如果阿波羅13號沒能返回地球會怎樣？
——50年後再回首
NASA將阿波羅13號（Apollo 13）登月任務稱為“一次成功的失敗任務”。眼看就要在月球上著陸，阿波羅13號突然發生了爆炸，“奧德賽”（Odyssey）指揮艙受到嚴重損壞，三名宇航員的生命受到重大威脅，但他們最終仍安全返回地球。如果NASA那次失敗了呢？
如今，NASA標誌性的登月計劃已經過去50年了，仍有組織在研究和分析阿波羅13號事件，軟件公司AGI（分析圖形有限公司）就是其中之一。
當時，阿波羅13號受損嚴重，沒有太空外援，氧氣儲量告急，它究竟是怎樣安然返回地球的呢？AGI運用視頻模擬技術，以一個全新的視角解讀了這一事件。2010年，AGI在阿波羅13號事件的40週年紀念日那天，推出了一個還原事件的視頻模擬版本。
在2020年4月13日，星期一，AGI在油管上公開發布了這個視頻模擬版本。
這一天，是阿波羅“奧德賽”（Odyssey）指揮艙爆炸事件的五十週年紀念日。AGI的計算數據顯示，該事件破壞了“奧德賽”的供氧系統和電力系統，而五週後，在1970年5月20日那天，阿波羅13號將正常返航，進入地球大氣層。
雖然在返回地球的前幾個星期，三名宇航員一直處於缺氧狀態，但事情的發展比我們想得要更樂觀。
世界各地的工作人員、航天地面指揮中心等組織展開了複雜而細緻的救援工作，最終，宇航員吉姆·洛維爾（Jim Lovell）、弗雷德·海斯(Fred Haise )和傑克·斯威格特(Jack Swigert)得以安全回到地球。
在五十年前的這一週，阿波羅13號於1970年4月17日安全著陸，這對宇航員及其背後工作者來說，一切努力和驚險都值得了。今天，其中兩位宇航員——洛弗爾（Lovell）和海瑟（Haise）仍健在，斯威格特(Jack Swigert)於1982年不幸罹患癌症去世。
阿波羅13號的“假設”
另一種可能的事實—如果宇航員不能按計劃將引擎點火併返回地球，將會發生什麼—引發了一個虛構的設想，正如太空記者安德魯·柴金（Andrew Chaikin）——“月球上的人”（A Man On The Moon）的作者——所解釋的那樣。
“當他們的氧氣耗盡時，他們會想念地球並在太空中孤獨的死去，”柴金在敘述中，以錯誤的流程開頭，並補充到：
“更加令人不寒而慄的是他們的屍體再也不會回來了，因為阿波羅13號將永遠在太空中盤旋。我的想法大概是這樣的。”
柴金說，他讓AGI在2000年展示飛行的關鍵時刻，但並未期望有任何新的變化。
該公司在太空和其他應用程序的軟件開發方面經驗豐富，例如，在最近幾十年間，它參與了長期運行的月球偵察軌道飛行器（Lunar Reconnaissance Orbiter），完成了2015年冥王星上不斷更進的“新視野號”（New Horizons）任務，2015年“信使號” (英文縮寫：MESSENGER，英文全寫：Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging，意譯為“水星表面、太空環境、地球化學與廣泛探索“) 航天器首次成功的水星軌道飛行任務。
由於阿波羅13號有趣的軌道形狀，該團隊對為其建模表現出濃厚興趣。
從Analytical Graphics Inc.（分析圖形公司，AGI)的模擬中可以看到，阿波羅13號航天器如果在1970年4月沒有安全返回地球，會發生什麼樣的情況。（圖片來源：Analytical Graphics Inc.）
爆炸之後，阿波羅13號的宇航員起初在一條不會自動將他們的飛船帶回地球的軌道上。
但他們使用了“水瓶座"登月艙（Aquarius lunar module）（洛弗爾（Lovell）和海斯（Haise）打算將其降落在月球上）進行多次發動機燃燒，以實現“自由返回軌跡（free return trajectory）”。
這條新路徑把宇航員帶到月球周圍並安全地返回地球，而不是完全的錯過了這個星球。
AGI技術總監鮑勃·霍爾（Bob Hall）表示：
“坦誠的說，我們並未著手檢查它們是否會成為[太空中的]永久紀念碑。”
因此，當他們的團隊震驚的發現，如果路徑未改變，飛船也不會永遠的在太空中盤旋—這與專家在文獻中所說的一切相矛盾。
“我們花了幾天，甚至不止一兩個星期的時間來模擬。我們想知道，'我們的建模有什麼問題嗎？'”
霍爾（Hall）說。AGI及其合作伙伴，太空探索工程（Space Exploration Engineering）內部進行了大量討論，然後最終致電柴金進行討論。
阿波羅13號全新解讀
一個意想不到的方向提供了線索。
因為新書採訪的需要，柴金讓團隊與查克·迪特里奇（Chuck Dietrich）取得聯繫，迪特里奇曾是控制中心的官員之一，負責計劃並執行阿波羅13號在太空中的引擎點火。然而，在1970年，計算能力是有限的，即便在NASA，也不例外，迪特里奇也只能進行數字運算，而不是仿真模擬。
“當年阿波羅發射時，我年紀還小，也根本沒有用過那玩意。即便為NASA工作的人也沒有用過，”SEE的聯合創辦人麥克·魯克斯（Mike Loucks）在談到他和AGI共同研發的模擬軟件時講道。
幸運的是，迪特里奇還保留著當年阿波羅13號在太空中遇難時他記下的筆記。
當然，要驗證這些，所做的計算和花費的精力都是今天難以想象的，好在最終太空傳來了隊員們的好消息——他的計算與隊員們的數字完全吻合。
AGI模擬1970年4月阿波羅13號未安全返回地球時可能發生的情況，圖為靜止圖像。（圖片來自：Analytical Graphics Inc）
雖然文獻表明，如果阿波羅13號軌道未變，它可能開始就偏離地球40000英里（6.4萬公里），而據迪特里奇和軟件團隊的計算，飛船隻會偏離2500英里（4000公里）——一個相對較低的軌道，僅是現今國際空間站高度的10倍。而隨著時間的推移，月球的引力將推動飛船重返地球。
柴金仍對這一結果描述感到驚訝，他認為阿波羅13號事件是人類智慧的見證。
“它提醒人類只要我們團結一心，永不言敗，就能攻無不克。我始終認為這個故事在100年後仍會像今天一樣振奮人心，而現在它甚至比之前更加有趣了，”他說道。
AGI和SEE都認為阿波羅13號的軌道運行對NASA而言是有用處的，以及對於某些商業公司想要在21世紀20年代“阿爾忒彌斯（Artemis）”計劃的扶持下重返月球也是有參考價值的。NASA的現行政策是要求在2024年前，藉助一支商用太空飛船隊，讓宇航員在太空著陸。
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阿波羅13號（Apollo 13）是阿波羅計劃中的第三次載人登月任務，於1970年4月執行。發射後兩天，服務艙的氧氣罐爆炸，太空船嚴重毀損，失去大量氧氣和電力；三位太空人使用太空船的登月艙作為救生艇。導航與控制系統沒有損壞，但是為了節省電力，在返回地球大氣層之前都被關閉。三位太空人在太空中面臨維生系統損壞所導致的種種危機，最後成功返回地球。
作者：Elizabeth Howell
FY：Astronomical volunteer team
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