被遺忘的事實：一個嚴重的錯誤威脅着阿波羅11號_風聞

原創：牧夫天文

作者：Ethan Siegel

翻譯：毛明遠

校對：牧夫天文組

後台：庫特莉亞芙卡 李子琦

尼爾·阿姆斯特朗和巴茲·奧爾德林在月球上舉起美國國旗，我們可以看到登月模塊的陰影，這張照片就是從這裏拍攝的。

Credit: NASA/ullstein bild via Getty Images

在人類登月50週年之際，回首那段載入人類史冊的事件：人類首次成功地站在地球外的天體上，他們踏上了距離我們38萬公里外的月球。他們在月球上行走；設置科學儀器；獲取月球土壤和岩石樣本；並安全返回地球。

1969年7月24日，阿波羅11號的3名宇航員英雄在離開月球3天后在海洋上成功降落。然而，阿波羅11號在這一過程中曾遇到嚴重的問題。南希·阿特金森(Nancy Atkinson)在她的新書《飛向月球的8年》描述了這一問題，這對宇航員阿姆斯特朗、奧爾德林和柯林斯是致命的。

1969年7月16日，幾千人聚集在肯尼迪航天中心的周圍觀看阿波羅11號任務發射。

Credit: NASA / AFP / Getty Images

根據記錄，整個阿波羅11號任務從發射、入軌、登月和返航完美地實現了肯尼迪總統期許的載人登月計劃，讓我們先快速回顧一下整個阿波羅11號任務過程。

1969年7月16日，阿波羅11號任務搭載土星五號火箭在肯尼迪角成功升空。

7月17日，阿波羅服務推進系統第一次成功點火，來調整方向前往月球軌道。本次發射和點火調整均非常完美，甚至原計劃的3次額外的點火調整都不需要了。

7月19日，阿波羅11號經過一系列推進調整，成功地進入繞月軌道。

7月20日，登月模塊老鷹號從指令和服務模塊哥倫比亞號脱離，成功降落在月球表面。

1969年7月20日，登月模塊老鷹號(照片右前方)成功降落在月球的“寧靜海”，宇航員奧爾德林正在一個科學設備旁邊，遠處可以看到美國國旗。

Credit: NASA/Newsmakers

在登月模塊着陸的4小時後，阿姆斯特朗和奧爾德林離開登月艙執行2.5小時的出艙活動：包括設置科學設備；收集土壤和岩石標本；並在月面插上了美國國旗。

7月21日，在着陸的21小時36分後，登月模塊點火升空，與服務和指令模塊重新對接，阿姆斯特朗、奧爾德林與柯林斯重新相聚。

7月21日，服務推進系統點火，指令和服務模塊開始返回地球，並在22日返航途中進行方向調整。

7月24日，返回大氣層操作啓動，阿波羅11號在太平洋成功濺落，宇航員安全返航。

藝術效果圖展示了指令模塊返回大氣層時承受着攝氏3000度的高温。

Credit: Heritage Space/Heritage Images/Getty Images

整個過程看似按部就班地簡簡單單地進行着，但實際上背後危機四伏。科研人員儘可能的謹慎處理每一個細節確保宇航員的安全。我們回到阿波羅11號返回大氣層的那個階段，這是一個非常關鍵的時刻。如果遇到問題會直接造成宇航員死亡。比如導致前蘇聯宇航員弗拉基米爾·科馬洛夫死亡的事故。

在阿波羅11號任務之前，阿波羅8號和10號任務均已成功實現安全返回大氣層這一危險階段。因此，大家都認為這一過程問題不大。

該圖展示了登月模塊點火升空；與指令和服務模塊對接；登月模塊分離；服務模塊分離；指令模塊返回地球大氣層，並打開降落傘濺落在太平洋的過程。

Credit: SSPL/Getty Images

理論上重返大氣層的過程是宇航員返航的最後一步。指令和服務模塊首先分離，宇航員身處指令模塊。指令模塊是宇航員最後返回地球的關鍵，在進入大氣層後，最終打開降落傘，濺落在太平洋上。指令模塊擁有強大的隔熱保護罩，在服務模塊分離後，它就調整姿態，讓隔熱保護罩朝向降落方向，吸收衝擊波並隔絕高温來保護艙內的宇航員。正常的情況下，大氣濃度足夠讓速度和温度降低到一定程度，之後降落傘打開，進一步減速，5分鐘後指令模塊平穩的濺落在太平洋上。

