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本文為《航天史》系列連載文章,本期為第 44 篇

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上文書說到阿波羅 13 號的服務艙突然發生了爆炸。飛船服務艙裡有兩個氫氣罐,氫氣罐是個膠囊的形狀,氧氣罐比氫氣罐小的多,就是個球形,但是氫氣罐只裝了 13 公斤的液氫,氧氣罐卻裝了 148 公斤的液氧,液氫的密度小的可憐。

爆炸導致氧氣罐的指數突然下降,估計是漏得沒剩下多少。還導致燃料電池被炸壞了。燃料電池不僅僅是提供 14 千瓦的電力,還要提供乾淨的水。水不僅僅是供宇航員們飲用,還要用來為儀器降溫。這一下,三個人陷入了絕境。

藍色的是氫氣罐,紅色的是氧氣罐,綠色的是燃料電池

好在,此前已經登月飛船在設計的時候就考慮到了當做救生艇來使用。如果不是事先有所準備。他們三個肯定回不來了。在地面工程師的排程之下,三個人擠進了寶瓶號登月艙裡。兩個人的地方塞了三個人,肯定是非常擁擠的。

登月艙的氧氣其實一點也不少,因為登月艙要考慮到人進出活動,可以完成多次的減壓再加壓的過程。但是水卻成了個大問題。因為登月艙為了節省重量,帶的水都是可丁可卯的。也沒有燃料電池來生產水,因此水倒是成了個大問題。三個人的飲水量降低到了原來的 20%,一個個憋得口乾舌燥的,但是沒辦法,只能這麼忍著。不喝水會導致人體減少排尿,也就無法帶走身體內聚集的廢物,會傷害到腎臟。當時宇航員海斯的每次排尿都會有燒灼感,他實際上已經得了腎炎。但是在太空裡也沒有什麼辦法,只能就這麼熬著。

洛弗爾在冰冷的登月艙裡試圖休息一會兒,他穿的並不厚

登月艙的氣溫也非常低,只有 3.3 攝氏度,比結冰的溫度高點有限。他們不能用電來取暖,登月艙用的是是蓄電池,不是燃料電池,總能量是個定數,用一點就少一點了。能節省的就節省,能關掉的都關掉了。食物都凍得硬邦邦的,想解凍也解不開,只能就這麼湊合著吃涼的。好在宇航員的身體普遍都不錯,這點困難還能能克服。可是有些事兒不是憑他們的體力就能硬抗的。比如說二氧化碳的濃度在不斷的上升,這個問題不解決,很快他們就會神志不清的。在登月艙熬了一天半之後,二氧化碳的水平已經高的無法忍受了。

飛船上都用氫氧化鋰來吸附二氧化碳氣體,氫氧化鋰和二氧化碳發生化學反應生成碳酸鋰和水。1 克無水氫氧化鋰能吸收 450 立方厘米的二氧化碳,這還是蠻厲害的。大家中學上過化學課可能都知道,二氧化碳可以跟石灰水發生反應生成碳酸鈣。和燒鹼也能發生反應,生成碳酸鈉。但是這兩種化學藥品都太重了。航天器講究的是為減輕1克而奮鬥。氫氧化鈉的比重是 2.13,氫氧化鋰的比重是 1.46,差不少呢。所以,航天器首選都是氫氧化鋰。

電影《阿波羅13》的劇照,展示的正是方形和圓形過濾罐,互相不通用

按理說指令艙也應該有氫氧化鋰吸收器,拿過來不就完了嘛。但是,指令艙奧德賽用的那個吸收器的介面和登月艙的這個不一致,接不上去。登月艙是氫氧化鋰過濾罐是圓的,指令艙的氫氧化鋰過濾罐是方的,拿過來也沒用,塞不進去啊!

要不說呢,官僚主義害死人啊。指令艙和屁股後頭的那個服務艙都是北美公司生產的。可是登月艙是格魯門公司生產的,這根本就不是一家人,居中協調的 NASA 也沒想起來這茬兒。結果到關鍵時刻開始掉鏈子。

怎麼辦呢?地面上的工程師也不是吃乾飯的。它們找到了飛船上能有的東西,馬上開始拼裝,看看能不能自己弄出一個過渡介面。他們手裡有的只有塑膠袋、飛行手冊、膠帶等等雜七雜八的東西。你別說,膠帶這個東西基本上是老少皆宜人人必備。不但可以用來封快遞箱,特種布基膠帶還能用來粘飛機蒙皮呢。即便是在家裡,也是到處都用得上,有了這東西,基本就不發愁了。另外,登月用的宇航服也用不上了,那些塑膠管子大可以拆下來用。

