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阿波罗13号 与重返月球

2020-07-23小溪

小学科学 2020年7期
关键词:液氧阿波罗登月

小溪

史上最伟大的太空求生电影是哪部?《太空救援》,还是《地心引力》?都不是! 先别急,这些影片当然都是非常优秀的,但论及“最伟大”,还是非《阿波罗13号》莫属。毕竟,一部根据真实事件改编的影片,其震撼力绝对超乎你的想象!

“休斯敦,我们有麻烦了”

《阿波罗13号》是一部纪实电影,但由于真实事件发生在遥远的太空,因此看起来科幻意味十足。电影讲述了历史上曾经令全人类揪心的那次太空灾难。

1970年4月11日,阿波罗13号登月飞船搭乘土星5号火箭发射升空,前往执行“阿波罗登月计划”的第三次登月任务。飞船上的3名成员都是万里挑一的宇航员,他们信心满满,憧憬着踏上月球荒凉表面的那一刻。

月球与地球相距约38万千米,但对于已经成功登上过月球的人类来说,登月旅行似乎已经不是什么挑战,谁也没有想到这次远征会发生什么意外。

意外却是说来就来。

飞船起飞56小时后,一条语音信息从月球方向传回地球:“休斯敦,我们有麻烦了。”

一来就是大麻烦

探索太空的事业充满风险,有麻烦也正常,不过,这次突如其来的可是个大麻烦。

事情是这样的:在阿波罗13号发射升空56小时后,飞船已经接近月球,距离地球32万千米。就在3名宇航员摩拳擦掌准备进入月球轨道的时候,一声爆炸声突然传来。

宇航员赶紧检查,发现有烟不断地从服务舱冒出。于是,地面指挥中心就收到了那条“我们有麻烦了”的信息。在指挥中心的指导下,宇航员检查了服务舱,发现服务舱中的二号液氧罐发生爆炸,一号液氧罐与二号液氧罐之间的连接管路也因此发生破损,飞船上剩余的氧气正源源不断地向太空泄漏。而且,由于漏气不断,整个飞船失去重心,在太空中翻滚起来!

一来就是大麻烦

探索太空的事业充满风险,有麻烦也正常,不过,这次突如其来的可是个大麻烦。

事情是这样的:在阿波罗13号发射升空56小时后,飞船已经接近月球,距离地球32万千米。就在3名宇航员摩拳擦掌准备进入月球轨道的时候,一声爆炸声突然传来。

宇航员赶紧检查,发现有烟不断地从服务舱冒出。于是,地面指挥中心就收到了那条“我们有麻烦了”的信息。在指挥中心的指导下,宇航员检查了服务舱,发现服务舱中的二号液氧罐发生爆炸,一号液氧罐与二号液氧罐之间的连接管路也因此发生破损,飞船上剩余的氧气正源源不断地向太空泄漏。而且,由于漏气不断,整个飞船失去重心,在太空中翻滚起来!

能回家就是胜利

对于太空航行来说,任何技术问题都可能造成灾难性后果,何况是服务舱被炸漏。对倒霉的阿波罗13号来说,登月是绝对不可能了,能把3名宇航员平安带回家将是最大的胜利。

能吗?

一开始,宇航员也好,地面指挥中心也好,所有人都绝望了。要知道,此时阿波罗13号的位置距离地球32万千米,就算立即减速、掉头,再加速,返回地球也需要4天时间。而服务舱已经不能使用,宇航员只能待在登月舱里,舱中的氧气、水电和食物都只够2人维持2天。

该如何抉择呢?

