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阿波羅13號發射爆炸後太空人歷盡艱辛用4天逃回地球

2024-04-13科學

13,一個再平常不過的數碼。但在許多西方人看來,它似乎是洪水猛獸,象征著災難的到來。人們忌諱13日出遊、13人同席就餐,13道菜更是不能接受了,甚至在西方電影院找不到13號位置……看起來這個不成文的忌諱也同樣發生在了1970年4月11日13:13發射的阿波羅13號身上。但它卻也成了人類史上一次「 最偉大的失敗 」。

在載人登月計劃中,阿波羅11號可以說是知名度最高的一次,因為那是人類歷史上第一次將太空人送上月球並安全返回地球,相信很多朋友都不知道第二個踏上月球表面的人類是誰,但知道岩士唐是是世界上第一位踏上月球表面的人類。當岩士唐緩緩地扶著梯子走下登月艙踏上月球表面時,他說出了一句名言:「這是個人邁出的一小步,但卻是人類邁出的一大步。」此後這句名言經常被參照的,因為阿波羅登月對於太空人來說,他在月球邁出的可能是一小步,但對於人類來說,確實是一個巨大的進步,人類實作了從近地軌域到月球軌域的跨越,從距離地球幾百公裏的近地軌域到達平均距離38萬公裏外的月球。

除了阿波羅11號飛船外,登月飛船中知名度最高的可能就是阿波羅13號飛船了。阿波羅11號飛船成功登月並返回地球以後沒多久,阿波羅12號就前往月球,也順利完成了登月任務,將2名太空人送上月球並安全返回地球,隨後美國阿波羅計劃中第三次載人登月飛船阿波羅13號也發射升空,不過這一次登月任務就沒那麽順利了,別說登月,飛船內的3名太空人在飛往月球以及返回地球的過程中可以說是九死一生,險些就回不來了。這是怎麽回事?

阿波羅13號飛船在1970年4月11日發射升空,搭載了三名太空人:登月艙駕駛員弗雷德・海思、指令艙駕駛員傑克・斯威格特以及任務指令長吉姆・羅威爾。對於大多數朋友來說,這3名太空人的名字可能都非常陌生,畢竟大多數人都只知道第一個登月的人類叫岩士唐。由於在載人登月之前,美國已經進行了很多相關的技術驗證,比如說環繞月球、登陸月球、月面起飛、返回地球等,其中阿波羅11號和阿波羅12號飛船的登月任務都非常順利,在前兩次的登月任務直播中,觀眾們透過電視螢幕看到了太空人們行走在月球表面、探索未知的場景,這些畫面給人們帶來了強烈的視覺沖擊和新奇感,但到了第三次,電視直播已經失去了原有的吸重力。觀眾們已經看過了兩次,對於太空人們在狹小空間中的生活和工作,已經失去了興趣。所以在阿波羅13號飛船發射升空以後,大家都已經失去了對探月任務的直播興趣,可能都沒有人會想到,他們在飛往月球的過程中險些遇難。

負責這次任務的飛船叫「奧德賽」(Odyssey),登月艙叫「寶瓶座」(Aquarius)。發射很成功,不過關註的人不多,因為這只是「又一次」發射而已,人們已經習以為常。

開始他們安然無事地在飛船裏呆了兩天多,近56小時。他們做了電視直播,斯威格特在鏡頭前面展示了在失重狀態下如何移動身體,洛威爾向觀眾道晚安:「這是阿波羅13號成員祝福每一個人晚安,我們正準備關閉對‘寶瓶座’的檢查,準備返回‘奧德賽’好好地睡上一晚了。晚安!」

沒想到僅僅9分鐘之後,他們就陷入絕境之中。

4月13日21:07,也就是飛船時間55小時52分58秒,地面的飛行通訊員查裏-杜克根據指令艙電氣和環境控制系統主管利伯格特的指示,向斯威格特傳遞了開啟風扇、進行低溫貯箱攪動的指令。

杜克是這樣說的:「13號,我們要你們空閑的時候,安排一項額外工作。我們希望你能攪動一下低溫貯箱。」斯威格特說:「好的。」

於是,他在55小時53分20秒開啟了低溫貯箱的風扇。只過了2.7秒,爆炸就發生了。短路、高電壓、電火花,特氟龍材料被點燃,然後是猛烈的爆炸。

阿波羅13號飛船大約飛行了56個小時以後,與地球的距離越來越遠,與月球的距離越來越近,距離月球大約只有6萬公裏了。突然,飛船傳來了一聲巨響,指令長吉姆・羅威爾看到他眼前的各種警報燈都全部亮了起來,儀表顯示的那些主要電器的電壓也在急劇下降。於是指令長吉姆・羅威爾立即向地面指揮中心報告:「休斯頓,我們有麻煩了。」指令艙駕駛員傑克・斯威格特也開始報告稱,聽到一聲巨響以後,主電路的電壓已經不足。緊接著登月艙駕駛員弗雷德・海斯趕往指令艙,在前往指令艙的通道裏,他聽到了金屬扭曲的聲音,還感受了飛船在搖晃。隨後飛船的供水、供氧也出現了困難,溫度也在急劇下降。

