阿波羅計劃

是美國從1961年到1972年組織實施的一系列載人登月飛行任務，該計劃始於1961年5月，至1972年12月第6次登月成功結束，歷時約11年，耗資255億美元，約佔當年美國全部科研經費投入的20%，在工程高峰時期，參加工程的有2萬家企業、200多所大學和80多個科研機構，總人數超過30萬人。

土星五號運載火箭

也許是數次的阿波羅計劃成果太為耀眼，阿波羅13號所發生的事故鮮為人知人知，雖然這次登月任務最終失敗，但卻被世人稱為世界航天史上最成功的失敗，這其中的原因究竟是什麼？是什麼原因導致了事故的發生？這次事故的最終結果又是什麼呢？接下來且聽我慢慢道來。

電影《阿波羅13號》劇照

簡介

阿波羅13號登月計劃是阿波羅計劃的後期任務之一，也是整項計劃中第三次載人登月任務，於1970年4月進行，共搭載三名宇航員，在前往月球的過程中，距離地球321860公里時，服務艙（阿波羅飛船實際上是由3個主要的部分組成的：粗短的阿波羅飛船指揮艙是宇航員所在的艙段，柱狀的阿波羅服務艙裡則主要用來安放飛船的電子和環境維持設備，另外還有外觀略顯笨拙的登月艙，而登月艙本身則也可以再分為兩個部分——上升段以及下降段。）的二號氧氣罐發生爆炸，殃及另外一個氧氣罐，不僅導致指揮艙和服務艙同時失去了兩個氧氣罐中的氧氣，還嚴重損壞了航天器的供電設備，儘管指揮艙中還有供返回地球時使用的電池，但是隻能使用大約10小時。因此，三名宇航員最後不得不把登月艙作為救生艇，向地球奮力“滑行”。

爆炸的氧氣罐

阿波羅飛船使用一套複雜的電池組和三臺大型燃料電池為所有設備提供電力，其中燃料電池負責承擔飛船飛行階段大部分電力供應任務，這種燃料電池的工作原理是將氫和氧進行反應，從而產生1.4kW的30V直流電，並在過程中產生少量水。而為了儘可能的攜帶氧氣和氫氣，效率最高的方式就是使他們以液態形式存在，因此在阿波羅飛船的服務艙內安裝有兩個大型的液態氫氣罐(每個內部裝有13公斤的液氫)，另外還有兩個液態氧氣罐(每個內部裝有大約148公斤的液氧)。

而發生爆炸的正是二號氧氣罐，這個氧氣罐最初是安裝在阿波羅十號上，但就在阿波羅10號發射之前，這個液氧罐卻被拆卸了下來進行維護和改裝，在此期間這個罐子曾經從大約2英寸(約合6釐米)的高度上摔落下來。最終這個可能損壞的罐子沒有被再次裝回到阿波羅10號上，而是造了一個新的液氧罐，同時這個掉落的罐子經過檢查後並沒有發現損壞，但是，這種外部檢查卻發生了一項致命的疏忽：其內部有一根管線發生了輕微的破損。

於是美國宇航局便把這個似乎沒有破損的罐子分配給了阿波羅13號的服務艙繼續使用。在阿波羅13號發射前，技術人員再次對各項部件進行了嚴格檢查，在其中一次檢查中，這個液氧罐被發現無法正確地排空液氧，於是測試組決定利用加熱的方法排空液氧罐，然而他們犯了一個致命的錯誤：液氧罐本身具備加熱的能力，但是根據設計，應當使用飛船的28V直流電力系統供電，但測試組卻將它與65V的地面線路連接了長達8小時之久。

過高的電壓導致加熱器開關被燒化，固定在了關閉位置，這就讓它無法及時在情況異常時啟動自動關閉程序，於是液氧罐內的溫度持續升高，一直到了超過1000華氏度(約合537.7攝氏度)，而安裝在液氧罐內部的溫度計設定的最高溫標才80華氏度(約合26.6攝氏度)。但從外部觀察，看不出任何異常情況。美國宇航局在後來的事故調查報告中提到：“液氧罐內部管路使用的特氟龍絕緣層遭受了嚴重的損壞”。

致命的攪拌

類似於液氧這樣的液態氣體在微重力情況下會傾向於分層，也就是說，在缺乏重力的情況下，它們會傾向於形成不同的分層並在其所處的空間內向周圍擴 散。而當這一空間就是液氧罐的內部體積的時候，這種分層效應就會讓測量液氧罐內部的液體量變得十分困難。為了精確測量罐內液體的多少，阿波羅飛船的服務艙液氧罐中安裝了一套渦輪裝置，類似於小型船槳的葉輪能將液氧攪拌均勻便於測量，這在阿波羅13號飛行過程中屬於例行操作，但是沒有人知道，每一次攪拌對於阿波羅13號而言都是潛在的巨大災難。

