航天航空：氧氣罐爆炸后，他們駕著受損的飛船返回地球

圖中左起分別為登月艙駕駛員海斯，指揮官洛弗爾和指揮艙駕駛員斯威格特。圖片來源：NASA
還記得那句為我們熟知的“休斯敦，我們有麻煩了”嗎？當(dāng)?shù)貢r(shí)間1970年4月13日，在美國阿波羅13號飛船飛往月球的途中，氧氣罐爆炸并造成飛船受損，登月任務(wù)立即取消。3名宇航員乘坐受損的飛船，經(jīng)歷九死一生，終于安全返回了地球。雖然這項(xiàng)任務(wù)最終是失敗了，但卻被稱為航天史上“最偉大的失敗”。
如果一切順利，在50年前的1970年4月，美國航空航天局的第三次登月計(jì)劃——“阿波羅13號”（Apollo 13）將在月球上設(shè)置一系列儀器。然而，這次登月“有麻煩了”。
其實(shí)在發(fā)射之前，飛船的氧氣罐就出現(xiàn)了一些破損，但并沒有人察覺到。在飛往月球的途中，氧氣罐爆炸并造成飛船受損。此時(shí)，船上搭乘著宇航員吉姆·洛弗爾（Jim Lovell）、弗雷德·海斯（Fred Haise）和杰克·斯威格特（Jack Swigert）。瞬間，對登月的一切美好期待都化成了泡沫，所有工作的重心都變成了如何讓宇航員安全返航。
“我們驚呼：‘天哪，這次的登月任務(wù)要失敗了！’，”阿波羅13號任務(wù)的指揮官洛弗爾回憶道，“我們當(dāng)時(shí)還剩一個(gè)完好的燃料電池，它的電量足夠我們返航了。燃料電池需要氧氣，而爆炸導(dǎo)致氧氣正從飛船后側(cè)快速泄露”。
在地面團(tuán)隊(duì)的指揮下，宇航員們迅速評估了現(xiàn)場狀況，并開始關(guān)閉指揮艙，以及嘗試啟動(dòng)登月艙來充當(dāng)救生艇。
阿波羅13號的登月艙駕駛員海斯說：“在執(zhí)行登月任務(wù)前，宇航員一定會(huì)考慮如果自己回不來要怎么辦。當(dāng)時(shí)，我不知道具體的生存的幾率能有多大，唯一能做的就只有克服眼下的一系列困難，并期待著地面上的工作人員能想出返航方案?！?br> 幸運(yùn)的是，供洛弗爾和海斯登月的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)還能使用，于是他們決定試著進(jìn)行“無動(dòng)力返航”。也就是說，飛船繼續(xù)沿繞月軌道飛行，當(dāng)?shù)竭_(dá)月球背地面后，利用月球的引力為飛船提供返回地球所需的加速度。
這不是洛弗爾的第一次探月任務(wù)了，在1968年，也就是阿波羅13號發(fā)射2年以前，他曾是執(zhí)行阿波羅8號繞月飛行任務(wù)的三位宇航員之一。但這卻是海斯和斯威格特第一次親眼看到凹凸不平的月球表面。指揮艙駕駛員斯威格特專門接受了如何從高處拍攝月球的訓(xùn)練，以及如何使用新型大幅面地形照相機(jī)。但此時(shí)，如何活下去成為了每個(gè)人心里的一塊大石頭，科研任務(wù)就被擱置到一邊了。
“飛行計(jì)劃已經(jīng)被丟進(jìn)了廢紙簍。出于一種‘來都來了’的心態(tài)，杰克和我都掏出相機(jī)拍了許多照片?！焙Ｋ拐f道，“俯瞰月球，我們能看到弗拉-毛羅環(huán)形山（Fra Mauro），這是我們原定的降落地點(diǎn)。”
阿波羅11號和12號的登月地點(diǎn)都選在了低洼的平原，這些地區(qū)也被稱為“月海”。與之不同的是，弗拉-毛羅環(huán)形山上有一些低低的山脊和丘陵，是一種從未探索過的月表特征。地質(zhì)學(xué)家對此很感興趣，因?yàn)楦鶕?jù)預(yù)測，環(huán)形山的許多沉積物都是附近的隕石坑中飛濺出來的。
