阿波罗计划开局王炸,先祭三名航天员

上一期我们了解了阿波罗计划的前序任务,徘徊者计划-勘测者计划-月球轨道器计划-双子座计划。这4个计划辅助阿波罗计划正式开启,时间来到1967年——阿波罗计划1号。

“如果我们在此次任务中死了,我希望国家和人民能够平静的接受此次失败,不要因此而延误接下来的航天计划,因为征服宇宙值得我们冒生命危险!”这是阿波罗一号的指令长格里森在进行试验任务前对众人说的一句话。

阿波罗计划在提出来6年后终于迎来了首次的发射计划,阿波罗1号任务目的是将指令舱CS(Command-Service)返回的时候也叫载人返回舱,载人发射到近地轨道测试。指挥长是是美国空军中校加斯·格里森,高级飞行员是美国空军中校埃迪·怀特,飞行员则是海军中校罗杰·B·查菲。

但谁也没想到指令长格里森竟然会一言成谶,发生了灾难,这次火灾的发生并非偶然。

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第一艘指令舱的测试一波三折,各种测试不断出现问题。1967年1月27日,在发射前的第一次模拟发射测试中,由于电路短路引起的火灾事故指令舱被烧毁,三名航天员全部遇难。对于后来的人而言,也许这一次的事故是可以避免的。

在进入指令舱后,指令长格里森注意到在指令舱的环境控制系统宇航服供氧回路中有一股奇怪的气味。由于当天的测试工作已经进行了几个小时,工作人员有些许的不耐烦,当天又是周五,他们都盼着早点下班过愉快的周末。所以在草草的分析氧气样本后,模拟倒计时恢复。为了清除异味,纯氧吹扫过了指令舱,压力升至1.1个大气压。为了保持不让外部气体进入,指令舱都会保持比内部大气压高于外部气压。一切都似乎正常进行着,时间来到当天下午6点30分,对于他们而言这已经是在加班了,疲惫的工作人员放松了警惕丝毫没有注意到监测仪器上一个莫名的功率突增。无论你知不知道这是电线发生了短路的现象,都应该知道这不正常。但很显然在畅想着怎么享受周末的工作人员并没有注意到这一点。

6时31分4秒,指令长格里森在通讯频道上大声叫了起来:“火,舱内着火了”,火势从其座位底下烧起来的。由于指令舱内是100%纯氧,这让火势迅速蔓延,再加上舱内一些裸露的电线和易燃材料,全面燃烧仅在一瞬间。就在格里森呼喊着火后,查菲也在通讯频道上大喊:“火,我已经燃烧起来了,让我们出去”。3秒后在一阵阵痛苦的呻吟和呼叫过后,太空舱内彻底没有了声音,从外面听一切归于沉寂,但是舱内早就成为了熔炉如高压锅一般。

为什么不逃?

火势的迅速蔓延,仅25秒钟舱内已经没有了任何动静。而舱门的设计也是看似合理却又不安全的存在。阿波罗一号的舱门是往内打开的,由于内部燃烧产生的高压,导致指令舱破裂外部人员无法短时间从外部开门。NASA设计是初衷是希望用内部的高压让舱门关闭的更密封。而他们却不知道,这一设计让三名天航宇员遇难。

从发现火情到打开舱门,时间过了5分钟。舱内情况犹如人间烈狱,三名航天员已然不成人形,开舱3分钟后救援人员才大致确定了三人的位置,之后更是花费了1.5个小时将三人的遗骸从太空舱内转移了出来。

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这次重大事故给美国当局当头一棒,美国民众开始怀疑登月计划的可靠性,而NASA也为此做出了多项改进,舱门重新设计、减少氧气含量增加氮气、将大部分可燃物替换成不可燃等等。这都是再一次次测试和三名航天员的牺牲换来的经验。

