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日期: 2020-04-18 | 來源: 果殼 | 有20人參與評論 | 字體: 小 中 大
50年前，誰炸掉了阿波羅13號飛船？| 邁向太空
50年前，也就是1970年4月11日，阿波羅13號發射升空。
阿波羅13號發射 | NASA
這次飛行，原本只是壹次尋常的登月任務，不應該如此知名。就像50年後，大多數人可能分不清阿波羅12號和14號之間的具體區別。
然而，阿波羅13號的宇航員，卻意外遇到了人類歷史上最遙遠的壹次事故。
在斷電、斷WiFi通信和缺氣、缺水的多重挑戰下，3名宇航員上演了載人航天史上最著名的壹次自救。
跟著阿波羅13號的視角飛掠月球 | NASA/本文作者漢化
休斯敦，我們有麻煩了
格林尼治標准時間1970年4月11日19點13分，美國佛羅裡達當地時間凌晨2點13分，阿波羅13號發射升空。
這是壹段看起來和阿波羅8/10/11/12號都差不多的旅程，尤其對於指令長（小）詹姆斯·洛威爾而言。
上壹次，他駕駛的是阿波羅8號，那是人類歷史上首次載人繞月飛行。於是，他成為歷史上第壹位第贰次前往月球的宇航員。
指令長洛威爾在飛船上 | NASA
連續兩天的飛行，似乎非常平淡，只有壹些不起眼的小毛病。這點小插曲，對於類似阿波羅工程這樣龐大的系統而言，根本就是家常便飯。
比如上壹次的阿波羅12號，剛發射升空沒多久，就被閃電擊中了…… 還連劈了兩次，瞬間警鈴大作！
但這壹次，卻是風暴來臨前的寂靜。
發射後55小時52分，格林尼治標准時間4月14日3點09分，阿波羅13號的乘員剛剛結束例行檢查，准備進入休息狀態。突然，指令艙的主警報響徹飛船。
警報顯示：1號氣罐壓力過低！難道是氣罐漏氣了？
更可怕的還在後面！
2分鍾後，宇航員聽到了“砰”的壹聲爆炸！
與此同時，飛船與地面失聯1.8秒！
在這危急關頭，指令長洛威爾沉著冷靜地向地面說了壹句話，日後成為壹句經典：
——休斯頓，我們有麻煩了。（Houston，we have a problem.）
位於休斯敦的任務指揮中心 | NASA
事後我們知道，這聲巨響來自於2號氧氣罐的爆裂。
爆裂直接損壞了服務艙的外殼，產生的碎片擊中了指令艙的高增益天線，使得通信瞬間中斷！通信鏈路隨即自動切換到了備用天線上。
氧氣罐發生的泄露，不僅使得飛船內的氧氣面臨危機，還導致了電池組的罷工。
而事發現場的宇航員並不知道這些。
他們能看到的故障顯示，是：
1號氧氣罐破裂並漏氣，壓力迅速減小；
2號氧氣罐無法正常工作。
1號電池組和3號電池組相繼罷工。
爆炸！停氣！停電！停Wifi通信！
整個阿波羅13號的指令艙已經淪為壹個大型災難現場。
危急關頭，登月就不用想了。
可憐的指令長洛威爾，成為了目前唯壹壹位，兩次前往月球，眼見月球近在咫尺，卻都沒能登陸的宇航員。
這個記錄，可能會保持很久吧……
可是，問題到底出在哪裡呢？
從阿波羅13號近距離看月球 | NASA
潘多拉魔盒
想要找到問題之所在，我們需要回到發射之前。
在飛船發射前，需要例行進行模擬倒計時測試。倒計時測試分為加注各種液體、氣體的“濕測試階段”和不加燃料的“幹測試階段”。
“濕測試階段”需要加注的液體，就包括液氧。
濕測試階段加注液氧 | NASA
液氧需要保存在-183℃的液氧罐內，在加注的時候非常容易從連接的縫隙中揮發。
通常來說，由於有風，揮發的液氧不會聚集在液氧罐周圍。但是，測試當天風平浪靜，液氧罐周邊氧氣濃度超級高。
更要命的是，液氧罐旁邊停著3輛巡邏車。
巡邏車事故現場，後面大寫著“禁止吸煙”，卻沒有“禁止開車” | NASA
當巡邏車要發動的時候，汽油發動機啟動了電火花塞……
而在氧氣濃度高的地方，哪怕只是壹個小小的火花，後果就只有壹個。
3輛巡邏車無壹幸免，焚毀殆盡。事發現場離火箭只有330米的距離。
聚光燈下的阿波羅13號 | NASA
所幸，這段插曲沒有波及到火箭本身。反倒是這次“濕測試”之後出現的壹個問題，指向了阿波羅13號服務艙2號氧氣罐上可能存在的隱患。
