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阿波羅13號 與重返月球

2020-07-23 08:53小溪
小學科學 2020年7期
關鍵詞:液氧阿波羅登月

小溪

史上最偉大的太空求生電影是哪部?《太空救援》,還是《地心引力》?都不是! 先別急,這些影片當然都是非常優秀的,但論及“最偉大”,還是非《阿波羅13號》莫屬。畢竟,一部根據真實事件改編的影片,其震撼力絕對超乎你的想象!

“休斯敦,我們有麻煩了”

《阿波羅13號》是一部紀實電影,但由于真實事件發生在遙遠的太空,因此看起來科幻意味十足。電影講述了歷史上曾經令全人類揪心的那次太空災難。

1970年4月11日,阿波羅13號登月飛船搭乘土星5號火箭發射升空,前往執行“阿波羅登月計劃”的第三次登月任務。飛船上的3名成員都是萬里挑一的宇航員,他們信心滿滿,憧憬著踏上月球荒涼表面的那一刻。

月球與地球相距約38萬千米,但對于已經成功登上過月球的人類來說,登月旅行似乎已經不是什么挑戰,誰也沒有想到這次遠征會發生什么意外。

意外卻是說來就來。

飛船起飛56小時后,一條語音信息從月球方向傳回地球:“休斯敦,我們有麻煩了?!?/p>

一來就是大麻煩

探索太空的事業充滿風險,有麻煩也正常,不過,這次突如其來的可是個大麻煩。

事情是這樣的:在阿波羅13號發射升空56小時后,飛船已經接近月球,距離地球32萬千米。就在3名宇航員摩拳擦掌準備進入月球軌道的時候,一聲爆炸聲突然傳來。

宇航員趕緊檢查,發現有煙不斷地從服務艙冒出。于是,地面指揮中心就收到了那條“我們有麻煩了”的信息。在指揮中心的指導下,宇航員檢查了服務艙,發現服務艙中的二號液氧罐發生爆炸,一號液氧罐與二號液氧罐之間的連接管路也因此發生破損,飛船上剩余的氧氣正源源不斷地向太空泄漏。而且,由于漏氣不斷,整個飛船失去重心,在太空中翻滾起來!

一來就是大麻煩

探索太空的事業充滿風險,有麻煩也正常,不過,這次突如其來的可是個大麻煩。

事情是這樣的:在阿波羅13號發射升空56小時后,飛船已經接近月球,距離地球32萬千米。就在3名宇航員摩拳擦掌準備進入月球軌道的時候,一聲爆炸聲突然傳來。

宇航員趕緊檢查,發現有煙不斷地從服務艙冒出。于是,地面指揮中心就收到了那條“我們有麻煩了”的信息。在指揮中心的指導下,宇航員檢查了服務艙,發現服務艙中的二號液氧罐發生爆炸,一號液氧罐與二號液氧罐之間的連接管路也因此發生破損,飛船上剩余的氧氣正源源不斷地向太空泄漏。而且,由于漏氣不斷,整個飛船失去重心,在太空中翻滾起來!

能回家就是勝利

對于太空航行來說,任何技術問題都可能造成災難性后果,何況是服務艙被炸漏。對倒霉的阿波羅13號來說,登月是絕對不可能了,能把3名宇航員平安帶回家將是最大的勝利。

能嗎?

一開始,宇航員也好,地面指揮中心也好,所有人都絕望了。要知道,此時阿波羅13號的位置距離地球32萬千米,就算立即減速、掉頭,再加速,返回地球也需要4天時間。而服務艙已經不能使用,宇航員只能待在登月艙里,艙中的氧氣、水電和食物都只夠2人維持2天。

該如何抉擇呢?