阿波罗一号事故的发生直接导致阿波罗二号三号改为地面测试。

消失的阿波罗2号、3号

阿波罗一号的惨剧揭示了在实践中应发现而没发现的劣质工艺缺陷,同时强调了航天器整体设计的差异性。审查委员会建议进行数十项更改,以使航天器更安全,这也意味着NASA和CSM承包商北美航空正面临“归零”——重新设计。

在接下来的二号、三号都进行了地面的无人测试。作为一号人物的备份,二号的指令舱并没有太大的改变。NASA取消了Block I版本指令舱的载人计划,在二号和三号完成测试后,三次低调不太为人所知的无人测试正式开启。

阿波罗4、5、6号

进行了多次测试,指令舱Block I版本开启了第二次太空测试,也是阿波罗计划的第一次太空测试。测试土星5号并评估CSM实际登月飞行的可行性。

1967年11月9日美国东部时间7:00:01在全世界媒体的注视下,强大的土星5号SA-501从LC-39A升空,史上最强的运载火箭顺利发射。这次发射将指令舱送到了远地点为18092km的椭圆轨道上,这次测试模拟了航天员面向太阳、指令舱的倾斜表面垂直于阳光,阳光在指令舱的外部隔热罩上产生了热梯度,以在极端条件下对其进行,在这种姿态的4个半小时内,CM船体的外部温度从面向太阳的+60°C到黑暗侧的-73°C不等。测试模拟了一系列飞船飞往月球时的环境。随后,服务推进舱第二次点火,模拟加速脱离月球轨道返回地球。

加速完成后,指令舱和推进舱分离返回地球。

经过8个多小时的太空测试,指令舱顺利溅落在夏威夷海域,落点误差仅为13公里,这是在1967年。

阿波罗5号任务对LM进行了空间测试,验证LM(月球着陆舱)在真空环境中各项系统的可靠性。1968年1月22日,土星1B运载火箭顺利升空,将LM-1号送至近地轨道。

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阿波罗六号

阿波罗六号作为阿波罗计划中最后一次无人飞行,将正式模拟月球转移轨道TLI。1968年4月4日,完整版的土星五号迎来正式发射。发射过程中,出现了一系列问题。在火箭发射地110秒火箭出现了纵向振荡,叠加在稳步增长的加速度曲线上的是一种频率在5.2至5.5 Hz范围内的振荡,在飞行约125秒时达到了±0.6 g的峰值振幅,比阿波罗4号经历的相同效应大六倍多。这远高于早期载人飞行任务中允许的±0.25 g的上限,任何宇航员都无法忍受。如果阿波罗6号搭载了航天员,恐怕是凶多吉少。

正所谓祸不单行,在经历了短暂的纵向振荡后,地面高速摄影机拍摄高飞行适配器有碎片脱落,紧急探测系统发出了警告。如果它再次发出警告,任务必将终止。遥测读数的变化表明,SLA(飞行发射配适器)的一块面板的外层已经脱离并与火箭分离。幸运的是,SLA保持了其整体结构的完整性,使火箭继续上升。不得不说在火箭发射摄影这一块,1968年都能捕捉的这么清晰。

一级火箭分离后,二级启动。但二级出现了双发发动机故障停机,剩下的三台发动机延长了工作时间,比预期多持续了58秒但速度没有达到预期速度。在绕地两圈后,准备进行TLI,预计将飞船发射至远地点为528000 km的模拟轨道,但该级的主液压系统和辅助液压系统出现明显故障,阻止了重启,引导系统在15.6秒后取消了点火命令。因此,在这次任务中已经不可能有TLI测试了,TLI测试宣告失败。随后,地面工作人员进行了船箭分离,利用服务推进舱将飞船送至远地点22260 km的新轨道。

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在经历了大约10小时的任务飞行后,阿波罗六号顺利溅落。宣告结束,在这次任务结束后工作人员对一系列问题进行了排查和解决。发现发射后发生的纵向振荡是F-1发动机导致的,SLA脱皮是因为“潮湿”等等问题都被一一解决。

