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阿波罗13号事故45周年:真相公开

发布时间:2019-06-07 20:18 来源:未知 编辑:admin

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  阿波罗13号变乱45周年:线出处:新浪科技编纂:巷子

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  据国外媒体报道,良多美国航天业内人士对于导演朗霍华德(Ron Howard)拍摄的片子《阿波罗13号》常常怀有一种又爱又恨的矛盾心理。这部片子对美国宇航局的阿波罗打算进行了可说是极为精准的描述,而且大体上对阿波罗13号不测事务的处置进行了反面的展示。

  同时在这部影片中也表示了美国宇航局昔时在处置阿波罗13号危机的7天时间里在救援工程方面所做的海量工作,并将这一危机事务的应对提拔到了接近“神话”的高度。

  但在另一方面,《阿波罗13号》这部片子终究仍然逃不外好莱坞的那一套无限制地聚焦和放大各个脚色人物之间的关系话题。当飞船处于月球后背时,宇航员吉姆罗威尔(Jim Lovell),杰克斯威格特(Jack Swigert)以及弗雷德海思(Fred Haise)互相之间现实上从未高声措辞以至彼此吼叫,没有任何人思疑过斯威格特的驾驶技巧。而同样的,在地面上的替补宇航员肯马丁里(Ken Mattingly)也从未像影片中表示的那样将本人锁在一个模仿仓中亲身为阿波罗13号的动力毛病设想排障方案。

  在影片中,人类的第三次登月步履曾经显得很是平平无奇:1960年代肯尼迪总统提出的要将一个美国人奉上月球并平安送回来的不凡挑战曾经告竣,而公家对于登月的豪举也曾经起头逐步得到最后的那种兴奋,以至电视台也曾经不再对登月进行直播。但就在此次使命施行到第三天的时候1970年4月13日,一件不测事务的发生,从头将全世界人们关心的目光吸引到了这艘小小的飞船和它上面3名美国宇航员的身上一次常规的查抄法式却导致了飞船氧气舱的爆炸。俄然之间,这三名宇航员的安危变得命悬一线。

  那么,若是说这部几乎在20年前拍摄的影片并未展示此次事务的全数气象,那么其时阿波罗13号事务的现实环境又事实若何呢?氧气罐事实为何会发生爆炸?而若是说这儿氧气罐本身就出缺陷,那么一起头它是怎样会被安装到飞船上去的?但最主要的一点还在于,在哪个仍然次要依赖算尺和极端原始计较机设备的年代,在45年前,在履历了那样严峻的毛病之后,阿波罗13号事实是若何平安前往地球的?

  其时地面上到底发生了什么?

  在从地球飞往月球的过程中,阿波罗飞船现实上是由3个(其实也能够说是4个)次要的部门构成的:粗短的阿波罗飞船指令仓是宇航员地点的舱段,柱状的阿波罗办事舱里则次要用来安放飞船的电子和情况维持设备,别的还有外观略显笨拙的登月舱,而登月舱本身则也能够再分为两个部门上升段以及下降段。

  阿波罗飞船利用一套复杂的电池以及三台大型燃料电池为其所有设备供给电力供应,此中燃料电池会承担飞翔阶段的大部门电力供应使命。这种燃料电池的工作道理是将氢和氧进行反映,从而发生1.4kW的30V直流电,并在过程中发生少量水。如许发生的电力将用于驱动飞船各大系统,而发生的水则将被用于飞船系统冷却,以及宇航员的日常饮用,卫生用水,脱水的食物加水以及其他各类用处。

  简单来说,阿波罗13号遭遇的问题次要是环绕第二个液氧罐,即所谓“二号罐”而发生的。这个圆形的液氧罐是在多年前由Beech Aircraft公司按照与North American Rockwell公司之前签订的合同制造的,其最后的制造目标是安装在1969年发射升空的阿波罗10号上。但就在阿波罗10号发射之前,这个液氧罐却被拆卸了下来进行维护和改装,并曾在这一过程中发生过掉落事务这个罐子已经从大约2英寸(约合6厘米)的高度上摔落下来。

  于是美国宇航局便将这个似乎没有蒙受损坏的液氧罐分派给了阿波罗13号的办事舱继续利用。在发射前,手艺人员再次对各项部件进行了严酷查抄,在此中一次查抄中,这个液氧罐被发觉无法准确地排空液氧(其道理是将气态的氧气充入液氧罐,将液氧全数挤压出来,但因为一道管路损坏,无法做到完全的排出)。最终测试组决定通过加热的手段排空液氧罐。

  这时,他们犯下了一项严峻的错误:液氧罐本身带有加热安装,其设想目标是通过恰当加热,协助氧气在管路系统中的流动。按照设想,该加热安装该当通过飞船的28V直流电力系统供电,但测试组却将它与65V的地面线小时之久。过高的电压导致的大电流导致加热器开关被烧化,固定在了封闭位置上,这就让它无法及时在环境非常时启动主动封闭法式,于是液氧罐内的温度持续升高,不断到了跨越1000华氏度(约合537.7摄氏度),而安装在液氧罐内部的温度计设定的最高温标才80华氏度(约合26.6摄氏度)。但从外部察看,看不出任何非常环境。

  在太空中发生了什么?