臨時拼湊

經過地面指揮中心的“專家會診”,最終確定了自救方案:阿波羅13號飛船繼續飛往月球,利用月球的引力來完成飛船的掉頭和加速。

這個方案可以說冒險性十足,但情況危急,也只能一試。

登月艙設計的初衷,是供2名宇航員使用2天,如今卻要維持3個人存活4天。而登月艙上用來過濾二氧化碳的氫氧化鋰過濾器無法滿足這么大的過濾需求。指揮艙雖然另有過濾器,但與登月艙過濾器的接口不同。

二氧化碳濃度升高,足以殺死宇航員。地面指揮中心經過反復測試,指揮宇航員利用飛船上僅有的物資拼湊成連接兩種不同接口的過濾器,勉強解決了這個難題。

重返月球不容易

電影《阿波羅13號》真實再現了那段太空傳奇,而今天,不僅曾經登上過月球的美國人雄心勃勃想要重返月球,中國、俄羅斯、印度以及歐洲大國也紛紛制訂了自己探月、登月的宏偉計劃。

按理說,人類已經登上過一次月球了,再次登陸應該沒什么問題吧?你別說,這事兒啊,還真沒有想象的簡單。首先,咱們不得考慮考慮預算嗎?來,算筆賬:根據購買力和通貨膨脹率計算,當年美國完成“阿波羅登月計劃”的耗資相當于今天的1200億美元,而目前美國針對新的登月計劃估算的費用高達1330億美元!

那么,美國能出得起這筆巨款嗎?曾執行阿波羅7號任務的宇航員瓦爾特·康尼翰就毫不客氣地指出,20世紀末至今,美國宇航局的預算在聯邦預算中所占的比例一直沒有達到過1%……

除了錢,重返月球還需要什么?

化失敗為成功

在返回過程中,為了節省電力,阿波羅13號關閉了維生系統,宇航員必須盡可能減少自己的活動量,以控制氧氣的消耗。同時,他們還不可以將尿液或其他液體排出艙外,因為在沒有推進器校正軌道的情形下,任何一點力量都足以讓飛船永久改變航行軌道。

最終,阿波羅13號終于進入地球軌道,準備進入大氣層,這時需要重啟指揮艙的控制系統。地面指揮中心擔心維生系統的關閉導致指揮艙溫度降低,如果重啟系統,冷凝水導致電子控制系統短路,將會非常糟糕。幸運的是,當系統重啟后,短路故障并未發生,所有人長出一口氣,這絕對是不幸中的萬幸了。3位宇航員最終安全返回地球。

新計劃

2019年7月20日是人類首次載人登陸月球50周年紀念日,美國正式宣告“阿爾忒彌斯計劃”:登陸月球南極并建立永久基地,為進一步開展載人火星探測奠定基礎。

重型火箭在路上

當年,“阿波羅登月計劃”能夠成功的基礎,毫無疑問是人類有史以來制造過的最大的火箭——土星5號。

遺憾的是土星5號的設計圖紙已經丟失,不可能重新制造。而且,就算圖紙還在,半個世紀后的登月計劃難道還能用老舊的火箭不成?

不,必須用新的!

其實,有可能用于登月的新火箭已經在緊鑼密鼓地研發了,它就是近年來聲名鵲起的獵鷹重型火箭。這款火箭由27臺動力超強的新型發動機提供動力,能夠將63.8噸的載荷送入太空,是現在已經投入使用的各種重型火箭運載能力的3倍。

“獵鷹”火箭真正的獨門絕技是超高的可重復使用能力?;鸺l射后,兩枚助推器能夠穩穩地垂直降落在指定地點,簡單維護后就可以用于下一次發射。

力氣大,花費少,有獵鷹,重返月球似乎也不是遙遙無期。

公開招標有希望

火箭有希望了,那飛船呢?美國宇航局計劃公開招標。新時代的登月飛船的設計方案看起來差異很大,有的像傳統飛船那樣,由不同的艙體組成,看起來像是個“組裝怪”;有的則非??苹?,整體外形流暢,如同一枚子彈,也不再區分艙室,能夠像火箭一樣垂直起降,而且內部空間寬敞,可以容納10人以上。如果這樣的飛船真正研制成功,不僅僅是月球,就算是火星也可以來去自如。不管怎么說,各個航天強國的重返月球計劃已經啟動,目前看起來美國有登月經驗,航天技術最為發達,似乎最有希望第一個重返月球。但是,以中國為代表的新興航天勢力已經崛起,21世紀登月第一的頭銜到底花落誰家,尚未可知。最重要的是,但愿太空航行技術不斷發展,阿波羅13號的驚險一幕不再重演。

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