這個自制的“外掛”能發揮作用

指令艙用的過濾罐是方形的。一頭是進氣口,這頭不用管它。另外一頭是出氣口。先把飛行手冊的封面撕下來,這是個硬皮的。利用這個硬卡紙在出氣口上搭個拱形的棚子。再從宇航服上扯下一根管子,插進這個拱形頂棚的側面。套進一個塑膠袋子,保持出口這一邊別漏氣,拿膠布上下左右纏了幾圈。用管子接到圓形過濾罐,介面的地方套上塑膠袋,再用膠布裹上幾層,保持不漏氣。這樣就做了一個外掛的過濾罐。

地面人員用無線電指揮太空裡的宇航員照方抓藥,按照這個方法自己做了一個外掛過濾器,接上去試試看,效果還不錯,二氧化碳的濃度下降到了正常的水平。這一關算是過了。

下面一關是導航電腦的問題。登月艙的電腦和指令艙的完全不一樣,他們把資料傳過來了,儘管指令艙的電力非常寶貴,到是這事兒還是要做的。現在 3 個人搬家到了登月艙,重心發生了變化,有些資料都要重新計算。在太空是完成不了這一步的,只能由地面的人員算好了,再告訴宇航員,由他們手動輸入到登月艙的計算機裡。

這一次需要利用月球的引力完成 180 度的大拐彎,踏上回家之旅。這個過程需要開發動機調整飛船的狀態。發動機開機的時間要恰到好處,不能早不能晚,不能長不能短,要是差一點,甩錯了角度,沒有對準地球,那就麻煩了,不知道會被扔到什麼地方去。還好,他們有驚無險的過了這一關。

在繞過月球背後的時候,洛弗爾眼巴巴的看著下邊的月球,上次自己就來過一回啦。這一次本該下去的,駕駛登月艙踏上月球表面。可惜服務艙炸了,只能拿登月艙當救生艇啊。兩個新人也挺眼饞的,可惜了,來了都來了,就是不能下去。月球是挺美的,多拍點照片吧,好留作紀念。現在回家遠比登月要重要多了,畢竟地球才是真正無可替代的家啊。

阿波羅13號宇航員拍攝的月球照片

繞過月球以後,飛船開始向著地球方向飛過來。導航全靠宇航員自己手動操控。好在宇航員先前都經受過訓練,地面指揮三個人利用太陽作為參照物進行計算。導航望遠鏡已經壞掉了,沒法使用。只能靠肉眼來觀察地球的位置。讓窗子對準地球的方向,地球恰好出現在窗子的規定位置,大致就算是對準了。

就這麼在太空裡熬了 6 天。這段日子真的很難過,這都不是一般人能承受的,他們又冷又餓,僅僅能喝那麼一點點的水。要處理的事情又那麼多,而且動輒就性命攸關,精神壓力也很大。海斯比另外兩個更倒黴,他得了腎炎,正在發燒,他算是吃盡了苦頭。一直到 4 月 17 號,他們已經接近地球,要返回地球大氣層了。只有指令艙奧德賽能承受返回大氣層的高溫,登月艙寶瓶座是沒這個本事的。所以,他們只能從登月艙返回指令艙,先要開啟所有的儀器。

指令艙裡有自己的備用氧氣罐。這點氧氣支撐不了多少時間,用於返回地球,也還是算是夠用。登月艙的電力還要儘量的往指令艙調集。說白了就是拿登月艙當充電寶了。登月艙本來不是當充電寶用的嘛,只能回收個 20~30%,收集一點是一點吧。最終,登月艙是要被拋棄的。不過這一次情況特殊,地面控制人員讓他們先扔掉屁股後邊的那個服務艙,爭取看服務艙一眼,看看到底發生了什麼事兒。

服務艙的艙壁被炸的慘不忍睹

等把服務艙扔掉,服務艙飄過指令艙的窗前,大家趕快給服務艙拍照,這時候他們才第一次看見服務艙發生了什麼事兒,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,高增益天線也被炸壞了,他們這幾天一直靠備用天線和地面聯絡,損壞非常嚴重。他們必須留下影像資料,回去還要做事故分析呢。

最後,輪到拋棄登月艙了,他們從登月艙裡拿了點東西當做紀念品,三個人回到指令艙。現在要把登月艙扔掉。三個人還有點戀戀不捨的,畢竟這個登月艙救了他們三個人的命啊。地面控制人員也有點戀戀不捨,他對著登月艙深情的說了一句:“再見,寶瓶座,謝謝你”。沒辦法,再不捨也必須拋棄寶瓶座登月艙,最後寶瓶座還是進入地球大氣層燒掉了。這是少有的燒燬在地球大氣層之中的登月艙。

被拋棄的“寶瓶座救生艇”

接下來就是奧德賽重返大氣層了。返回的時候,飛船和大氣摩擦,燒蝕材料會不斷帶走熱量,這個過程會產生黑障。也就是等離子體完全吃掉了無線電波,飛船和地面的通訊中斷了。偏偏阿波羅 13 號返回大氣層的黑障特別長,因為飛船比較輕,原本他們應該從月球上運回一些岩石,這次他們沒有降落,也就沒有帶。這麼長的時間,隔熱層會不會被燒壞呢?NASA 的工程師們心裡也沒底,大家的心都提到嗓子眼了。他們一遍又一遍的呼叫奧德賽,但是奧德賽沒有迴音,只有沙沙的電流噪音。