  雷同液氧这类的液态冷冻液体在微重力情况下会倾向于“分层”,也就是说,在缺乏重力感化的环境下,它们会倾向于构成分歧的分层并在其所处的空间内向四周扩 散。而当这一空间就是液氧罐的内部体积的时候,这种分层效应就会让丈量液氧罐内部的液体量变得好不容易。因而阿波罗飞船的办事舱液氧罐中还安装了一套内部 涡扇,就像小型船桨一般的叶轮,用于液氧罐内容物的搅拌,目标是使其愈加平均,以便对其内部液体的量更好的进行丈量工作。

  在每一次啊阿波罗使命飞翔期间,城市进行如许的例行搅拌操作。但没有人晓得的是,对于阿波罗13号而言,每一次如许的搅拌都将可能激发一场潜在的庞大灾难每一次启动二号罐的搅拌叶片,电流都将会通过受损的线路。

  在使命进行到第56个小时之后,指令仓飞翔员杰克斯威格特进行了例行的搅拌操作。按照猜测,此次操作发生了几颗火星,点燃了二号罐内的特氟龙材料。在液氧情况下,特氟龙材料的燃烧十分敏捷,在液氧罐内霎时发生极高压强(跨越41 MPa)。如许的压强不单跨越了液氧罐阀门的承受极限,也超出了液氧罐布局强度的极限,于是,液氧罐发生了爆炸。

  整个办事舱的布局就像一个葡萄柚,或者说像是一块被切成一块一块的派,分歧的部门被组合在一路,每个部门具有分歧的功能。不断到阿波罗13号之前(也包罗阿波罗13号),所有的阿波罗飞船上的两台液氧罐都是被放置在统一个模块内的。Sy Liebergot暗示:“所有的工具都被放置在一个架子上,包罗那些用于向一号罐和二号罐输送氧气的藐小管路。因而很容易理解,发生在二号罐的爆炸也将影响一号罐,由于它们都挤在一路。”这也恰是阿波罗13号所遭遇的处境虽然从外部看一号罐并未蒙受严峻粉碎,但其与二号罐之间的毗连管路发生了破损,导致阿波罗13号上残剩的氧气也起头不竭向太空泄露。

  Liebergot笑道:“有人大要会问为什么我们不把这两个罐子分隔放呢?好吧。谜底是那样做出产起来不太便利。”从阿波罗14号起头,飞船的办事舱内安装了一块额外的燃料电池,并在两个次要液氧罐安装位置的别的一端安装了一个额外的备用液氧罐,这个备用罐与飞船燃料电池完全隔离,公用于在告急形态下为飞船的乘员供给维持生命所需的氧气。

  而当所有这些事发生时,地面上的节制员们仍然不甚清晰事实飞船上发生了什么事,他们指令宇航员封闭通一号燃料电池,随后又指令封闭了二号燃料电池。这项操作 的目标是想阻断氧气的流动并确保至多一块燃料电池可以或许继续利用。但如许一来就等于放弃了登岸月球的诡计,由于按照设想,要想登岸月球概况,飞船必需确保至 少有两块燃料电池是处于工作形态的而此时剩下的那块燃料电池起头从阿波罗飞船指令仓中阿谁较小的储蓄液氧罐中罗致氧气

  地面节制核心此时反面临着一系列极端复杂也极端艰难的选择需要去做,他们必需决定接下来要采纳哪些办法以便确保宇航员生命的平安。虽然在美国公家的印象中,美国宇航局似乎是一个效率低下的权要机构,但在此次危机应对中,美国宇航局步履敏捷在短短6个小时内,地面节制核心便做出了一系列后来看来是至关主要的操作决策,为成功挽救太空中宇航员的生命阐扬了环节感化。随后是差不多长达4天的煎熬和期待,期待阿波罗13号飞船绕过月球并朝着地球飞来。

  在爆炸发生后的最后40分钟内,按照地面指令,宇航员们起头为登月舱加电,试图将其变为他们的“生命之舟”这种危机处置体例此前在阿波罗10号使命锻炼期间已经或多或少做过切磋,但后来这种做法却被舍弃了,美国宇航局给出的缘由是认为如许做“不现实”。但按照老例,美国宇航局的工程师和飞翔节制员们会在如许的模仿操作中制造出操作流程手册并保留下来。爆炸发生后,这些操作流程手册被敏捷找了出来投入利用。

  当爆炸发生时,地面节制员与宇航员们有两项使命需要去做。起首是确保指令仓内本人的备用液氧罐无缺无损,由于此中的氧气将能够被用于返航时所需。而虽然办事舱内安装有飞船上的次要液氧罐,但指令仓内也安装有一个“缓冲罐”以及三个更小的液氧罐。在判明最初一台燃料电池正在从中接收氧气用于本身发电的环境之后,Liebergot判断封闭了所有这些液氧罐。

