坎坷曲折的“阿波罗”载人登月之路

庞之浩

20世纪60-70年代，美国成功实施了“阿波罗”载人登月工程，使12名航天员登上了月球表面。但该计划并非一帆风顺，它曾屡遭磨难，其中最惨痛的是1967年1月27日阿波罗1号飞船发生的悲剧，这是第一次被全世界人民所知道的重大恶性航天事故。后来，阿波罗12、13号载人飞船都曾遇险，尤其是阿波罗13号因飞船服务舱在途中爆炸，不仅使这次载人登月计划夭折，还差点让航天员有去无回。

1 出师未捷身先死

1967年1月27日，3名美国航天员进入位于肯尼迪航天中心内的“阿波罗”飞船，做发射前的飞行试验。这3名“天使”都是从美国首批和第2批航天员中选拔出来的太空“精英”，其中：指令长格里索姆中校已参加过2次航天飞行；怀特中校则曾乘双子星座4号飞船升空，并且是美国第一个到舱外进行太空行走的英雄；另一名航天员是查非少校。

阿波罗1号飞船的3名航天员进行训练

这次试验的方案是3名航天员在采用1/3大气压和纯氧的阿波罗1号飞船指令舱中进行模拟太空飞行。假若这次试验圆满成功，这3名航天员便能乘阿波罗1号飞船升空，为登月飞行做准备。然而，意外的事情发生了。在试验中突然有一个电路短路出现火花，只听“砰”的一声，火焰顿起，全舱一片火海，3名航天员被浓烟和火舌包围，有人不禁大喊：“着火了！快放我们出去”。但无论是舱内还是舱外一时间都打不开舱门，因为这个舱门被设计成需要1.5分钟才能打开，而此刻，舱内着火形成负压，人再有劲也无济于事了。就这样，3名航天员在这次试验中遇难。

其实在此之前，指令长格里索姆已做好了任何准备。他曾说过一段感人至深的话：“如果我们死了，请大家不必大惊小怪，而是把它看成一件普通事件，因为我们从事的是一项冒险事业，我们希望不要影响计划及进程，征服宇宙是值得冒生命危险的。”这段话充分表现了航天员们视死如归的大无畏精神，至今让人难以忘怀，给后人以极大的鼓舞。

遭受火灾烧毁后的阿波罗1号试验飞船指令舱外表面

“阿波罗”工程并没有因此而搁浅。在安葬了这些先烈后，有关人员总结了沉重的教训，从安全角度出发，改进了飞船结构，使舱门能在2～3秒内自动打开，把所有能出现明火之处都改成暗火，对防火、生命保障系统等也进行了不同程度的改进，并决定先发射几艘无人试验飞船。此后才慎重地在1968年10月用阿波罗7号飞船进行了第一次载人飞行。

不过，阿波罗12号、13号载人登月飞行也遇到大小不一的风险。

2 以为是敌人破坏

1969年11月14日，110米高的土星5号火箭竖立在肯尼迪发射场，其上装有阿波罗12号飞船。这是美国第2次载人登月飞行，因此很受重视。时任总统尼克松、副总统阿格纽和国务卿基辛格等显要人物全来到发射场观看。

但天不作美，没多久就下起了大雨，把在露天等待的观看者淋成了“落汤鸡”。发射前半小时，雨势减小，但还是细雨绵绵，远处还有雷声。从设计上讲，阿波罗12号是允许雨中发射的，但怕雷击。所以，发射负责人曾考虑延期发射。不过，因有总统亲临现场，名人又多，所以又担心推迟发射影响不好。此时气象部门报告，在发射阵地上空32千米范围内无闪电，而且发射前1小时液氧补加装置已失灵，若延期发射，蒸发的液氧无法补加。根据这些情况，发射负责人决定在上午11时准时发射。

