阿波罗13号真实事件登月 阿波罗13号真实事件

在阿波罗13号进入太空2天后,意外突然出现了,服务舱中的氧气罐爆炸,太空船整体受损,登月计划肯定无法完成,宇航员的首要任务就是保证自身的生命安全,因为爆炸的原因,给宇航员的时间是很紧迫的,各种补给和安全返回路线都是他们面临的问题,有稍微的差错就可能会造成一场灾难,毕竟他们是在黑暗的太空中,地球外的寂静之地 。

阿波罗13号真实事件登月 阿波罗13号真实事件

文章插图
阿波罗 13 号的服务舱突然发生了爆炸 。飞船服务舱里有两个氢气罐,氢气罐是个胶囊的形状,氧气罐比氢气罐小的多,就是个球形,但是氢气罐只装了 13 公斤的液氢,氧气罐却装了 148 公斤的液氧,液氢的密度小的可怜 。
爆炸导致氧气罐的指数突然下降,估计是漏得没剩下多少 。还导致燃料电池被炸坏了 。燃料电池不仅仅是提供 14 千瓦的电力,还要提供干净的水 。水不仅仅是供宇航员们饮用,还要用来为仪器降温 。这一下,三个人陷入了绝境 。
蓝色的是氢气罐,红色的是氧气罐,绿色的是燃料电池
好在,此前已经登月飞船在设计的时候就考虑到了当做救生艇来使用 。如果不是事先有所准备 。他们三个肯定回不来了 。在地面工程师的调度之下,三个人挤进了宝瓶号登月舱里 。两个人的地方塞了三个人,肯定是非常拥挤的 。
登月舱的氧气其实一点也不少,因为登月舱要考虑到人进出活动,可以完成多次的减压再加压的过程 。但是水却成了个大问题 。因为登月舱为了节省重量,带的水都是可丁可卯的 。也没有燃料电池来生产水,因此水倒是成了个大问题 。三个人的饮水量降低到了原来的 20%,一个个憋得口干舌燥的,但是没办法,只能这么忍着 。不喝水会导致人体减少排尿,也就无法带走身体内聚集的废物,会伤害到肾脏 。当时宇航员海斯的每次排尿都会有烧灼感,他实际上已经得了肾炎 。但是在太空里也没有什么办法,只能就这么熬着 。
洛弗尔在冰冷的登月舱里试图休息一会儿,他穿的并不厚
登月舱的气温也非常低,只有 3.3 摄氏度,比结冰的温度高点有限 。他们不能用电来取暖,登月舱用的是是蓄电池,不是燃料电池,总能量是个定数,用一点就少一点了 。能节省的就节省,能关掉的都关掉了 。食物都冻得硬邦邦的,想解冻也解不开,只能就这么凑合着吃凉的 。好在宇航员的身体普遍都不错,这点困难还能能克服 。可是有些事儿不是凭他们的体力就能硬抗的 。比如说二氧化碳的浓度在不断的上升,这个问题不解决,很快他们就会神志不清的 。在登月舱熬了一天半之后,二氧化碳的水平已经高的无法忍受了 。
飞船上都用氢氧化锂来吸附二氧化碳气体,氢氧化锂和二氧化碳发生化学反应生成碳酸锂和水 。1 克无水氢氧化锂能吸收 450 立方厘米的二氧化碳,这还是蛮厉害的 。大家中学上过化学课可能都知道,二氧化碳可以跟石灰水发生反应生成碳酸钙 。和烧碱也能发生反应,生成碳酸钠 。但是这两种化学药品都太重了 。航天器讲究的是为减轻1克而奋斗 。氢氧化钠的比重是 2.13,氢氧化锂的比重是 1.46,差不少呢 。所以,航天器首选都是氢氧化锂 。
电影《阿波罗13》的剧照,展示的正是方形和圆形过滤罐,互相不通用
按理说指令舱也应该有氢氧化锂吸收器,拿过来不就完了嘛 。但是,指令舱奥德赛用的那个吸收器的接口和登月舱的这个不一致,接不上去 。登月舱是氢氧化锂过滤罐是圆的,指令舱的氢氧化锂过滤罐是方的,拿过来也没用,塞不进去啊!