如果一切順利，海斯見到弗拉-毛羅環(huán)形山的第一眼本該是激動(dòng)人心的。然而現(xiàn)在，這一瞥卻只能讓他想起無法完成的任務(wù)?！斑@種感受倒不至于讓我崩潰，”他回憶道，“只是延續(xù)了我們在知道自己無法按計(jì)劃完成訓(xùn)練已久的任務(wù)后，持續(xù)襲來的失望感?！?br> 如果爆炸不曾發(fā)生，洛弗爾和海斯本該踏上月球，觸摸月球表面并進(jìn)行月上行走。兩位宇航員都經(jīng)過了長期而廣泛的培訓(xùn)，訓(xùn)練內(nèi)容不僅包括如何采集月球巖石樣本，還包括如何布置測量儀器以便“持續(xù)一年以上地采集并向地球傳遞數(shù)據(jù)，以了解月球的物理及環(huán)境特性?！?br> 阿波羅13號攜帶的一些儀器與前兩次登月任務(wù)相同。比如，阿波羅11號和12號都在月球安裝了地震儀，來測量隕石撞擊與“月震”（moonquake）的數(shù)據(jù)。不過，他們也攜帶了一些本打算首次應(yīng)用于月球的儀器。
海斯介紹道：“我們攜帶了很特別的一項(xiàng)工具——電鉆。之后，在阿波羅15號任務(wù)中才再次用到了電鉆?！彼傅钠鋵?shí)是一項(xiàng)熱流（heat-flow）實(shí)驗(yàn)的一部分，這項(xiàng)任務(wù)需要從月球表面向下鉆幾米，以收集到巖芯樣本。（不過事實(shí)證明，即使順利抵達(dá)月球，海斯可能也會(huì)遇到和阿波羅15號宇航員同樣的問題，就是月壤很容易卡住鉆頭。）
阿波羅13號的其他任務(wù)還包括旨在測量太陽風(fēng)對月球環(huán)境影響的帶電粒子實(shí)驗(yàn)，測量稀薄大氣中密度和溫度變化的冷陰極真空管實(shí)驗(yàn)，以及安裝一個(gè)粉塵探測器?！叭绻覀兂晒Φ窃铝?，如果我們沒在任務(wù)的一開始就遇到麻煩，那么我認(rèn)為我們是能夠完成所有科學(xué)任務(wù)的?！甭甯栒f道。
幸好，最后三位宇航員全部安全返航了（斯威格特在1982年因癌癥去世）。由于沒能調(diào)查弗拉-毛羅環(huán)形山，也沒能在月球表面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，NASA的項(xiàng)目主管認(rèn)為阿波羅13號任務(wù)最終還是“失敗”了。然而，失敗并不代表毫無科研價(jià)值。
在宇航員返航時(shí)，他們故意拋棄了在發(fā)射后提供推力的那部分火箭，并使其撞向月球。根據(jù)阿波羅12號任務(wù)中安裝的地震儀的數(shù)據(jù)，此次撞擊產(chǎn)生的能量超過了10噸TNT爆炸的能量。這次撞擊的數(shù)據(jù)使我們對月球有了新的認(rèn)知，并且也幫助研究者更好地規(guī)劃未來的登月計(jì)劃。
放棄了所有的科研任務(wù)后，地面控制中心傳來了消息，稱這次撞擊已經(jīng)被成功記錄。聽到這個(gè)消息，返航途中的洛弗爾用無線電回應(yīng)道“好吧，至少這次飛行還有些效果?！?br> 撰文：Robert Z. Pearlman
翻譯：張二七
文章來源：科學(xué)美國人
文章鏈接：https://www.scientificamerican.com/article/apollo-13-at-50-years-looking-back-at-the-missions-lost-lunar-science/


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