有温度的地球历史｜美国
阿波罗13号(Apollo 13)是阿波罗计划第七次载人任务和第三次登月尝试，火箭1970年4月11日从肯尼迪航天中心起飞。｜ NASA1969年到1972年间，美国国家航空航天局(NASA)的阿波罗计划共实现六次载人登月，12名宇航员顺利登月。其中，阿波罗11号上阿姆斯特朗和奥尔德林首次登月最为著名。而唯一的一次“失败”，发生阿波罗13号任务期间。
在断电、断通信和缺氧、缺水的挑战下，3名宇航员如何返回地球？





休斯敦，我们有麻烦了

1970年4月11日，阿波罗13号发射升空。本次任务由指令长吉姆·洛弗尔(James A. Lovel)，指令服务舱驾驶员杰克·斯威格特(Jack L. Swigert)和登月舱驾驶员弗莱德·海斯(Fred W. Haise)共同完成月球行走计划。起初的两天飞行，非常平淡，偶有一些不起眼的小毛病。但这点小插曲，对于类似阿波罗工程这样庞大的系统而言，根本就是家常便饭。上次阿波罗12号，刚发射升空没多久，就被闪电连续击中了两次。相比之下，阿波罗13号异常平静。但4月14日3点09分，就在三位宇航员刚结束例行检查，准备休息时。突然，指令舱的主警报响彻飞船。警报显示：1号气罐压力过低。还没等宇航员查明原因，2分钟后，“砰”的一声巨响——服务舱爆炸，氧气泄露到外太空。与此同时，飞船与地面失联1.8秒。在这危急关头，指令长洛弗尔沉着冷静地向地面说了一句日后成为经典的话——休斯顿，我们有麻烦了。（Houston，we have a problem.）
阿波罗13号发射前一天三位宇航员合影，他们分别是任务指令长吉姆·洛弗尔，指令舱和登月舱驾驶员杰克·斯威格特与弗莱德·海斯。｜NASA
此时他们距离地球32.2万千米。





轻微磕碰的氧气罐问题出在哪？事后经审查委员会调查发现，爆炸源于一次不经意的磕碰。为了让阿波罗飞船携带大量氧气，服务舱内安装有两个大型液态氧罐。但2号氧罐在运送中曾从大约6厘米的高的地方摔落下来。尽管当时外部检查没发现损坏，但审查委员会认为当时内部的一根管线可能遭受了轻微的破损。在发射前，技术人员在清空液氧罐的过程中，由于错误的选择了65V电压，而不是设计用于飞船的28V电压，导致导线的电流增加了5.38倍。从而导致加热器开关被烧化，液态氧罐内的温度超过了规定的20多倍。但2号氧罐内部的致命变化并未引起关注。事发时，斯威格特正在进行一次例行搅拌操作——在真空环境下让液体能够均匀分布到液氧罐中，从而便于测量。据推测，就是这次搅拌产生了一些火星，从而发生了爆炸。

阿波罗13号服务舱爆裂瞬间，由阿波罗12号宇航员、月球艺术家艾伦‧宾绘制 | Alan Bean
在不到2分钟的时间，2号氧气罐顺带炸开了阿波罗13号服务舱的外壳。按照正常计划，飞船往返地月之间的燃料和电力本完全由服务舱提供，此时服务舱已经崩溃。





太空自救

地面指挥中心决定，原有任务全部放弃，变成确保宇航员活着回到地球。

可是服务舱的燃料已不足以支撑回到地球，去哪找新燃料？此时宇航员想到了利用登月舱。登月舱，顾名思义是登月用的，自带维生系统，可供2名宇航在月面短期逗留。3名宇航员被迫挤在狭小的登月舱内，维持生命。更加幸运的是，为了在登月时减速着陆，登月舱还自带了电池、发动机和燃料，预估燃料能够支撑返回地球。但他们当时的飞行方向仍然是月球，如果此刻调转向反方向推进，势必将这些宝贵的燃料消耗大半。于是，他们有了一个大胆的想法——借助月球的引力弹弓，调转方向返回地球。

阿波罗登月飞船的舱段划分 | NASA
经休斯顿计算返程是漫长的，需要5.5天-6.5天的时间。时间长的轨道风险大，于是指挥中心将溅落地选在了太平洋区域，那里有舰队支援。

在返回地球之前，地面让宇航员抛掉服务舱，在太空中服务舱就好像中弹了一样，发生爆裂的一侧十分狼藉。


爆炸中受损严重的服务舱 | NASA重返地球登月舱不但电力有限，水资源也很紧张，这些水对返回地球至关重要。飞船的氧气-二氧化碳空气循环系统大量使用水，电子和电力系统也需要大量冷水散热。宇航员只能想尽办法从自己的饮用水中节省。但据海斯初步计算，即便每名宇航员每天的用水额度仅0.2升，航天器再入(进入大气层着陆)前五小时就会没有冷却用水。考虑到阿波罗11号登月舱在月球轨道抛弃后虽然没水，但仍能继续工作七到八小时，所以再入前五小时没水应该不会影响宇航员生存。除了饮用水外，缺乏电力的航天器内气温低至3°C，洛弗尔一度考虑三人穿上航天服，但又担心太热脱水。最后洛弗尔与海斯套上登月靴，斯威格特多穿一件外套。三人持续处于寒冷中，特别是用水袋装水时把脚弄湿的斯威格特，他不用登月，所以没有登月靴。直到抵达地球前70分钟，3名宇航员才从登月舱回到指令舱。整个阿波罗13号飞船，只有指令舱有能力重返地球大气层，带着他们平安返回地面海面。


指挥舱溅落太平洋 | NASA
所幸，升空后142小时54分，1970年4月17日18点07分，返回舱带着3位宇航员，安全溅落在太平洋上。

最后阿波罗13号溅落时还剩12.8公斤水，三人一共瘦下来14公斤，海斯因此还患上严重尿道感染。

至此一场惊心动魄的太空营救告一段落，《纽约时报》刊文指出，阿波罗13号“虽然差点变成悲惨的灾难，但却很可能比又一次成功登月更有力地团结全世界。”

参考资料：

1.https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%98%BF%E6%B3%A2%E7%BD%9713%E5%8F%B7

2.https://www.bbc.com/zhongwen/trad/science-52267365

撰文：Arvin编辑：Arvin版式设计：Arvin