【阿波罗13号真实事件登月 阿波罗13号真实事件】要不说呢,官僚主义害死人啊 。指令舱和屁股后头的那个服务舱都是北美公司生产的 。可是登月舱是格鲁门公司生产的,这根本就不是一家人,居中协调的 NASA 也没想起来这茬儿 。结果到关键时刻开始掉链子 。
工程师们正在讨论如何解决过滤罐不匹配的问题
怎么办呢?地面上的工程师也不是吃干饭的 。它们找到了飞船上能有的东西,马上开始拼装,看看能不能自己弄出一个过渡接口 。他们手里有的只有塑料袋、飞行手册、胶带等等杂七杂八的东西 。你别说,胶带这个东西基本上是老少皆宜人人必备 。不但可以用来封快递箱,特种布基胶带还能用来粘飞机蒙皮呢 。即便是在家里,也是到处都用得上,有了这东西,基本就不发愁了 。另外,登月用的宇航服也用不上了,那些塑料管子大可以拆下来用 。
这个自制的“外挂”能发挥作用
指令舱用的过滤罐是方形的 。一头是进气口,这头不用管它 。另外一头是出气口 。先把飞行手册的封面撕下来,这是个硬皮的 。利用这个硬卡纸在出气口上搭个拱形的棚子 。再从宇航服上扯下一根管子,插进这个拱形顶棚的侧面 。套进一个塑料袋子,保持出口这一边别漏气,拿胶布上下左右缠了几圈 。用管子接到圆形过滤罐,接口的地方套上塑料袋,再用胶布裹上几层,保持不漏气 。这样就做了一个外挂的过滤罐 。
地面人员用无线电指挥太空里的宇航员照方抓药,按照这个方法自己做了一个外挂过滤器,接上去试试看,效果还不错,二氧化碳的浓度下降到了正常的水平 。这一关算是过了 。
下面一关是导航电脑的问题 。登月舱的电脑和指令舱的完全不一样,他们把数据传过来了,尽管指令舱的电力非常宝贵,到是这事儿还是要做的 。现在 3 个人搬家到了登月舱,重心发生了变化,有些数据都要重新计算 。在太空是完成不了这一步的,只能由地面的人员算好了,再告诉宇航员,由他们手动输入到登月舱的计算机里 。
这一次需要利用月球的引力完成 180 度的大拐弯,踏上回家之旅 。这个过程需要开发动机调整飞船的状态 。发动机开机的时间要恰到好处,不能早不能晚,不能长不能短,要是差一点,甩错了角度,没有对准地球,那就麻烦了,不知道会被扔到什么地方去 。还好,他们有惊无险的过了这一关 。
在绕过月球背后的时候,洛弗尔眼巴巴的看着下边的月球,上次自己就来过一回啦 。这一次本该下去的,驾驶登月舱踏上月球表面 。可惜服务舱炸了,只能拿登月舱当救生艇啊 。两个新人也挺眼馋的,可惜了,来了都来了,就是不能下去 。月球是挺美的,多拍点照片吧,好留作纪念 。现在回家远比登月要重要多了,毕竟地球才是真正无可替代的家啊 。
阿波罗13号宇航员拍摄的月球照片
绕过月球以后,飞船开始向着地球方向飞过来 。导航全靠宇航员自己手动操控 。好在宇航员先前都经受过训练,地面指挥三个人利用太阳作为参照物进行计算 。导航望远镜已经坏掉了,没法使用 。只能靠肉眼来观察地球的位置 。让窗子对准地球的方向,地球恰好出现在窗子的规定位置,大致就算是对准了 。
就这么在太空里熬了 6 天 。这段日子真的很难过,这都不是一般人能承受的,他们又冷又饿,仅仅能喝那么一点点的水 。要处理的事情又那么多,而且动辄就性命攸关,精神压力也很大 。海斯比另外两个更倒霉,他得了肾炎,正在发烧,他算是吃尽了苦头 。一直到 4 月 17 号,他们已经接近地球,要返回地球大气层了 。只有指令舱奥德赛能承受返回大气层的高温,登月舱宝瓶座是没这个本事的 。所以,他们只能从登月舱返回指令舱,先要打开所有的仪器 。
指令舱里有自己的备用氧气罐 。这点氧气支撑不了多少时间,用于返回地球,也还是算是够用 。登月舱的电力还要尽量的往指令舱调集 。说白了就是拿登月舱当充电宝了 。登月舱本来不是当充电宝用的嘛,只能回收个 20~30%,收集一点是一点吧 。最终,登月舱是要被抛弃的 。不过这一次情况特殊,地面控制人员让他们先扔掉屁股后边的那个服务舱,争取看服务舱一眼,看看到底发生了什么事儿 。
服务舱的舱壁被炸的惨不忍睹
等把服务舱扔掉,服务舱飘过指令舱的窗前,大家赶快给服务舱拍照,这时候他们才第一次看见服务舱发生了什么事儿,他们惊讶地发现燃料电池和氧气罐上整块面板都被炸飞了,高增益天线也被炸坏了,他们这几天一直靠备用天线和地面联系,损坏非常严重 。他们必须留下影像资料,回去还要做事故分析呢 。
最后,轮到抛弃登月舱了,他们从登月舱里拿了点东西当做纪念品,三个人回到指令舱 。现在要把登月舱扔掉 。三个人还有点恋恋不舍的,毕竟这个登月舱救了他们三个人的命啊 。地面控制人员也有点恋恋不舍,他对着登月舱深情的说了一句:“再见,宝瓶座,谢谢你” 。没办法,再不舍也必须抛弃宝瓶座登月舱,最后宝瓶座还是进入地球大气层烧掉了 。这是少有的烧毁在地球大气层之中的登月舱 。
