事件阿波罗13号氧气罐爆炸后的成功返

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「摘要」阿波罗13号(Apollo13)发射后两天,服务舱的氧气罐发生的爆炸严重损坏了航天器,三位宇航员在太空中克服了缺少电力、供水供氧困难、温度下降等问题,成功返回了地球。

遇到灾难、问题并不可怕,可怕的是没有直面的勇气、严谨的态度和科学的处理体系。

在西方,13是个不吉利的数字。宇航员洛威尔执行“阿波罗13号”任务的出发前,他的妻子玛丽莲心中充满了焦虑。洛威尔回忆说:“我的妻子对我说:‘为什么偏偏是13号?’我说:‘这是科学任务,我们都是工程师、技术员和科学家,我们不能迷信。”

年4月11日,美国用土星5号运载火箭将阿波罗13号飞船发射升空,执行计划中的第3次登月飞行。这次飞行的宇航员分别是吉姆·洛威尔、杰克·斯威格特和弗莱德·海斯。

但仅仅升空几分钟后就出现异常情况,第二级火箭中的一个引擎提早两分多钟熄火。休斯敦地面控制中心的火箭专家立即向火箭指令系统发出指令,他们让另外四个引擎延长点火时间,以弥补不足的功率。然后再让第三级火箭点火9秒,才使“阿波罗13号”终于正常进入环地球轨道,但比预定时间推迟了44秒钟。

当飞行到55小时54分时,飞船发出"砰"的一声,接着报警灯亮起、报警器也响了,主电压持续下降,宇航员斯威格特当即向控制中心报告:"休斯顿,我们这里出问题了"。

休斯敦地面控制中心及时分析,认为是液氧贮箱爆炸起火,造成飞船上的氢氧燃料电池损坏,导致电源出现问题,饮用水、氧气、舱内温度都将随即出现连锁反应,宇航员员们已处于极度的危险之中。本次阿波罗13号登月任务通过电视进行了全球的实况转播,成千上万的人目瞪口呆,无数的美国人在为宇航员们祷告。

当时,飞船距离地球38万多公里,越过了地球引力界面,飞船正在月球引力下往月球飞去。如何保障宇航员在飞船内的安全?如何执行本次的飞行任务?如何能够让宇航员安全返回地球?巨大的难题。

美国国家航空航天局(NASA)地面控制中心负责人吉恩·克兰兹(GeneKranz)对全体人员说:

当你们离开这个房间的时候,一定要带着一个信念,那就是宇航员们就要回家了。我不关心可能性有多小,我也不在乎之前是否做过这样的事情……你们必须相信,人民也必须相信,宇航员们就要回家了。

休斯敦地面控制中心果断做出决定:中止登月飞行,飞船返回地球。但是,返航必须要有足够大的火箭推力来克服月球吸引力,事故之后,服务舱因爆炸被毁,指挥舱在漏气,电量也所剩无几,只有登月舱还在运作。

工程师们很清楚,从这样一个金属盒中营救3名宇航员,是一个几乎不可能完成的任务:金属舱正在以时速多公里的速度冲入太空,里面维持生命的装置正在失灵。而在当时,先进的卫星通信系统和专用台式电脑还远未出现,工程师们只能依靠计算尺和笔来找到可以将指挥舱放弃,并把登月舱变成搭载宇航员回家的救生艇的方法。

一个又一个的问题需要逐一攻克,首先是规划返回地球的路线,并需要研究清楚如何在节省能量的前提下控制宇宙飞船。休斯敦地面指挥中心的科学家和工程师们进行了周密的计算,得出了一个最省燃料的返回轨道:飞船继续飞行,绕过月球,再启动登月舱发动机,以进入返回轨道。

同时,机舱那边的情况正在持续恶化。陷入危机后的一天半时间内,二氧化碳的含量就会使在那个狭小空间里的几人处于危险境地。如果不采取任何措施,宇航员们就会在几小时内窒息。登月舱虽有一套过滤系统,但是却没有足够的圆柱形过滤条。唯一的选择是把遗弃的指挥舱中还没用过的过滤罐抢救出来,然而,那些罐子是方形的,这又增加了难度。怎样才能把一个方形的过滤罐放到一个圆孔中呢?

地面控制中心的工程师们很快想出了一个方法:从舱内的存货入手,把一个塑料袋、一只袜子、一张硬纸板,还有压力服上的一条软管拼凑在一起,并用胶带绑起来,设计出一个适配器。他们让宇航员把飞行计划文件夹的塑料封皮撕下来,把它当作一个漏斗,这样一来,空气可以通过它进入过滤器中。之后,工程师又让宇航员把本该在月球漫步时穿在太空服里面的塑封发热内衣拽出来。接着,根据地面上的指示,宇航员把发热内衣丢掉,只留下塑料封皮。就这样一片接着一片,宇航员们把临时过滤器组装了起来。

很快,舱内的二氧化碳含量终于回到了正常水平,这让所有人都暂时松了一口气。但其他的挑战接踵而至。阿波罗13号正临近整个任务中最危险的“再入轨”过程,同时还面临着指挥舱中电能即将耗尽的危险。当初在设计航天器的时候,没有人设想过有一天指挥舱会需要靠登月舱来充电。按照常理来说,应该是反过来的。指挥中心的工程师们想出了利用登月舱中的加热器电缆给指挥舱充电的办法。

电池一充满电,工程师们便指导宇航员杰克·斯威格特发动指挥舱。斯威格特在航天器里按照指令连上电缆,接通逆变器,调整天线,拨动开关,激活遥测系统,完成了一套他从未训练过也未曾想象过的启动程序。面对从未遇到过的问题,工程师们即兴发挥,找到了全新的应对方案。

飞船在茫茫的太空中向月球飞去,当距离月球27.6公里时,宇航员们启动了登月舱的发动机,工作了30.7秒,飞船进入环月轨道。在飞船绕过月球后,再次启动登月舱发动机4.5分钟,飞船进入了返回地球的轨道。

登月舱的氧气、水、电越来越少,航天员由于疲劳和恐惧变得越来越烦躁不安,地面控制中心的指挥员们一直和他们保持着联络,鼓励他们,并提醒他们吞服镇静剂。

年4月17日破晓前,此时距陷入危机已经80多个小时了,宇航员们准备最后降落,地面控制中心的工作人员也在进行最后的检查。当宇航员进入大气层的时候,航天器的无线电信号中断。事后,克兰兹回忆当天在控制中心大家的反应:

到现在,一切都不可逆转了……整个控制室陷入了沉默,只剩下电子设备和空调的嗡鸣声及Zippo打火机时不时开合盖子的响声……每个人就像被拴在自己的控制台上一样,一动不动。

一分半钟后,控制室里传来声音:“休斯顿,这里是阿波罗13号,很高兴再次见到你们!”,工作人员爆发出热烈的欢呼和掌声,大家相互拥抱、握手庆祝,地面人员回复:“阿波罗13号,这里是休斯顿。欢迎回家!”。

当三名宇航员站在硫磺岛号(U.S.IwoJima)航空母舰甲板上的时候,克兰兹点燃了一根雪茄。

任务名称:阿波罗13号

呼号:指令/服务舱(CSM):奥德赛

登月舱(LM):水瓶座成员人数:3发射地点:佛罗里达州肯尼迪航天中心发射时间:年4月11日19:13:00UTC降落时间:年4月17日18:07:41UTC任务时间:5天22小时54分钟41秒远地点:.6千米近地点:.5千米地球轨道周期:88.07分钟地球轨道倾角:33.5°

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