如果一切按計劃進行,美國國家航空航天局的第三次登月任務本應部署一組科學儀器,並帶回人類首次月球高地之旅的樣本。然而,就在這個月前的50年前,阿波羅13號“遇到了問題”。
一個在離開地面之前就已在不知情的情況下損壞的氧氣罐在前往月球的途中爆炸,使載有宇航員吉姆·洛弗爾、弗雷德·海斯和傑克·斯威格特的宇宙飛船癱瘓。在瞬間,1970年4月的這次任務的優先事項從擴充套件關於地球天然衛星的知識轉變為安全地將機組人員送回家。
“我們說,‘哦,我的上帝,登月計劃取消了,’”阿波羅13號的指揮官洛弗爾回憶道。“我們仍然有一個良好的燃料電池,它提供了足夠的電力將我們送回地球。但是燃料電池所需的氧氣正在從我們宇宙飛船的後端噴出。”
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快速評估情況並遵循地面工程師團隊的指導,機組人員開始著手關閉指令艙並啟動登月艙以充當救生艇。
一群飛行控制人員聚集在一起,討論如何將受損的阿波羅13號宇宙飛船的機組人員安全帶回家的挑戰。圖片來源:美國國家航空航天局
“在執行這些任務之一之前,你必然會假設你不會回來了,”阿波羅13號的登月艙駕駛員海斯說。“我不知道百分比——有多少機率。這是一個與許多挑戰作鬥爭的問題,並且[希望]地面上,在任務控制中心工作的人,會找到答案。”
阿波羅13號使用宇宙飛船上仍在執行的東西——也就是本應將洛弗爾和海斯送上月球的火箭發動機——被置於“自由返回”軌道上。繞過遠月面,月球的引力將提供宇航員返回地球所需的加速度。
洛弗爾之前曾去過月球——他是兩年前阿波羅8號任務中首批進入月球軌道的三人之一——但這次旅程是海斯和斯威格特第一次近距離看到環形山表面。作為指令艙駕駛員,斯威格特接受過從高空拍攝這顆天然衛星的訓練,包括使用一種以前從未飛行過的新型大畫幅地形相機。但是,由於機組人員的生存重任壓在每個人的心頭,任務的科學目標不再是優先事項。
“飛行計劃被扔進了廢紙簍。傑克和我都拿出了相機,拍了很多照片。我們主要以遊客的興趣拍攝它們,”海斯說。“俯視月球,我們可以看到弗拉·毛羅,我們計劃著陸的地點。”
齊奧爾科夫斯基環形山,由阿波羅13號宇航員在1970年4月繞過月球背面時拍攝。圖片來源:美國國家航空航天局
與為阿波羅11號和阿波羅12號著陸選擇的地點不同,後者都位於月球月海或“海洋”的平坦玄武岩平原上,弗拉·毛羅高地以低矮的山脊和大型山丘為特徵,提供了探索全新型別的月球地形的機會。該區域引起了地質學家的特別興趣,因為預計地表上的大部分物質都是從附近的錐形隕石坑挖掘和噴射出來的。
海斯第一次看到弗拉·毛羅本應是一個激動人心的時刻:在正常情況下,這將是對未來事物的驚鴻一瞥。相反,眼前的景象立即提醒了他將無法實現的目標。“在那時,這並不是一種壓倒性的情緒。這只是我們無法像我們訓練和出發去做的那樣做的失望感的延續,”他說。
如果沒有發生爆炸,洛弗爾和海斯本應降落在月球表面並進行兩次月球行走,包括徒步前往錐形隕石坑的邊緣。這兩位宇航員不僅接受了廣泛的訓練,以撿起月球岩石並穿越他們的著陸點,還接受了部署儀器的訓練,以便“收集和中繼關於月球物理和環境特性的長期科學資料到地球,至少一年”,正如美國國家航空航天局的飛行前新聞稿所寫。
一些硬體與之前兩次登月任務中使用的設計相同。例如,阿波羅11號和阿波羅12號都留下了地震儀來測量流星體撞擊和“月震”。(阿波羅12號的地震儀,像阿波羅13號的一樣,由核放射性同位素溫差發電機或RTG供電,這在後一次任務結束時引起了處置問題。)其他科學工具計劃首次使用。
“我們在飛行中獨有的一個,直到阿波羅15號才再次飛行,是電動鑽,”海斯說,指的是熱流實驗的一部分,該實驗要求在月球表面鑽探幾米以收集巖芯樣本。(事實證明,考慮到月球風化層或土壤堵塞鑽頭的趨勢,海斯可能遇到了與阿波羅15號機組人員後來遇到的相同困難。)
在1970年1月的一次訓練演習中,身著宇航服的阿波羅13號宇航員吉姆·洛弗爾(左)和弗雷德·海斯使用電動鑽進行訓練,為他們命運多舛的月球表面任務做準備。圖片來源:美國國家航空航天局
阿波羅13號上的其他月球科學包包括一個帶電粒子實驗,該實驗本應測量太陽風在月球環境中的影響;一個冷陰極規實驗,用於量化其稀薄大氣層中的密度和溫度變化;以及一個塵埃探測器。“我認為如果我們著陸了,如果我們從一開始就沒有遇到問題,我認為我們為之訓練的科學工作將會實現,”洛弗爾說。
最終,機組人員確實安全回家了(斯威格特後來於1982年死於癌症)。由於沒有機會勘測弗拉·毛羅地區和部署月球表面實驗,美國國家航空航天局的專案主管建議將阿波羅13號任務視為“不成功”。但並非所有科學成果都丟失了。
當宇航員返回家園時,將他們從地球上助推升空的火箭段被有意引導撞擊月球。由此產生的撞擊,由阿波羅12號部署的地震儀測量,以相當於超過10公噸TNT的能量撞擊了月球表面。收集到的資料為這顆天然衛星的成分提供了新的見解,反過來,這為未來的登月任務及其實驗包提供了資訊。
在擱置了所有的訓練和科學目標之後,任務控制中心傳來助推器撞擊成功記錄的訊息,這激發了洛弗爾的回應。“好吧,至少這次飛行中有些東西奏效了,”他向地球發回無線電。