這個氧氣罐已經有年頭了，原本是給阿波羅10號准備的。可是，在拆出來改裝的過程中，這個氣罐從大約5厘米高度意外跌落。
謹慎起見，工程師給阿波羅10號換了壹個新氣罐，而把跌落的這個拿去作了檢測。外部檢測發現並無異樣後，它被裝在了阿波羅13號飛船上。
沒有人知道，這個氣罐的內部進氣管線，可能已經輕微破損了。
直到那次燒毀了3輛巡邏車的“濕測試”之後，工程師例行要排空氧氣，才發現這個氧氣罐只能排出8%的氧氣。
事後來看，這大概是阿波羅13號存在隱患的第壹個征兆。
如果當時工程師仔細追究問題原因的話，說不定有機會察覺氧氣罐內遺留的問題。
可惜，並沒有。
阿波羅13號服務艙內的氧氣罐 | NASA
相反，為了排空氣罐內的氧氣，工程師大費了壹番周章。他們決定，給氣罐內的加熱器通電，把排不出來的氧氣逼出來。
這本身倒是常規操作，卻遇到了另壹個歷史遺留問題——電壓。
28伏，是阿波羅飛船上指令艙和服務艙的電源電壓，也是氣罐最初設計時采用的電壓標准。而肯尼迪航天中心地面的直流電源，電壓是65伏。
為了方便地面測試，這個氣罐經過了重新設計，所有部件進行了升級，能夠兼容地面的65伏電壓，卻單單遺漏了加熱器的溫控開關。這個疏漏，當時無人察覺。
溫控開關的作用，是在氣罐內部溫度達到80℉（約26.7℃）時關閉加熱器。這也是氣罐上的溫度計所能指示的最高溫度。相對於氧氣罐內通常在-300℉（約-184℃）到-100℉（-73℃）的“常溫”而言，80℉已經足夠高了。
於是，當工程師給加熱器接通65伏電源時，溫控開關很可能在壹瞬間就被擊穿了。隨後長達8小時的通電裡，氣罐內部的溫度壹路飆升到了1000℉（約537℃）以上。
過高的溫度排空了氣罐內的氧氣，也嚴重損壞了氣罐內風扇供電線上的絕緣材料。然而，由於氣罐上的溫度計最高只顯示到80℉，仍然沒有人察覺到任何的異樣。
加上之前摔壞的部分，2號氧氣罐成為壹個“潘多拉魔盒”，留在了阿波羅13號上，等待宇航員的開啟。
阿波羅13號3名宇航員的合影 | NASA
還原事故瞬間
現在，讓我們回到發射當天。裝著這個氧氣罐的阿波羅13號飛船，離開了地球，踏上了奔月之旅。
接下來的兩天時間裡，阿波羅13號看起來平安無事。但是，按耐不住的潘多拉魔盒，在悄悄等待著被打開的那壹刻。
升空後46小時40分，格林尼治標准時間4月13日17點15分，宇航員按照流程開啟了2號氧氣罐的風扇。
壹瞬間，氧氣罐的讀數表超過了最大量程。
咦！不太對頭，似乎是哪裡短路了……
宇航員立刻關掉了開關。
這是“魔盒”第壹次蠢蠢欲動，小試了壹把身手。
接下來的9小時裡，除了2號氧氣罐的風扇仍然故障之外，壹切似乎都風平浪靜。
直到升空後55小時53分，格林尼治標准時間4月15日3點06分，宇航員按地面指示第叁次“攪動”氧氣罐，2號氧氣罐內的風扇再次被接通電源。
在那壹瞬間，高達11.1安培的電流通過了電路。相當於我們只是打開了家用電風扇，卻等同於壹下子啟動了好幾台空調！
“魔盒”終於被打開了。
受損而裸露在外的電線引發了大規模短路，產生的熱量點燃了原本就被高溫破壞過的絕緣塑料。而氧氣罐內部，是極其易燃易爆的純氧環境。
火焰沿著電線迅速蔓延，加熱並提升了氧氣罐內的壓強。不到2分鍾，2號氧氣罐便爆裂開來，順帶炸開了阿波羅13號服務艙的外殼。
3名宇航員危在旦夕。
阿波羅13號服務艙爆裂瞬間，由阿波羅12號宇航員、月球藝術家艾倫?賓繪制 | Alan Bean
真實版太空救援
追究問題出在哪裡，是事後的我們才會考慮的事情。對於阿波羅13號上的宇航員來說，當時的目標只有壹個，就是活著返回地球。
按照正常的計劃，飛船往返地月之間的燃料和電力本完全由服務艙提供。而此時，服務艙已經嚴重損壞了。
預料到服務艙處於崩潰邊緣，並很可能連累用於返回地球的指令艙，地面決定，關機保平安，讓宇航員關閉指令艙和服務艙的系統。
阿波羅登月飛船的艙段劃分 | NASA
幸運的是，登月艙如同茫茫太空中的壹片綠洲，沒有受到波及。這成為了他們返回地球的關鍵。
