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當我的父親步入 80 多歲時,我意識到我從未向他詳細詢問過他在 NASA 擔任工程師的職業生涯。 我開始儘可能多地瞭解他和他的阿波羅時代同事們經歷的日常擔憂、挫折和成功。 我與他的第一次談話開啟了多年的研究、一系列採訪,並最終促成了一本書的出版,《阿波羅編年史:美國首次登月任務的工程奇蹟》。
他搬出了一個裝滿紀念品的箱子。 從徽章、臂章和紀念牌中,他拿出了一篇 20 世紀 60 年代的研究論文。 “哇,”我輕聲說道。 裡面密密麻麻地寫滿了矩陣和方程式。 在那時,離開地球的航行還只是一個夢想,但這篇論文詳細描述了航天器從以地球為中心的座標原點到另一個世界的數學轉移。
當約翰·F·肯尼迪在 1961 年向全國宣佈他的登月挑戰時,成千上萬的頭腦開始熱切地工作。 他們難以置信地凝視著無數嚴峻的問題:不穩定的、爆炸的火箭; 很大程度上神秘的月球表面; 以及充滿了最佳猜測的軌跡計算。 距離完成登月任務的時間不到九年,工程師們沒有劇本可循。 正如我父親的同事馬洛·卡塞蒂所說,“我可以想象一個蹣跚學步的孩子邁出最初的幾步,感到不確定,然後你說,‘幾年後,他將跑馬拉松。’”
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我發現 NASA 1962 年的緊急行動尤其令人鼓舞。 像卡塞蒂這樣的員工潮水般地從弗吉尼亞州蘭利搬到休斯頓。 一些工程師離開了風景優美的弗吉尼亞州,發現他們的新環境非常超凡脫俗,遍地灌木叢,平坦如方格紙。 “這幾乎讓我熱淚盈眶,”卡塞蒂說。 “陰沉、沉悶、醜陋,”另一位被調來的工程師哈爾·貝克回憶道。 他們都出生並在東海岸長大。 並且像 NASA 草創時期的許多年輕人一樣,他們都在童年時期痴迷於模型飛機後選擇了工程學。 現在,在他們 20 多歲的時候,他們正在計劃太空任務。
新的 NASA 中心從一片泥濘的牧場上拔地而起,要到 1964 年才能準備就緒。 在此期間,該機構在休斯頓大都會區租用了一些零星的建築物和套房。 在某些情況下,公寓的臥室和廚房變成了臨時辦公室。 而且在沒有自己大型計算機的情況下,工程師們不得不盡可能地借用處理時間。 1962 年,NASA 依靠休斯頓大學的 IBM 7090 計算機。 這臺計算機在當時非常先進,使用了電晶體而不是電子管,但仍然需要一次一張穿孔卡片地輸入指令,並在第二天早上返回結果。
卡塞蒂的工作之一包括計算軌道執行的宇航員何時應該開始他的太空艙穿越大氣層的熾熱再入。 完美的濺落需要擊中地球的白天區域,靠近(但不是太靠近)等待救援的船隻,並且不會撞擊到任何陸地。 卡塞蒂回憶說,他拿著他整理好的成堆穿孔卡片——他的計算機程式——冒著夏季暴雨,雨水徑流如此之大,以至於掀開了街道上的沙井蓋。
即使他保持卡片乾燥,第二天回來時也經常遇到挫折。 “故障率很高,”他說。 “你可能會在一個卡片上打錯一個數字,然後你就會得到一堆廢紙……只是一堆沒有任何意義的八進位制數字。” 如果他成功地穿針引線——正確地打孔卡片並保持它們的順序——他仍然要受計算機設施操作員的擺佈。 當地的工作人員通宵執行程式,但他們沒有工程師們那種爭分奪秒的緊迫感。 “有時我會告訴我們的人,我們必須在明天之前執行這個程式。 如果有幫助的話,在卡片裡塞一張五美元的鈔票。”
與此同時,貝克追求的是首次逐步計算到達月球本身。 他將他們的計算描述為在黑暗中摸索。 來自兩個球體的不斷變化的引力、動態的燃料水平以及航天器不斷變化的重量,構成了一個非常複雜的情況,以至於沒有一個單一的方程式可以捕捉到所有情況。 貝克的團隊辛苦地、一步一步地計算出一條到達月球的路徑,計算每個時間點的各種引數。 “當您計算月球軌跡時,”貝克說。 “你會有一堆像一英尺厚的紙。” 1962 年,他們根本不確定這種方法是否會在計算機上奏效,更不用說對於一艘塞滿了三名宇航員的真實飛船了。
像卡塞蒂一樣,貝克迫切需要他的卡片堆在每個晚上都在大學計算機中心執行。 他滿懷深情地回憶起他的秘密武器。 “那是一輛很棒的車,夥計。” 在晚上放下他的請求時,貝克將一把鑰匙連同他的穿孔卡片一起交給了工作人員。 然後他乘計程車回家。 當工作人員決定執行誰的任務時,他們可以漫步到停車場,在奧斯汀·希利汽車的後備箱裡找到一個裝滿冰鎮啤酒罐的冷卻器。 貝克的團隊通常每天早上都能拿到最厚一疊的執行結果。
最終,NASA 這個蹣跚學步的幼兒站穩了腳跟,並最終開始奔跑。 工程師們克服了“核心轉儲”和暴雨,成功地確定了太空艙的再入時間。 他們不僅找到了通往月球的數字上的毫釐之差,還精心設計了一個脆弱的小飛船與月球凹凸不平的引力之間笨拙的軌道之舞。 最終,他們確定了著陸時間,使其具有最佳的陰影長度,以便宇航員進行拍照、拍攝影片和邁出第一步。
當阿波羅 11 號在 50 年前降落在月球上時,我還處於幼年時期,只有幾個月大。 對於我的大部分同齡人來說,登月早已是舊聞。 當我小時候參觀約翰遜航天中心時,我以為退役的土星五號火箭,一級一級地散落在地面上,就像一具巨大恐龍的骨骼。 現在回到他的紀念品,我的父親停留在泛黃的數學頁面上。 “我真不敢相信我過去常常做這樣的事情,”他搖著頭說。