航天航空：氧氣罐爆炸後，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？當地時間1970年4月13日，在美國阿波羅13號飛船飛往月球的途中，氧氣罐爆炸並造成飛船受損，登月任務立即取消。3名宇航員乘坐受損的飛船，經曆九死一生，終於安全返回了地球。雖然這項任務最終是失敗了，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劃——“阿波羅13號”（Apollo 13）將在月球上設置一係列儀器。然而，這次登月“有麻煩了”。
其實在發射之前，飛船的氧氣罐就出現了一些破損，但並沒有人察覺到。在飛往月球的途中，氧氣罐爆炸並造成飛船受損。此時，船上搭乘著宇航員吉姆·洛弗爾（Jim Lovell）、弗雷德·海斯（Fred Haise）和傑克·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，這次的登月任務要失敗了！’，”阿波羅13號任務的指揮官洛弗爾回憶道，“我們當時還剩一個完好的燃料電池，它的電量足夠我們返航了。燃料電池需要氧氣，而爆炸導致氧氣正從飛船後側快速泄露”。
在地麵團隊的指揮下，宇航員們迅速評估了現場狀況，並開始關閉指揮艙，以及嚐試啟動登月艙來充當救生艇。
阿波羅13號的登月艙駕駛員海斯說：“在執行登月任務前，宇航員一定會考慮如果自己回不來要怎麽辦。當時，我不知道具體的生存的幾率能有多大，唯一能做的就隻有克服眼下的一係列困難，並期待著地麵上的工作人員能想出返航方案。”
幸運的是，供洛弗爾和海斯登月的火箭發動機還能使用，於是他們決定試著進行“無動力返航”。也就是說，飛船繼續沿繞月軌道飛行，當到達月球背地麵後，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了，在1968年，也就是阿波羅13號發射2年以前，他曾是執行阿波羅8號繞月飛行任務的三位宇航員之一。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麵。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練，以及如何使用新型大幅麵地形照相機。但此時，如何活下去成為了每個人心裏的一塊大石頭，科研任務就被擱置到一邊了。
“飛行計劃已經被丟進了廢紙簍。出於一種‘來都來了’的心態，傑克和我都掏出相機拍了許多照片。”海斯說道，“俯瞰月球，我們能看到弗拉-毛羅環形山（Fra Mauro），這是我們原定的降落地點。”
阿波羅11號和12號的登月地點都選在了低窪的平原，這些地區也被稱為“月海”。與之不同的是，弗拉-毛羅環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。地質學家對此很感興趣，因為根據預測，環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-毛羅環形山的第一眼本該是激動人心的。然而現在，這一瞥卻隻能讓他想起無法完成的任務。“這種感受倒不至於讓我崩潰，”他回憶道，“隻是延續了我們在知道自己無法按計劃完成訓練已久的任務後，持續襲來的失望感。”
如果爆炸不曾發生，洛弗爾和海斯本該踏上月球，觸摸月球表麵並進行月上行走。兩位宇航員都經過了長期而廣泛的培訓，訓練內容不僅包括如何采集月球岩石樣本，還包括如何布置測量儀器以便“持續一年以上地采集並向地球傳遞數據，以了解月球的物理及環境特性。”
阿波羅13號攜帶的一些儀器與前兩次登月任務相同。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）的數據。不過，他們也攜帶了一些本打算首次應用於月球的儀器。
海斯介紹道：“我們攜帶了很特別的一項工具——電鑽。之後，在阿波羅15號任務中才再次用到了電鑽。”他指的其實是一項熱流（heat-flow）實驗的一部分，這項任務需要從月球表麵向下鑽幾米，以收集到岩芯樣本。（不過事實證明，即使順利抵達月球，海斯可能也會遇到和阿波羅15號宇航員同樣的問題，就是月壤很容易卡住鑽頭。）
阿波羅13號的其他任務還包括旨在測量太陽風對月球環境影響的帶電粒子實驗，測量稀薄大氣中密度和溫度變化的冷陰極真空管實驗，以及安裝一個粉塵探測器。“如果我們成功登月了，如果我們沒在任務的一開始就遇到麻煩，那麽我認為我們是能夠完成所有科學任務的。”洛弗爾說道。
幸好，最後三位宇航員全部安全返航了（斯威格特在1982年因癌症去世）。由於沒能調查弗拉-毛羅環形山，也沒能在月球表麵進行實驗，NASA的項目主管認為阿波羅13號任務最終還是“失敗”了。然而，失敗並不代表毫無科研價值。
在宇航員返航時，他們故意拋棄了在發射後提供推力的那部分火箭，並使其撞向月球。根據阿波羅12號任務中安裝的地震儀的數據，此次撞擊產生的能量超過了10噸TNT爆炸的能量。這次撞擊的數據使我們對月球有了新的認知，並且也幫助研究者更好地規劃未來的登月計劃。
放棄了所有的科研任務後，地麵控製中心傳來了消息，稱這次撞擊已經被成功記錄。聽到這個消息，返航途中的洛弗爾用無線電回應道“好吧，至少這次飛行還有些效果。”
撰文：Robert Z. Pearlman
翻譯：張二七
文章來源：科學美國人
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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