阿波罗7号

这是阿波罗计划第一次载人飞行,这是一次振奋登月信心的一次发射。执行本次任务的是阿波罗一号的替补机组;瓦尔特·施艾拉指令长、唐·埃斯利指令舱驾驶员、瓦尔特·康尼翰。

本次任务是对载人舱载人能力的验证,所以任务只有载人服务舱没有登月舱,火箭选用土星1B运载火箭。由于这是美国第一次进行长时间太空停留,对载人航天各方面并不完善,以至于三人在狭小的空间生活了11天,期间出现了感冒、不耐烦、甚至出现了跟地面“吵架”,最后三名航天员再也没有重返太空。

阿波罗8号

这是人类第一次脱离地球轨道的太空飞行,从这一次计划开始苏联在月球计划上就已经全面落后美国。

1968年12月21日上午,土星五号完全版将阿波罗8号从肯尼迪航天中心推起。最强运载火箭搭载着人类的首次奔月之旅飞向太空。全形态土星五号F-1引发的纵向振荡已经解决,同时根据阿波罗7号的经验从伙食上也有改善

弗兰克·博尔曼指令长、吉姆·洛威尔、威廉·安德斯三名航天员代表着人类第一次接近仰望的月球。

1968年平安夜阿波罗8号刚抵达月球第二天,继续绕月飞行。机组成员第一次进行了月球电视直播。博尔曼还改变了飞船的方向,从太空舱的窗户可以看到月球和“上升”的地球。这张世纪照片“地出”由此诞生。

12月27日,“阿波罗”8号溅落在太平洋上。第一批越过地球轨道的宇航员的安全返回被视为一件大事。第二天,《纽约时报》的头版头条刊登了NASA信心十足的文章:可能在夏季登陆月球。

阿波罗9号

正当所有人认为阿波罗九号会成为第一次载人登月的任务时,还有两项重要的测试还没做,登月舱与服务舱的对接测试。

1969年3月3日阿波罗九号顺利发射,随后在近地轨道运行,测试飞行性能,模拟月球轨道对接,这是人类历史上首次使用登月舱(LM)完成任务。

阿波罗10号

这次任务是机组航天员最可惜的一次,这次任务完成了着陆前的所有准备,甚至距离月面最近只有15.6千米,可以说就差临门一脚。

1969年5月18日阿波罗10号成功发射,托马斯·斯塔福德担任指令长,约翰·杨担任指令舱驾驶员,尤金·塞尔南担任登月舱驾驶员。

在抵达月球轨道后,斯塔福德和塞尔南执行登月的最后步骤,操纵的登月舱进行模拟登陆,最近时离月球最近时仅15.6千米,除了最后的降落过程,阿波罗10号执行了真正的登月需要完成的一切步骤,从执行任务的宇航员到指挥中心的控制人员,都对登月的过程进行了一次演习。那么如果说当时斯塔福德和塞尔南脑子一热,降落在月球表面可以吗?当然不行,也许是当时预想过这种事情发生,着陆舱并没有安装着陆腿。所以,不可能有条件着陆。

由于这次的运行轨道是模拟阿波罗11号的,为了避免潜在风险,指令舱等着登月舱驶离了月球轨道,进入了一个环日轨道。

这次任务的登月舱,第一次使用了动漫吉祥物的代号,它就是“史努比”。再次之后史努比就成为了美国登月的吉祥物。2011年,天文学家自发搜寻漂泊在太空中的阿波罗十号登月舱“史努比”。

天文学家们开始使用位于夏威夷的福克斯北望远镜、澳大利亚的福克斯南望远镜,以及位于亚利桑那州图森市外的卡塔琳娜巡天计划的数据进行搜寻。

最终确定了史努比位置,但回收是不可能的了。

阿波罗十号的成功让美国人知道,他们登月的时间到了。就在两个月后,阿波罗11号腾空而起,承载着人类的梦想飞向月球。

1969年7月20日,阿姆斯特朗与奥尔德林乘坐登月舱降落在月球上。阿姆斯特朗的左脚踏上了月球,说出了那句经典名言:这是一个人的一小步,却是人类的一大步。