被抛弃的“宝瓶座救生艇”
接下来就是奥德赛重返大气层了 。返回的时候,飞船和大气摩擦,烧蚀材料会不断带走热量,这个过程会产生黑障 。也就是等离子体完全吃掉了无线电波,飞船和地面的通信中断了 。偏偏阿波罗 13 号返回大气层的黑障特别长,因为飞船比较轻,原本他们应该从月球上运回一些岩石,这次他们没有降落,也就没有带 。这么长的时间,隔热层会不会被烧坏呢?NASA 的工程师们心里也没底,大家的心都提到嗓子眼了 。他们一遍又一遍的呼叫奥德赛,但是奥德赛没有回音,只有沙沙的电流噪音 。
大家的耐心在一点一点的消失,恐惧感在一点一点的积累 。直到最后传来了三位宇航员发自奥德赛的声音 。大家压抑的感情突然爆发出来,控制大厅响起一片掌声 。他们终于把不可能变成了可能 。阿波罗 13 号在太空里转了 144 个小时,现在终于回家了 。
飞船还是准确的落在了预定的南太平洋,硫磺岛号两栖攻击舰正在附近等着呢 。马上派出直升机去打捞 。把三个人都捞起来,三个人体重加起来减轻了 14.3 公斤 。这几天他们喝不到几口水,吃也吃不好 。体重不减轻才怪了 。海斯还得了肾炎,必须马上治疗 。阿波罗 11 号和 12 号的宇航员还要经历严格的检疫手续,阿波罗 13 号就不用了,他们压根没接触到月球上的东西 。
他们在船上睡了一夜,第二天到了萨摩亚,然后去了夏威夷,总统尼克松正在檀香山等着他们,要给他们授勋 。他们的家人和孩子也都来了 。他们没能登月,准确的说这次任务是失败的,但是这是宇航局历史上最成功的一次失败,他们活着回来了 。就连苏联的宇航员也打电报向他们表示祝福 。美苏两国竞争归竞争,这方面还是显得光明磊落的 。
这事儿还没完呢 。NASA 还需要搞清楚到底是什么地方出毛病了,为什么会爆炸 。追来追去,发现了其中的来龙去脉 。北美公司是服务舱的制造商 。他们订购了一批液氧罐子 。这只装在阿波罗 13 号上的 2 号液氧罐其实当初是装在阿波罗 10 号上的 。这只罐子被拆下来检修的时候出了意外,从 6 公分高的地方掉下来,摔了一下 。大家可能觉得这 6 公分算个屁啊 。NASA 的工程师可不敢掉以轻心 。换了个罐子给了阿波罗 10 号,拿着这只磕碰过的罐子去检测,也没发现有什么损坏,也就继续用在了阿波罗 13 号上 。但是当时没人知道这个罐子里的线路发生了破损,有一根电线的塑料皮破了一个口子 。
阿波罗13号的氧气罐结构
其实在装到阿波罗 13 号上之前,还是做了检测的,这个罐子被发现无法彻底排空液氧 。按理说用气态的氧气灌进去,就能把液氧给挤出来,而且可以挤得很干净 。可是这个罐子却不行 。测试小组决定采用加热的办法来排空这个氧气罐 。罐子里带有加热装置 。液氧的温度是 -183 度,你要加热的话,加到零上也就够瞧的了 。有温度开关来自动控制加热温度,温度过高就断电 。测试小组加上 28V 的电压,发现还是没能完全排空罐子里的液氧 。加大电压呗,加到了 65V,这次倒是顺利的排空了罐子里的液氧 。但是他们想不到的是,温控开关被大电流给烧坏了,永远停在了开的状态,再也关不上了 。
结果,这个罐子跟着阿波罗 13 号上了太空,管子上的温度表上限就是26.6摄氏度 。美国人喜欢用华氏度,也就是 80 华氏度 。即便是爆表了,你也看不出来 。电流一直通着,液氧的温度被加热到了 500 度,压根停不下来 。
上了太空以后,罐子里的液氧处于失重状态,凝结成一坨坨飘在罐子里乱晃 。这种不均匀的状态是很难测量的,地面要准确测量氧气罐内部的情况,最好是把罐子里的液氧搅拌均匀,扩散开 。所以在罐子里有个小风扇,斯威格特按照地面的指令去打开这个小风扇搅拌的时候,电线上冒出了一个很小的火花,在一般情况下,这个火花不算什么,电线的塑料皮都是用特氟龙做的,也就是聚四氟乙烯塑料,号称塑料王,那真是禁拉又禁拽,耐酸耐碱,不怕冷也不怕热,要不然怎么会用这东西做不粘锅呢 。但是在纯氧环境下,温度又高,罐子被被加热到 500 度嘛,液氧是那么老实的东西吗?电线皮马上就烧起来了 。结果,这个罐子砰的一声就炸了 。阿波罗 13 号事故的主要原因就是这个一炸 。
但是,你想不到的是,这次爆炸还算是因祸得福 。因为还有另外一个隐患,如果这个隐患在登月的时候在发作,那他们三个就交代了 。好在没有走登月的流程和步骤,这到底是怎么回事呢?我们下次再说 。