阿波羅13號飛船

經過排查,這一次事故的原因是位於服務艙液氧儲箱加熱系統的恒溫開關長時間超負荷執行,產生了火花,破壞了絕緣材料效能。而在服務艙內有2個大型液態氫罐和2個液氧儲箱,最終導致2號氧氣罐發生了爆炸,在2號氧氣罐爆炸以後,1號氧氣罐也被炸裂。不過當時這些太空人並不清楚這些細節,只知道飛船的電池出現了故障,電力、氧氣供應不足。

地面指揮中心在接到了這些太空人的報告以後,分析了事故的原因,決定終止登月任務,讓這3名太空人立即返回地球。不過,在浩瀚宇宙深處返回地球,並不是一件容易的事情,因為在實施阿波羅登月任務的時候,他們也沒有想到會出現這樣的情況,所以沒有這方面的應急預案,這些太空人根本不知道怎麽緊急啟動登月艙的生命維持設施。而當時指令艙內的氧氣已經沒法供應,只能維持15分鐘,也就是說,在這15分鐘內太空人沒有采取正確的措施,那可能就沒法返回地球了。最終,太空人在科學界的指導下,完成了一系列復雜的指令,當氧氣僅夠使用5分鐘的時候,登月艙終於被成功啟用了。

即使成功啟用登月艙,他們仍面臨很大的問題。阿波羅飛船由軌域艙、服務艙、登月艙三大部份組成,其中登月艙用於將2名太空人送上月球表面,所以登月艙的電力不是很多,只能滿足2人使用45小時。而現在的情況是3名太空人都擠在了登月艙內,而且從月球附近返回地球需要飛行100個小時左右,這意味著電力理論上沒法讓這些太空人安全返回地球。為了節省寶貴的電力,太空人不得不關閉飛船的各種器材,將飛船的耗電量降低到大約相當於一台家用攪拌機的水平。

解決了電力的問題,還需解決如何返回地球的問題。由於當時飛船正在高速飛往月球,與月球的距離比較近,與地球的距離比較遠,如果直接掉頭返回,需要消耗大量燃料,而且可能沒法擺脫月球的重力。也就是說,直接掉頭返回地球是很冒險的。於是地面指揮中心讓飛船繼續向月球飛去,進入月球軌域環繞月球飛行了半圈以後,啟動飛船的發動機,利用月球的重力將飛船「甩」到返回地球的軌域。

在返回地球的路上,飛船也是險情頻現,除了電力不足外,飛船內的二氧化碳濃度也在上升,雖然飛船有二氧化碳的過濾裝置,但是沒法支撐太長時間,飛船艙內的二氧化碳濃度警報響了起來。雖然在指令艙內也有空氣過濾器,但是沒法與登月艙的過濾器介面相容,於是科學家指導太空人用那些在飛船內能夠找得到的材料制作了一些簡易的介面卡,將這些不同介面的空氣過濾器拼接起來,最終成功將飛船內的二氧化碳濃度降到了正常水平。

阿波羅13號‍乘組人員安全返回

歷盡千辛萬苦,阿波羅13號飛船順利返回地球附近,太空人回到指令艙內,拋掉了登月艙、軌域艙,開啟了降落傘,緩緩地降落在太平洋上,幾千米以外就有美國的航空母艦沖繩島號停泊在那裏。直升機救起他們,運送到航空母艦上,向夏威夷開去。當他們到達夏威夷的時候,總統尼克遜在那裏,他們的家人也在那裏。

總之,他們吃盡了苦頭。但他們抱著「一定要回家」的執念和永不放棄的精神,把這些障礙一個個地消滅了。終於,他們走到了這段艱苦返程的最後階段。

4月17日10:43,他們三個從「寶瓶座」回到「奧德賽」,進行登月艙分離的操作。時間緊迫,他們只來得及從那裏拿回一些網狀保護物和一只把手當作紀念。洛威爾說:「別了,‘寶瓶座’,我們感謝你。」海斯後來回憶說:「我們傷心地看著登月艙遠去。從友誼和實用的觀點看,它都是我們的救命之船。它為我們做了它能做的一切。」

11:23,登月艙「寶瓶座」與飛船分離,掉入地球的大氣層燒毀。然後就是載著他們三個的指令艙「奧德賽」進入大氣層了。由於飛船與大氣層劇烈摩擦使空氣產生電離,形成一層遮蔽,通訊一般會中斷3分鐘左右。在這段短短的時間裏,休斯頓指揮中心全體人員都情不自禁地站起來,全場一片可怕的寂靜,人人都在想在爆炸中受損的隔熱板能否承受高溫,人人都在等著努力這麽久換來的最後結局到底是什麽。

從氧氣罐發生爆炸到緊急返回地球,整整用了4天,整個逃回地球的過程充滿了各種驚險。雖然阿波羅13號並沒有成功登月,但是堪稱航天史最偉大的失敗,因為在遙遠的宇宙深處上演了一次真實的太空救援,3名太空人克服重重困難安全返回地球,這可以說是一個奇跡。