阿波罗12号在蒙蒙细雨中离开了发射台，飞船指令长不时回答地面问话：“感觉良好，一切正常。”但在起飞后36.5秒，突然一道闪电划空而过，飞船指令舱的红色警示灯亮了，警铃也鸣叫起来，3名航天员均惊呆了。在场的人们也在火箭与发射台之间看到了一道蓝色闪光，包括总统在内所有观看者一时间不知所措。一阵骚动后，时任总统尼克松马上询问情况，飞船指令长回答：“燃料电池失灵，飞船上稳定平台失灵。”此时气氛骤然紧张，因为这有可能危及航天员的生命。就在这千钧一发之机，飞船指令长康拉德果断命令驾驶员立即启用备份电池，以保证飞船正常工作。经过1分钟的紧急“抢险”，电源故障及其他毛病被排除了，飞船顺利进入绕地轨道。重新校准后，稳定平台也恢复了正常。一场灾祸总算幸免了，真是有惊无险啊！

阿波罗12号航天员在月面布置的太阳风仪

事后，时任总统尼克松感到有失颜面，下令调查此事。结果是没有敌人破坏，而是一次由于火箭飞行而引起的“激发闪电”现象。

有道是祸不单行。阿波罗12号载人登月飞船刚刚躲过一场灾难，紧接着升空的阿波罗13号载人登月飞船又在太空遇到更大的危险。

3 突然遭灭顶之灾

13这个数字在西方是不吉利的，人们忌讳和13有关联的事物。从这个角度说，阿波罗13号的灾难似乎带有一种宿命的味道。

阿波罗13号乘组在升空前一天的合照（左起：海斯、施韦格特、洛弗尔）

1970年4月11日，阿波罗13号载人登月飞船顺利升空了。刚开始一路平安，航天员们也轻松愉快。4月13日晚，飞船已正常飞行了56小时，此时距月球只有6万千米左右了。当夜9时零8分，飞船上忽然传来一声巨响，把3名航天员从胜利的憧憬中惊醒。他们面前的警灯全亮了，主要电器的电压也在下降。

指令长洛弗尔立即意识到大难临头，马上向地面控制中心报告：“休斯顿，我们有麻烦了”。接着，航天员施韦格特说：“我们这里出事了，已听到一声巨响，主线路电压不足。”在洛弗尔从窗口看到一股股气流从飞船服务舱冒出来时，又立即补充道：“服务舱正向空中放出什么东西，好像是某种气体。”此时，另一航天员海斯急忙从登月舱返回指令舱，在他经过2舱之间的通道时，听到了一种金属折曲的声响，飞船也晃了起来。当海斯到达指令舱时，他看到一些电器的电压已降到零，服务舱的三组燃料电池坏了两组。然而险情还在加剧，更多的红灯在闪烁，另一组电池也快不行了。

服务舱内共安装了两个大型的液态氢罐和两个液态氧罐。2号贮氧箱发生爆炸，1号贮氧箱也被它炸裂，压力也在迅速下降，对指令舱中的生命保障系统、导航和电力系统都产生了很大影响。这是由于氢氧燃料电池的贮氧箱还担负着为飞船生命保障系统供应氧气和水的任务，因此航天员面临着电能不足、供水供氧困难、环境温度下降的处境。所以全部希望只能寄托在登月舱有限的电力、水和氧气了。

休斯敦控制中心及时分析后认为，液氧贮箱爆炸起火，使得飞船上的氢氧燃料电池损坏，而且航天员也处于极端危险之中，于是地面控制中心果断决定：中止登月飞行，利用完好的登月舱立即返回地球，千方百计保全生命，设法安全返航。

爆炸发生后25分钟，飞船指令舱内的氧气只能再供应15分钟，3名航天员唯一生还的希望就是外壳薄得几乎可用拳头砸一个洞的登月舱。但飞船升空前根本就没有应急计划，所以他们没有学习如何紧急启动登月舱维生设施。

为此，航天员在地面控制中心的指导下，一步步往登月舱的计算机中输入复杂的数字，他们知道，哪怕输错一个数字，对他们来说就意味着死亡。最后，就在指令舱中的氧气含量只剩下5分钟可用时，登月舱的功能终于被激活。

从阿波罗13号登月舱-指令舱中拍摄的服务舱被严重损坏

由于指令舱内的氧气不够3人用，因此只有洛弗尔和海斯进入了登月舱，把登月舱当作临时救生艇。施韦格特1人留在指令舱内，他把服务舱中剩下的氧气输送到指令舱的后备贮箱内，把应急电池组接到指令舱的自动控制设备上，使它能运行到登月舱推进系统启动为止。