大家的耐心在一點一點的消失,恐懼感在一點一點的積累。直到最後傳來了三位宇航員發自奧德賽的聲音。大家壓抑的感情突然爆發出來,控制大廳響起一片掌聲。他們終於把不可能變成了可能。阿波羅 13 號在太空裡轉了 144 個小時,現在終於回家了。

飛船還是準確的落在了預定的南太平洋,硫磺島號兩棲攻擊艦正在附近等著呢。馬上派出直升機去打撈。把三個人都撈起來,三個人體重加起來減輕了 14.3 公斤。這幾天他們喝不到幾口水,吃也吃不好。體重不減輕才怪了。海斯還得了腎炎,必須馬上治療。阿波羅 11 號和 12 號的宇航員還要經歷嚴格的檢疫手續,阿波羅 13 號就不用了,他們壓根沒接觸到月球上的東西。

他們在船上睡了一夜,第二天到了薩摩亞,然後去了夏威夷,總統尼克松正在檀香山等著他們,要給他們授勳。他們的家人和孩子也都來了。他們沒能登月,準確的說這次任務是失敗的,但是這是宇航局歷史上最成功的一次失敗,他們活著回來了。就連蘇聯的宇航員也打電報向他們表示祝福。美蘇兩國競爭歸競爭,這方面還是顯得光明磊落的。

這事兒還沒完呢。NASA 還需要搞清楚到底是什麼地方出毛病了,為什麼會爆炸。追來追去,發現了其中的來龍去脈。北美公司是服務艙的製造商。他們訂購了一批液氧罐子。這隻裝在阿波羅 13 號上的 2 號液氧罐其實當初是裝在阿波羅 10 號上的。這隻罐子被拆下來檢修的時候出了意外,從 6 公分高的地方掉下來,摔了一下。大家可能覺得這 6 公分算個屁啊。NASA 的工程師可不敢掉以輕心。換了個罐子給了阿波羅 10 號,拿著這隻磕碰過的罐子去檢測,也沒發現有什麼損壞,也就繼續用在了阿波羅 13 號上。但是當時沒人知道這個罐子裡的線路發生了破損,有一根電線的塑膠皮破了一個口子。

阿波羅13號的氧氣罐結構

其實在裝到阿波羅 13 號上之前,還是做了檢測的,這個罐子被發現無法徹底排空液氧。按理說用氣態的氧氣灌進去,就能把液氧給擠出來,而且可以擠得很乾淨。可是這個罐子卻不行。測試小組決定採用加熱的辦法來排空這個氧氣罐。罐子裡帶有加熱裝置。液氧的溫度是 -183 度,你要加熱的話,加到零上也就夠瞧的了。有溫度開關來自動控制加熱溫度,溫度過高就斷電。測試小組加上 28V 的電壓,發現還是沒能完全排空罐子裡的液氧。加大電壓唄,加到了 65V,這次倒是順利的排空了罐子裡的液氧。但是他們想不到的是,溫控開關被大電流給燒壞了,永遠停在了開的狀態,再也關不上了。

結果,這個罐子跟著阿波羅 13 號上了太空,管子上的溫度表上限就是26.6攝氏度。美國人喜歡用華氏度,也就是 80 華氏度。即便是爆表了,你也看不出來。電流一直通著,液氧的溫度被加熱到了 500 度,壓根停不下來。

上了太空以後,罐子裡的液氧處於失重狀態,凝結成一坨坨飄在罐子裡亂晃。這種不均勻的狀態是很難測量的,地面要準確測量氧氣罐內部的情況,最好是把罐子裡的液氧攪拌均勻,擴散開。所以在罐子裡有個小風扇,斯威格特按照地面的指令去開啟這個小風扇攪拌的時候,電線上冒出了一個很小的火花,在一般情況下,這個火花不算什麼,電線的塑膠皮都是用特氟龍做的,也就是聚四氟乙烯塑膠,號稱塑膠王,那真是禁拉又禁拽,耐酸耐鹼,不怕冷也不怕熱,要不然怎麼會用這東西做不粘鍋呢。但是在純氧環境下,溫度又高,罐子被被加熱到 500 度嘛,液氧是那麼老實的東西嗎?電線皮馬上就燒起來了。結果,這個罐子砰的一聲就炸了。阿波羅 13 號事故的主要原因就是這個一炸。

但是,你想不到的是,這次爆炸還算是因禍得福。因為還有另外一個隱患,如果這個隱患在登月的時候在發作,那他們三個就交代了。好在沒有走登月的流程和步驟,這到底是怎麼回事呢?我們下次再說。

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  • 3本作者大大最好的一本小說,劇情讓人拍手叫好,連看三遍也不膩
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