在任務進行到第56個小時之後，指令倉飛行員傑克·斯威格特進行了例行的攪拌操作。根據推測，這次操作產生了幾顆火星，點燃了二號罐內的特氟龍材料。在液氧環境下，特氟龍材料的燃燒十分迅速，在液氧罐內瞬間產生極高壓強(超過41 MPa)。這樣的壓強不但超過了液氧罐閥門的承受極限，也超出了液氧罐結構強度的極限，於是，液氧罐發生了爆炸。

艱難的回家路

航天器受損導致原定在弗拉·毛羅高地的登月任務被迫取消，指揮中心有人提議立刻讓航天器掉頭返回地球，然而整個航天器上可以提供掉頭推力的推進系統位於發生爆炸的服務艙尾部，由於損壞狀況不明，點燃推進系統有再次引起爆炸的風險，為了安全考量，指揮中心決定不使用推進系統。他們選擇利用月球引力返航，繞過月球背面再讓航天器進入自由返航軌道。為了進入自由返航軌道，必須校正一次飛行軌道；正常情況下會使用服務推進系統來校正軌道，但由於事故影響，在工程師團隊長時間研究後，指揮中心決定使用登月艙的降落火箭進行簡單的軌道矯正。

返回地球的指揮艙

登月艙原本設計用來供兩名宇航員使用兩天，但是現在卻有三名宇航員要靠它存活四天，登月艙上用以過濾二氧化碳的氫氧化鋰過濾器無法負荷這種需求。儘管指揮艙另有備用過濾器，但它們與登月艙上的接口形狀不同。在二氧化碳濃度不停升高的情況下，地面指揮即時想出瞭解決辦法，他們指導太空人用太空船上僅有的物資拼裝連接起兩種不同形狀的過濾裝置，成功降低登月艙的二氧化碳濃度。

在航天器逐漸接近大氣層時，為了便於分析事故起因，航天局決定先拋棄服務艙而不是常態下應先被拋棄的登月艙。當三位宇航員首次看到服務艙時，他們驚訝地發現燃料電池和氧氣罐上整塊面板都被炸飛了。地面指揮中心還擔心返航途中為了省電關閉維生系統而失溫的指揮艙，會因為水凝結導致電子控制系統短路，這無法預防，只有在系統重開機的當下才會知道系統是否順利運作，幸運的是最後一切正常。

儘管事故非常不幸，但是最終三名宇航員還是安全返回了地球。他們是非常幸運的，因為航天器是在去月球途中出現問題，而非回程；否則他們在緊急情況下可調動的剩餘資源會大大減少。如果服務艙的爆炸發生在繞月或返航途中，三位宇航員生還的機會非常渺茫（若正常完成登月任務，登月艙會被拋棄，三位宇航員就沒有救生艙）。

成功的失敗

造成阿波羅13號飛船事故的原因是由很多的小小失誤逐漸累加形成的——液氧罐的墜落，沒有進行必要的液氧罐內部檢查，液氧排空操作上的失誤以及災難性的高溫烘烤。當所有這些因素累加在一起，導致的結果是驚人的。而對於阿波羅13號的最終獲救，最大的原因應該說是地面控制人員和飛船乘組此前所進行了數以百計的反覆練習。每一位控制員，包括所有的支援人員都對他們各自領域的專業知識非常瞭解和熟悉。

而對於阿波羅13號的飛行乘組而言，除了對原定的飛行計劃爛熟於胸之外，他們都是傑出的飛行員，

正是阿波羅13號上的宇航員們能夠在最危機的情況下保持冷靜，並在問題出現時及時進行解決，才最終讓他們能夠從這一極端複雜的險惡環境下脫險。美國宇航局的“模擬，模擬，再模擬”思維決策意味著即便出現類似阿波羅13號這樣嚴重的危機事件，永遠都可以找出某種形式的應急方案來。另外，此次任務的控制員們在制定應急救援計劃時，他們對於飛船各個系統的極限性能都有著非常清楚的瞭解和把握。

對整個人類來說，阿波羅13號的事故、挑戰者號的災難，不該成為絆住前進腳步的阻礙，而應化作激勵我們去探索星辰大海的勇氣和力量。

阿波羅系列計劃達到了人類在太空探索中從未達到過的高度。但那已經過去將近半世紀。歇息多時的人類，是不是應該重拾行囊，繼續向宇宙深處進發了？

當我們的後代到達比月球遠得多的地方的時候，他們會想起詹姆斯-A-洛威爾、傑克-斯威格特和弗雷德-海斯，也會想起尼爾-阿姆斯特朗、邁克爾-柯林斯、巴茲-奧爾德林，想起尤里-阿列克謝維奇-加加林。

他們會想到，無論他們走出多遠，這段激動人心的旅程永遠肇始於那些勇敢的先人踏出的第一步。