目前沒有阿波羅11號指令模塊濺落太平洋的照片，上圖展示了阿波羅14號任務返航濺落的照片，整個過程大致相同。

Credit: SSPL/Getty Images

而實際的任務過程是複雜的，一個危險因素來自服務模塊，正常的情況下，服務模塊分離後會在大氣層燃毀，但服務模塊的碎片會威脅到指令模塊。技術人員為了避免這一問題，會讓服務模塊分離後執行一系列推進操作，儘可能遠離指令模塊，這樣服務模塊就不會與指令模塊同時進入大氣層，並且擁有各自的降落軌跡。

阿波羅11號任務的指令模塊和服務模塊同時沿着相似的軌跡進入大氣層，這是非常危險的。

Credit: NASA

引用南希書中的表述，領航員弗蘭克·布朗(Frank A. Brown)在距離降落點725公里遠的地方報告了他的發現：“我看到兩個物體，一個在另一個上方，一個是指令模塊，一個是服務模塊…我看到壯觀的碎片散落的景象，上方是一個穩定的物體，下方的物體散落開來，顯然這是服務模塊的碎片。”幸運的是這些碎片沒有影響到指令模塊，沒有造成災難。

阿波羅11號的3名宇航員：尼爾·阿姆斯特朗、邁克爾·柯林斯和巴茲·奧爾德林返回後需要隔離一段時間，旁邊是總統尼克松。

Credit: MPI/Getty Images

到底發生了什麼？

問題發生在服務模塊丟棄剩餘燃料的錯誤設置。之後技術人員發現阿波羅8號和阿波羅10號任務同樣存在這一問題。這樣原本應該分離開來的服務模塊，繼續保持和指令模塊相近的軌跡，它的燃毀破碎直接威脅到指令模塊和它上面的宇航員。

服務模塊擁有兩種類型的推進器：一種是-X RCS噴射器；一種是RCS轉動噴射器。-X RCS持續噴射工作時，RCS轉動噴射的作用是穩定服務模塊。

圖像左側可以看到反應控制系統，有兩種推進控制裝置，一種控制加速，另一種控制方向。如果服務模塊與指令模塊相撞，後果不堪設想。

Credit: NASA

調查人員在阿波羅11號任務後認為：“為了避免服務模塊和指令模塊相撞，需要-X和轉動噴射器在恰當的時候點火。貌似服務模塊與指令模塊撞擊的可能性非常低。”但是我們要注意：航天器到處都是活動部件。比如，服務模塊和指令模塊分離後，服務模塊拋棄出的燃料，會帶來不確定性，一定程度上會影響運行軌跡。

上圖是美國宇航局在1970年4月17日拍攝的從阿波羅13號任務中分離的服務模塊。我們可以看到服務模塊右側明顯的損壞。這是阿波羅計劃第三次載人登月任務，但因故障取消。

Credit: AFP/Getty Images

我們足夠幸運，阿波羅11號任務成功了。但通過之後的任務報告，巴茲·奧爾德林也記錄到他看到了旋轉的服務模塊從指令模塊飛過。工程師嘉裏·約翰遜(Gary Johnson)對之後的阿波羅12號服務模塊的分離控制進行調整。

1969年7月24日，指令模塊濺落在太平洋上。

Credit: CBS Photo Archive/Getty Images

我推薦這本來自阿特金森的《飛向月球的8年》，你可以看到很多不為人知的細節，包括與工程師嘉裏·約翰遜的訪談。我們用總統演講詞做結語：“在這次登月探索中，全人類團結在一起；他們的付出，鏈接了全人類！在古代，人們仰望星空，上面有我們英雄的星座。現在，同樣地我們有血有肉的英雄站在了月球上。還會有更多後繼者，他們也會安全地返回地球。人類對宇宙的探索永不止步，他們是我們的先驅，將永載史冊。”

原文鏈接

https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2019/07/19/everyone-missed-an-apollo-11-mistake-and-it-almost-killed-the-astronauts-returning-to-earth/#50a1a1c97cbd

『天文時刻』 牧夫出品

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Credit: NASA