临时拼凑

经过地面指挥中心的“专家会诊”,最终确定了自救方案:阿波罗13号飞船继续飞往月球,利用月球的引力来完成飞船的掉头和加速。

这个方案可以说冒险性十足,但情况危急,也只能一试。

登月舱设计的初衷,是供2名宇航员使用2天,如今却要维持3个人存活4天。而登月舱上用来过滤二氧化碳的氢氧化锂过滤器无法满足这么大的过滤需求。指挥舱虽然另有过滤器,但与登月舱过滤器的接口不同。

二氧化碳浓度升高,足以杀死宇航员。地面指挥中心经过反复测试,指挥宇航员利用飞船上仅有的物资拼凑成连接两种不同接口的过滤器,勉强解决了这个难题。

重返月球不容易

电影《阿波罗13号》真实再现了那段太空传奇,而今天,不仅曾经登上过月球的美国人雄心勃勃想要重返月球,中国、俄罗斯、印度以及欧洲大国也纷纷制订了自己探月、登月的宏伟计划。

按理说,人类已经登上过一次月球了,再次登陆应该没什么问题吧?你别说,这事儿啊,还真没有想象的简单。首先,咱们不得考虑考虑预算吗?来,算笔账:根据购买力和通货膨胀率计算,当年美国完成“阿波罗登月计划”的耗资相当于今天的1200亿美元,而目前美国针对新的登月计划估算的费用高达1330亿美元!

那么,美国能出得起这笔巨款吗?曾执行阿波罗7号任务的宇航员瓦尔特·康尼翰就毫不客气地指出,20世纪末至今,美国宇航局的预算在联邦预算中所占的比例一直没有达到过1%……

除了钱,重返月球还需要什么?

化失败为成功

在返回过程中,为了节省电力,阿波罗13号关闭了维生系统,宇航员必须尽可能减少自己的活动量,以控制氧气的消耗。同时,他们还不可以将尿液或其他液体排出舱外,因为在没有推进器校正轨道的情形下,任何一点力量都足以让飞船永久改变航行轨道。

最终,阿波罗13号终于进入地球轨道,准备进入大气层,这时需要重启指挥舱的控制系统。地面指挥中心担心维生系统的关闭导致指挥舱温度降低,如果重启系统,冷凝水导致电子控制系统短路,将会非常糟糕。幸运的是,当系统重启后,短路故障并未发生,所有人长出一口气,这绝对是不幸中的万幸了。3位宇航员最终安全返回地球。

新计划

2019年7月20日是人类首次载人登陆月球50周年纪念日,美国正式宣告“阿尔忒弥斯计划”:登陆月球南极并建立永久基地,为进一步开展载人火星探测奠定基础。

重型火箭在路上

当年,“阿波罗登月计划”能够成功的基础,毫无疑问是人类有史以来制造过的最大的火箭——土星5号。

遗憾的是土星5号的设计图纸已经丢失,不可能重新制造。而且,就算图纸还在,半个世纪后的登月计划难道还能用老旧的火箭不成?

不,必须用新的!

其实,有可能用于登月的新火箭已经在紧锣密鼓地研发了,它就是近年来声名鹊起的猎鹰重型火箭。这款火箭由27台动力超强的新型发动机提供动力,能够将63.8吨的载荷送入太空,是现在已经投入使用的各种重型火箭运载能力的3倍。

“猎鹰”火箭真正的独门绝技是超高的可重复使用能力。火箭发射后,两枚助推器能够稳稳地垂直降落在指定地点,简单维护后就可以用于下一次发射。

力气大,花费少,有猎鹰,重返月球似乎也不是遥遥无期。

公开招标有希望

火箭有希望了,那飞船呢?美国宇航局计划公开招标。新时代的登月飞船的设计方案看起来差异很大,有的像传统飞船那样,由不同的艙体组成,看起来像是个“组装怪”;有的则非常科幻,整体外形流畅,如同一枚子弹,也不再区分舱室,能够像火箭一样垂直起降,而且内部空间宽敞,可以容纳10人以上。如果这样的飞船真正研制成功,不仅仅是月球,就算是火星也可以来去自如。不管怎么说,各个航天强国的重返月球计划已经启动,目前看起来美国有登月经验,航天技术最为发达,似乎最有希望第一个重返月球。但是,以中国为代表的新兴航天势力已经崛起,21世纪登月第一的头衔到底花落谁家,尚未可知。最重要的是,但愿太空航行技术不断发展,阿波罗13号的惊险一幕不再重演。

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