阿波罗登月计划是美国自1961年开始实行的一系列登月飞行任务。在整个登月计划过程之中,有成功,也有失败,有无人测试飞行,也有载人登月任务。整个阿波罗登月计划中所产生的科研成果,为人类至今的宇宙探索奠定了坚实的基础。 难以想象的是整个阿波罗计划的参与人数多达30万人。1969年到1972年,阿波罗11号到阿波罗17号,在这7次任务中,美国先后6次将共计12名宇航员送上月球,并使其安全返回地球,而唯一的一次“失败”,发生阿波罗13号任务期间。
而在该组计划之中,最令人惋惜,也最令人赞叹的就是阿波罗13号登月计划了,这次计划虽然失败了,但很多人却认为它是成功的,所以阿波罗13号登月计划也被誉为“最成功的失败”。阿波罗13号登月计划是从1970年4月进行的,阿波罗13号登月计划是整个阿波罗登月计划中的第三次载人登月计划,该计划之所以会失败。是因为在飞往月球的过程中发生了爆炸,当时距离地球已经有30多万公里了。
1970年4月11日,在经历了阿波罗11号和12号任务的成功后,阿波罗13号任务的三名宇航员乘坐土星五号运载火箭,开始了前往月球的征程,前期一切顺利,灾难发生在4月13日,当时飞船距离地球32.1万公里。
阿波罗13号上共搭载了三位宇航员,面对突如其来的爆炸,三位宇航员以及地面指挥人员是如何应对的,又为什么会发生爆炸呢?
简单来讲,阿波罗13号共有三个主要部分,第一部分就是指挥舱,也就是宇航员所在的地方;第二部分是服务舱,服务舱是用来安放电子和生命维持设备的;第三部分则是能够搭载两名宇航员的登月舱。而爆炸就发生在第二部分的服务舱,引起爆炸的是一个氧气罐。
阿波罗13号
氧气罐是干什么用的?阿波罗13号上的设备是由燃料电池供电的,而燃料电池是以氢和氧作为燃料,通过氢和氧的反应从而产生直流电。所以,为了保证飞船上设备的用电需求,就要尽可能多携带氢和氧,而让氢和氧以液态的形式装载在罐子里最为理想的选择。
阿波罗13号的服务舱中一共搭载了两罐液态氢和两罐液态氧,每罐液态氧重达148公斤。
发生爆炸的液氧就是其中的一罐。液氧为什么会发生爆炸呢?这就说来话长了。因为关于这罐液氧的故事实在是太多了,首先要追溯到阿波罗十号发射之前,这罐液氧实际上是为阿波罗十号所准备的。在阿波罗十号发射前,对所有设备要进行例行维护,就在维护的过程中,这罐液氧不小心从六厘米左右的地方摔了下来,高度并不高,但航天计划容不得任何失误,所以这个液氧罐也就没有再次被装回到阿波罗十号上。
然后第一个小失误就出现了,事后对这罐液氧进行检查并未发现损坏,但外部检查无法完全了解液氧罐内部的问题,事实上在液氧罐的内部,有一根管线出现了轻微的破损。如果只是这一个失误,也许灾难并不会发生,关键是后来又出现了一连串的失误。
这个表面上看起来没有破损的液氧罐被分配给了阿波罗13号。
又是在发射前,工作人员在进行检查的时候发现这个液氧罐无法正确排空液氧,于是技术人员对液氧罐进行了加热。液氧罐的加热功能是根据飞船上的28V电流进行设计的,而技术人员却使用地面65V电路为其加热,这个事物直接导致了液氧罐内部的加热开关被烧化,于是这个液氧罐就失去了启动自动关闭程序的能力,但没人知道。
阿波罗13号示意图
于是之后这个液氧罐内的温度达到了超过500摄氏度的高温。此时的液氧罐已经极度危险了,但外面却丝毫看不出来,直到压倒骆驼的最后的一根稻草出现:搅拌。当飞船升空之后,重力会逐渐下降,而在低重力状态下,液氧会分层,于是就很难准确测量液氧的剩余量,所以就需要搅拌。而搅拌只是飞船飞行过程中的例行操作。宇航员和地面指挥中心怎么也想不到,搅动之后的氧气罐竟然起火爆炸了,这次不明原因的爆炸,瞬间“报销”掉了飞船系统的大部分氧气,以及指挥舱内的全部电力。
当液氧中的涡轮搅拌装置被启动后,火星出现了,高温状态下的液氧罐随之发生爆炸。
指挥舱的瘫痪和氧气的骤减,意味着“近在咫尺”的月球成了遥不可及的梦。尽管未能到达月球,但阿波罗13号成功返回地球,全体船员——指挥官詹姆斯・洛弗尔、登月舱飞行员弗雷德・海瑟和指挥舱飞行员杰克・斯威格特——都幸存了下来。
放弃登月后,阿波罗13号任务就变成了一场自救,地面指挥中心一开始的意思,是让宇航员立刻调转飞船返回地球,但推进系统的故障,使得宇航员们不敢贸然行事,转而开始尝试“无动力返航”。
所谓的“无动力返航”指的就是,飞船继续沿绕月轨道飞行,待环绕至月球背面时,抛弃已经瘫痪的指挥舱,全员进入登月舱,利用登月舱的降落火箭提供推力,变轨至地月返回轨道,并加速向地球前进。幸运的是,“水瓶”号宇宙飞船——旨在登陆月球——仍在正常工作。但是水瓶号没有隔热罩,所以它无法在重返地球时存活。因此,船员们挤进了水瓶号——它是为两个人设计的,而不是三个人——开始了漫长的寒冷回家之旅。没有热源,机舱温度迅速下降到接近冰点。一些食物变得不能吃了。工作人员还对水进行了配给,以确保水瓶座——运行时间超过了设计时间——有足够的液体来冷却其硬件。只不过这一过程中,三名宇航员需要在原本只能容纳两名宇航员的登月舱里,熬过整整四天,在此期间氧气还一直处在危险边缘,而且饮用水极度匮乏。4月17日,三名宇航员在爆炸发生四天之后,成功降落到了南太平洋,45分钟后由救生人员打捞并完成救援,至此,这场注定要载入史册的“自救行动”圆满成功。
弗雷德・海瑟、詹姆斯・洛弗尔和杰克・斯威格特
就是这一连串小小的失误最终导致了阿波罗13号登月计划的失败。那么为什么又称其为最成功的失败呢?那是因为在爆炸发生之后,三位宇航员凭借自己冷静的头脑和专业的技术,在地面控制人员的协助下最终使用登月舱成功返回了地球。阿波罗13号机组人员使用他们的月球着陆器——水瓶号——作为临时的“救生艇”,在返回地球的漫长寒冷旅程中幸存下来。回家的路很艰难。整个太空飞行团队体重下降,弗雷德・海瑟患上了肾脏感染。但是这艘小飞船保护并运送了船员足够长的时间到达地球大气层。船员们只是在溅落前几个小时才回到奥德赛,给它加电,并开始重返地球。
阿波罗13号上的登月舱实际上只能供2人使用2天,而现在有3个人,而要利用月球引力绕过月球返航就需要四天的时间。三位宇航员在地面人员的指导下利用飞船内有限的物资临时拼装了一个借口,将指挥舱上原有的过滤系统接到了登月舱上,最终实现了安全返回。阿波罗13号任务后来被称为“最成功的失败”,三名宇航员的险象环生,非但没有打垮NASA登月的“热情”,反而使得后来的登月行动更加安全。阿波罗13号登月计划虽然败给了小小的失误,但所积累的经验,还有面对危机时的处理对于人类未来的航天事业都有着重要的意义。