果你问任何人:如果航天器的燃料电池发生故障,氧气泄漏,指挥舱发生故障,航天器在月球的中途,你会怎么做?也许99.9%的人会回答你并死去。

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但地面指挥中心阿波罗13号飞行控制总司令让·克兰茨(Jean Krantz)认为仍然有机会。他知道,越是挑剔,他越是保持冷静,就越不能将自己的焦虑和恐惧传递给船上的宇航员。

然后是前所未有的太空救援行动。

奇迹救援

将航天器送回地球有两种一般选择。第一种选择是启动服务模块的发动机,并快速改变航天器的轨道。这可能是最快的方法,但服务模块已经爆炸,迫使引擎重新启动,没有人确定是否会造成更多的灾难。此外,当时的飞船离月球很近,月球的引力非常强。如果被迫转身,它不仅会在短时间内耗尽燃料,而且还将面临航天器在月球表面坠毁的可能性。

第二种选择是继续飞向月球,启动登月舱而不是服务舱的发动机,因为航天器绕过月球的背面,利用月球的重力将航天器抛入返回轨道。显然,第二种选择要安全得多。最重要的是,指挥舱中的氧气并没有维持太久。三位宇航员生存的唯一希望就是躲在"瓶子"登月舱里。由于登月舱在登陆月球时需要自主飞行,因此它还具有一套单独的动力,氧气和动力发动机。

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事故发生一个半小时后,地面指挥中心通知三名宇航员,已经采取了返回地球的第二个计划。在太空中,让他们进入登月舱,将登月舱作为临时救生艇。此外,指挥舱"奥德赛"将需要快速断电,留下一点剩余电量重新进入地球大气层然后启动,因为只有指挥舱"奥德赛"才能承受航天器与大气层摩擦产生的热量。休斯敦地面指挥中心汇集了无数具有丰富知识和经验的科学家和技术人员,只有给予他们毫无保留的合作和信任,才是安全返回地球的唯一机会。

然而,在月球仓库的时间并不好。登月舱的原始设计将足以维持两名宇航员48小时的活动。但它现在需要支持三名宇航员才能存活至少三天。这意味着他们需要关闭所有非必要设备,并将航天器置于超节能模式。食物和水也需要锯齿状使用。没有加热器,登月舱的温度迅速下降到5°C,从宇航员嘴里呼出的白气凝结在冰冷的控制面板和窗户上。在极端条件下,他们还需要保持冷静的头脑和敏捷的动作,因为如果他们按错了键,他们将永远无法恢复。

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即使它节省了,登月舱上的燃料也只够启动发动机一次。实地工作人员一遍又一遍地考虑参数,以确保它们万无一失。幸运的是,绕行是一次性的成功,在绕过月球背面后,航天器以每小时5,400英里的速度飞离月球并返回地球。

但这还没有结束,一场新的危机正在迅速出现。登月舱的化学装置过滤二氧化碳,只能携带两名宇航员48小时。就像家用净水器的活性炭过滤器一样,总会有需要更换饱和度的时候。高水平的二氧化碳会导致头晕,注意力不集中,记忆力减退,甚至缺氧和呼吸停止。飞船的指挥舱包含一些备用的二氧化碳过滤器,但其形状是方形的,而登月舱的过滤器是圆形的。

在遇险时,地勤人员在飞船的快速查找胶带,塑料袋,纸板和宇航服上使用塑料管,想出了一种创造性的方法来修改登月舱的二氧化碳过滤器。

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1970年4月17日,经过四天的昼夜搏斗,三名宇航员终于到达了艰苦返航的最后阶段。4月17日上午10点43分.m,他们从"瓶子"登月舱返回"奥德赛"指挥舱,在那里他们即将分离飞船。服务舱会远离指挥舱,当登月舱与指挥舱分离时,它会落入地球大气层并燃烧殆尽。最终,该指挥舱将搭载三名宇航员降落在南太平洋。当然,所有这一切的前提是,所有的行为都没有错。这也是旅程中最危险的部分。指挥舱需要以非常精确的角度切入大气层,这太大了,航天器就会燃烧殆尽。这个角度太小,航天器无法从大气层反弹,这意味着三名宇航员将永远漂浮在太空中。