  第二项使命听上去则似乎与第一项使命彼此矛盾,那就是尽可能让那块正在吸收储蓄液氧罐中宝贵氧气资本的燃料电池维持久一些的工作时间以便为登月舱完成充电。 凡是这一过程是一项极具技巧性,包罗长达数小不时间,数百项操作动作的复杂操作过程。必需尽快封闭指令仓的需求发生了雷同“先生鸡仍是先生蛋”的问题困 境,由于起首登月舱必需从指令舱的计较机中获得关于初始位置和航向的数据,如许它的推进系统和导航系统才能将宇航员们送回家。Liebergot暗示,当他的同伴John Aaron前来换班时,他立即认识到了本人所面对的问题。他说:“其时John走过来,他说我们需要更多时间给登月舱充电,我们不会有氧气的问题,我们在登月舱中有良多氧气!”幸运的是,操纵一号罐中残剩的氧气,加上从指令舱电池系统中收受接管的部门氧气,加起来足以供给让登月舱前往地球所需的电力。

  登月舱中储蓄有远超3名 宇航员所需的氧气。其内部具有大量的氧气储蓄。现实上登月舱储蓄的氧气以至能够完成多次舱内再加压,以便满足宇航员登岸月球之后的舱外勾当所需。相反,水 却成为一个大问题。为了节约分量,登月舱利用的是电池,而不是燃料电池。因而不像办事舱中的环境,燃料电池发电的过程会发生水,在登月舱中质储蓄了固定命 量用于援用和设备冷却的水。地面节制核心不得不尽可能封闭登月舱内的设备以便削减其发生的热量对储蓄水体利用的压力。

  让环境愈加复杂的是,应对团队接下来还必需设想一种体例,从而能够利用登月舱上的导航计较机来指导阿波罗/登 月舱组合体的飞翔。虽然指令舱和登月舱内都安装了几乎一样的阿波罗导航计较机设备,但两者利用的软件则完全分歧。登月舱软件利用的飞翔参数无法处置指令舱 和办事舱的环境,此中的底子性变化好比飞船质心的改变等等。要想处理这个问题,必需依赖于地面节制核心进行的细密测算并给出新的参数。

  别的,登月舱内的情况维持系统也并非是为确保三名宇航员渡过数天的时间设想的,因而宇航员们必需借助于指令舱中的二氧化碳过滤安装来确保登月舱内呼吸的空气 中二氧化碳浓度不会太高。但在这过程中也呈现了一些妨碍:指令舱的过滤器接口是方形的,它无法与登月舱圆形的接口兼容。于是地面上的工程师们告急步履起 来,操纵阿波罗13号上现有的物资进行试验并找到领会决方案。

  一次“成功的失败”

  形成阿波罗13号飞船变乱的缘由是由良多的小小失误逐步累加构成的液氧罐的坠落,没有进行需要的液氧罐内部查抄,液氧排空操作上的失误以及灾难性的高温烘烤。当所有这些要素累加在一路,导致的成果是惊人的,以致于地面节制人员一起头还难以相信他们所看到的环境。Liebergot指 出,其时的毛病演讲轨制比拟今天还显得较为原始。呈现毛病的系统会在地面节制台上激发响应指示灯闪灼,但当问题过去之后,指示灯将不会再继续连结闪灼。而 要想回放测控数据带则将花费必然的时间而无法做到及时进行,以至追踪问题的地点常常还需要借助纸和笔进行最原始的手算。因而在其时的前提下,应对这类多种 缘由导致的复杂场合排场很是棘手。

  而对于阿波罗13号的最终获救,最大的缘由该当说是地面节制人员和飞船乘组此前所进行了数以百计的频频操练。每一位节制员,包罗所有的支撑人员都对他们各自范畴的专业学问很是领会和熟悉,根基上都到了最细节的境界。而对于阿波罗13号的飞翔乘组而言,除了对原定的飞翔打算烂熟于胸之外,他们都是精采的飞翔员,他们所受的锻炼让他们可以或许在最求助紧急的环境下连结沉着和思维沉着。他们可以或许期近便最极端的精力和身体压力下切确地进行大量极为复杂的操作。

  恰是阿波罗13号上的宇航员们可以或许在最危机的环境下连结沉着,并在问题呈现时及时进行处理,才最终让他们可以或许从这一极端复杂的邪恶情况下出险。美国宇航局的“模仿,模仿,再模仿”思维决策意味着即便呈现雷同阿波罗13号如许严峻的危机事务,永久都能够找出某种形式的应急方案来。别的,此次使命的节制员们在制定应急救援打算时,他们对于飞船各个系统的极限机能都有着很是清晰的领会和把握。

  代号为“水瓶座”(Aquarius)的登月舱解救了阿波罗13号上三名宇航员的生命,大大超越了它最后设想的功能。当阿波罗13号的宇航员们将指令舱与登月舱分分开时,地面通信员Joe Kerwin短暂的暂停了与飞船之间的一般通信。在颠末了一阵之后,Kerwin启齿了,带着对这台机械的感谢感动之情:“再见,水瓶座,我们感激你。”

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