因为爆炸的碎片和泄漏的气体弥漫在飞船周围，经太阳强烈的反射挡住航天员的视线，所以无法找到导航的基准天体。为此，地面控制中心让航天员把一个窗口始终对准太阳以确定航向。此后他们遇到的主要问题是：按设计，登月舱的电力只能供2人用45小时，而今却是3人要用100小时。航天员海斯也在计算，如关闭登月舱的大部分系统，则电力能延长4天，但冷却水是一个问题，要保持飞船的电子设备不致过热，冷却水是必不可少的。不过这时只能头痛医头，脚痛医脚了。海斯关闭了舱内的部分系统。这一做法与地面中心的想法不谋而合，因而休斯敦中心对此备加赞赏。

为了节省电力，航天员们铤而走险关掉飞船上的计算机、导航系统和其他电力设备，让飞船的电流消耗量降低到12安培—只相当于一个家庭搅拌机使用的电量。当加热设备关闭后，登月舱中的温度急剧下降，尽管他们穿上了航天靴和剩余的内衣裤，仍然冻得无法入睡。

4 用引力弹弓效应

经过艰难、细致的分析，在爆炸后的某一时间，休斯敦地面控制中心果断做出逃生计划第一步的决定：继续向前飞，认为这是最省燃料的返回轨道方式。这是由于当时飞船已离月球较近，在月球引力的牵扯下，如果阿波罗13号飞船采用掉转航向的方式，不仅将耗光飞船所有的燃料，而且很可能被月球的引力拉扯住，坠毁在月球表面。

继续向前飞是利用引力弹弓效应来给阿波罗13号飞船加速，以此来节省燃料和时间。阿波罗13号飞船的逃生第一步是应该继续朝月球飞行，并绕月球转一个大圈，飞到月球黑暗的背面，等飞船再次出现时，再立即启动登月舱的发动机，将飞船投掷进返回轨道。

当然，这里面也存在极大的风险，因为登月舱是用来登月的，它并没有被设计用来带着沉重的服务舱和指令舱绕月球轨道飞行。而且，登月舱上的燃料只够进行一次启动尝试的，如果失败，他们将永远不会活着返回地球。不过，登月舱的表现没有让航天员们失望，当阿波罗13号从月球的另一边重新露面时，登月舱的引擎开动，使飞船以每小时8700千米的速度飞离了月球，驶向地球的方向。

具体过程是这样：当飞船距离月球218千米时，洛弗尔启动登月舱的降落发动机进入绕月飞行的轨道。4月15日上午飞船绕月21小时后，海斯再次启动登月发动机，飞船进入了返回地球的航程。在此期间，3名航天员困乏已极，他们轮流休息。尽管通过登月舱的窗口已可看到一个巨大、灰色而带麻点的月球，月面上的陨石坑用肉眼就可一目了然，但此时他们毫无观赏兴趣。

没过多久，阿波罗13号上的航天员们又遇上了一个致命的危险，即服务舱爆炸后，不仅造成了水、氧气的外泄，同时还损坏了飞船上的电池组及二氧化碳过滤设备。登月舱原本只设计供2名航天员使用2天，如今却有3名航天员要靠它存活4天。虽然登月舱上储备的氧气够3名航天员们使用，但其上的过滤二氧化碳空气过滤器却坚持不了那么长时间，飞船上的二氧化碳浓度一度触发了报警，提示航天员有中毒身亡的危险。

尽管飞船指令舱中储备了一些备用空气过滤器，但是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。在千钧一发之际，地面上的工程师们紧急行动起来，利用阿波罗13号上当时有的物资进行试验并找到了解决方案。航天员们在地面控制中心科学家的指导下，用一些黏性胶带、一块从飞行手册后面撕下的纸板以及从他们太空内衣裤上扯下的一些塑料片，做成了一个能帮助空气过滤器有效工作的粗糙适配器，然后拼装上了两种不同形状的空气过滤装置，成功使登月舱内的二氧化碳下降到正常水平。

5 一次成功的失败

虽然休斯敦已编完了返地飞行程序，可是阿波罗13号上的导航系统因故障无法使飞船精确瞄准地球，为此航天员只得使用航行望远镜寻找恒星作为参照物。然而事故发生后，阿波罗13号周围的天空充满了闪烁的碎片，根本无法找到恒星，真是雪上加霜。危急时刻，地面导航专家告诉他们：“你们可用太阳来定向，那是一定能找到的。”结果还真获得成功，可谓雪中送炭。