登月艙，顧名思義，原本是登月用的，自帶維生系統，可供2名宇航在月面短期逗留。
於是，在接下來的大部分時間裡，3名宇航員都擠在狹小的登月艙內，維持著生命。
更加幸運的是，為了在登月時減速著陸，登月艙還自帶了電池、發動機和燃料。多虧了阿波羅飛船的設計余量足夠大，僅僅依靠登月艙的推力，也足夠返回地球。
阿波羅13號的登月艙 | NASA
只是，他們現在飛行的方向，仍然是月球，跟返回地球背道而馳。
如果直接往反方向推進，勢必消耗大量燃料。這就好比在高速向前行駛時，突然需要高速向後倒車。
從阿波羅13號看月球 | NASA
於是，他們有了壹個大膽的想法。
看過《流浪地球》的朋友想必對影片裡的引力彈弓有印象。流浪中的地球借助木星引力，改變了運動方向和速度。阿波羅13號也利用了同樣的原理，借助月球的引力彈弓，調轉方向飛回地球。
不過，返回地球的旅程是漫長的，阿波羅13號要從遙遠的月球返回，距離是其他低地球軌道載人飛船的1000倍！
休斯敦在討論 | NASA
根據計算，他們需要5.5~6.5天的時間才能返回。
時間長的軌道肯定夜長夢多，風險更大。
但最快並不意味著最好，因為返回地球的位置，沒有船能去接應。
最終，他們選擇了壹個折中方案，降落在原定降落的太平洋區域，因為艦隊已在那裡等候多時了。
阿波羅13號的宇航員在轉運氫氧化鋰空氣循環系統 | NASA
在漫長的返回途中，最要命的可能還不是氧氣，而是缺水。
在阿波羅飛船上，水除了飲用之外，還有壹些更重要的功能。
飛船的氧氣-贰氧化碳空氣循環系統大量使用水。此外，電子及電力系統大量采用水冷散熱。這些都占用了大量的水資源，壹度使得飛船水資源短缺。
為了解決燃眉之急，登月艙的壹些非必要系統也關閉了，由此勻出了水冷占用的水。
宇航員還從指令艙拿來了制取氧氣的氫氧化鋰模塊，緩解登月艙的循環用水。
圖中的盒子，是從指令艙取來的氫氧化鋰模塊，掛在登月艙內 | NASA
克服了重重困難之後，阿波羅13號終於快要接近地球了。
在返回地球之前，地面讓宇航員拋掉服務艙，好讓大家看清受損的服務艙外觀。
不看不知道，壹看嚇壹跳，服務艙就好像中彈了壹樣，發生爆裂的壹側拾分狼藉。
拋出的服務艙，可見爆炸帶來的損傷 | NASA
直到抵達地球前70分鍾，3名宇航員才從登月艙回到指令艙。
整個阿波羅13號飛船，只有指令艙有能力重返地球大氣層，帶著他們平安返回地面海面。
這也是他們壹路上都保持著指令艙關閉狀態的原因——只有這樣，才有可能保存指令艙內僅有的電力和氧氣。
而在當時，沒有人知道指令艙有沒有受損，還能不能闖過重返大氣層這壹關。
然而，也實在沒有其他的選擇了。
指令艙（返回艙）濺入太平洋 | NASA
所幸，返回艙經受住了重返大氣層的“烤驗”。
升空後142小時54分，格林尼治標准時間1970年4月17日18點07分，返回艙帶著3位英勇的宇航員，安全濺落在太平洋上。
這3位英雄分別是：
指令長小詹姆斯·洛威爾，當時世界上太空飛行次數和飛行小時最多的宇航員；
設計台詞：“我讀報道我自己的新聞”?| NASA
登月艙駕駛員小弗雷德·海澤爾，阿波羅8號和11號兩艘重量級飛船的替補宇航員；
設計台詞：“沒人比我更了解這個登月艙”| NASA
指令艙駕駛員傑克·斯威格特，他原本是阿波羅13號的替補指令艙駕駛員，因為首席駕駛員疑似得了風疹而被臨時替換上陣。
設計台詞：“回到地球的感覺真好” | NASA
在爆炸發生後的4天時間裡，3名宇航員表現出了極大的智慧和勇氣，地面工作人員提供了充分的技術支持，阿波羅飛船也提供了充足的余量。
最終，他們克服重重困難，在服務艙幾乎處於癱瘓的情況下，實現了自救，返回了地球！
NASA高度評價了阿波羅13號的飛行，稱之為“壹次成功的失敗”。
如今，整整50年過去了，物是人非。
雖然人類還沒能再次重返月球，但包括阿波羅13號在內，這些先輩的事跡，將激勵壹代又壹代人投身航天事業，向著更廣袤的宇宙進發！
作者：鸑鷟鹓鶵 ，Steed
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