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同时,由于服务模块已经爆炸,虽然服务模块将与指挥舱分离,但从照片中很容易看出,爆炸对整个航天器造成了严重损坏。没有人确定命令模块是否完好无损,隔热罩是否能承受大气摩擦产生的热量。

当他分开登月舱时,斯威格特终于说:"再见,瓶子,我们谢谢你。"

相信这句话绝对是心动万象,在太空中,登月舱承担了太多本不该承担的责任,没有它,宇航员就没有机会度过这漫长的四天。

4月17日上午11点23分.m,指挥舱奥德赛即将进入大气层。在此期间,宇航员的通信通常会中断几分钟,但根据地勤人员的精确计算,中断不会超过三分钟。这意味着在三分钟内,世界将知道他们是否能活着回来。

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每个人都屏住呼吸,死死地盯着命令屏幕。然而,三分钟过去了,命令模块没有回应。地面指挥官吉恩·克兰茨(Gene Krantz)试图与他们联系。

半分钟后,仍然没有回应,克兰茨再次说:"奥德赛,休斯顿已经准备好了。仍然没有反应,克兰茨不停地重复,"休斯顿已经准备好了。"每个人都一动不动,气氛令人窒息。

然后每个人都听到通信设备发出欢快的无线电信号,然后是Swiggett的声音。

皇帝不负责任,当所有人都听到斯威格特的"okie over"时,控制中心的每个人都忍不住站起来鼓掌,欢呼声响彻整个中心。后来才知道,当指挥舱奥德赛切入地球大气层时,角度比计算的要小一点,导致时间比计算的长1分27秒。"这绝对是他一生中最长的时间,1分27秒,"地面指挥官克兰茨说。

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最终,美国海军的搜救舰队在南太平洋打捞上了指挥舱,三名宇航员安全返回家园。说到这里,相信大家都有一个问题,事故起因是什么?

结束

后来,美国宇航局成立了一个特别调查委员会,梳理大量数据,试图找出爆炸的原因。原来,阿波罗13号的2号液氧罐是阿波罗10号的二手产品。并且在安装过程中,它被意外损坏。

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就在发射前两周,宇航员们表演了他们的最后一幕。按照惯例,每次演出后,工作人员都要清空液氧罐。排出液氧最简单,最有效的方法是打开罐中的加热开关,使氧气蒸发。但那天,工作人员发现氧气永远无法完全排出。液氧罐加热器的电压从28伏提高到65伏。加热器上的热稳定开关未进行相应修改,导致保险丝熔断到保险丝。氧气排出很久后,加热器继续工作,并且一度达到500摄氏度。周围一些电线的绝缘层被烧毁,导致整个液氧罐在发射当天注入液氧时成为间歇性炸弹。

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可以说,工作人员的短暂疏忽,使整整4亿美元的登月计划立即失败,也让三名宇航员几乎在太空中丧生。直到1995年,阿波罗13号登月任务才鲜为人知。每个人都习惯性地记得那些成功的故事,直到1995年,当Long。这一事件是在霍华德的同名电影《阿波罗13号》(Apollo 13)上映后才为人所知的,这部电影由汤姆·汉克斯(Tom Hanks)主演。

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有些人不知道这部电影是根据真实事件改编的,看完电影后,甚至被骂:好莱坞能拍出这种电影,在现实生活中,他们根本无法活着回来。霍华德哭得笑得不可开交,他确实证明了阿波罗13号的救援行动是多么不可思议。它也被描述为登月史上"最大的失败"。

最后,这件事让我想起了小说《火星救援,马克》的结尾。沃特尼获救后说的话。

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他说:"为了挽救我糟糕的生命,调动了多少人力,这个数字大到足以让我傻眼。我的生存成本必须超过数亿美元。所有这一切只是为了拯救一个研究植物学的书。为什么要打扰这么多?但我想了想,可能知道答案是什么。如果登山者在山上迷路,其他人会组成救援队提供帮助。如果火车出轨,有人开始排队献血。如果任何一个城市发生大地震,全世界的人都会派出急救人员。这就是人类的本性,无一例外地存在于世界上的每一种文化中。当然,无论你走到哪里,都会有一些冷漠,但关心的人数肯定远远大于冷漠的人。这就是为什么数十亿人为我挺身而出,在危机时刻帮助我。

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为什么这不是阿波罗13号的救援行动?事故发生的那一刻,所有的人都脑子里只有一个念头,那就是不惜一切代价把他们带回家。

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