阿波罗13号飞船朝地球奔去。在返回途中，飞船上所剩的水、氧、电都越来越少，航天员们感到悲观失望，地面人员不时提醒他们吞服兴奋剂，以驱散疲劳、寒冷和失望。为了节省电力，以备再入大气层时使用，飞船温度调节系统被关闭了，舱内温度降至4℃，为了取暖，3名航天员紧围在一起，互相拥抱而坐……

在阿波罗13号飞船处在最艰难境地时，美国国会动员全国为航天员的安全祈祷，并呼吁、恳请世界13个国家提供飞机和舰只救援。这3名航天员的生命安全引起了全世界的关注。

到了4月16日下午7时30分，休斯敦向阿波罗13号发出了最新编制的重返大气层的程序表。到了午夜，航天员们开始兴奋，因为已隐约看到一轮似眉毛形状的地球，而且一分钟一分钟地变大。不过，阿波罗13号飞船已偏离了重返地球大气层的正常轨道，故此时须精确地选定进入地球的角度，如角度太陡，飞船会在大气层中烧毁；如太平，飞船将从大气层表面弹出，再也无法回到地球了。不知是老天开恩，还是从哪里来了一股力量，阿波罗13号奔向浅平轨道，指令长洛弗尔抓住这一千载难逢之机启动登月舱的姿控火箭，使飞船进入了正确轨道位置。这真是不幸中的万幸啊！此时休斯敦中心十分担心，航天员们已极为疲劳，很容易失误，万一出错就难以挽救了。但他们不知道还有更糟糕的情况，航天员海斯尿道感染正在发烧，人很虚弱。

进入正常轨道后，休斯敦中心指令施韦格特在指令舱内开动爆炸螺栓，掷掉已被炸坏的服务舱。此时航天员们才看到了抛掉的服务舱严重损坏的模样。

洛弗尔和海斯又重新回到了指令舱，封闭了通向登月舱的舱门。施韦格特打开指令舱制导系统的开关，发现电力还较充足，电子仪器也没有因寒冷而损坏，这才放心。于是便带着一种伤感和感激之情，把拯救过他们而完成了使命的登月舱抛到九霄云外，但心里却永远也不会忘记它的救命之恩。休斯敦的人们也喊道：“别了，登月舱，我们感谢你！”

随着飞船逼近大气层，休斯敦中心云集了几乎全体工作人员。4月17日，阿波罗13号挂在3把漂亮的大伞之下缓缓溅落在万顷波涛的太平洋中。没过多久，3名航天员温文尔雅地走出船舱，美国时任总统尼克松赶到降落地，欢迎这3位太空英雄的归来。此刻，美国国家航空航天局（NASA）爆发出一片欢呼声，“他们胜利了! ”全世界的人们也向历时6天、经历艰险、战胜困难、平安生还的3名航天员投以钦佩的目光，庆幸这次登月飞行“成功的失败”。

美国时任总统尼克松出席庆祝阿波罗13号航天员成功归来典礼

事后的事故分析表明，阿波罗13号飞船服务舱爆炸并非陨石碰撞所致。在地月轨道转移期间，低温推进剂混合时液氧贮箱爆炸。爆炸毁坏了2号液氧贮箱和其他系统，造成供氧与供电困难。这次故障的根源在服务舱液氧贮箱加热系统的两个恒温开关上。这种开关在1962年设计时采用28V电压，1965年在改进设计时把许可电压提高到65V，可是制造这种开关的厂商生产的开关额定工作电压没有做出相应的改变，仍是28V。虽然这种开关在一定条件下也能承受65V电压，但是长时间超负荷工作时产生了电火花，破坏了绝缘材料聚四氟乙烯塑料的性能，从而导致了液氧贮箱的爆炸。

不过，幸亏阿波罗13号航天员艺高人胆大，排除万难，安全返回了地球，成就了航天史上一次“最伟大的失败”。此后，美国还把阿波罗13号的返航称为美国国家航空航天局最美好的时刻，1995年上映的《阿波罗13号》巨片生动地再现了这次飞行。