航天史上最成功的失利——阿波罗13号登月方案

阿波罗方案

是美国从1961年到1972年安排施行的一系列载人登月飞翔使命,该方案始于1961年5月,至1972年12月第6次登月成功完毕,历时约11年,耗资255亿美元,约占当年美国悉数科研经费投入的20%,在工程顶峰时期,参与工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构,总人数超越30万人。它在国际航空航天史上有着划时代的含义,其科研效果所带来航天史上最成功的失利——阿波罗13号登月方案的深刻影响,人类至今获益。

土星五号航天史上最成功的失利——阿波罗13号登月方案运载火箭

也许是数次的阿波罗方案效果太为耀眼,阿波罗13号所发作的事端不为人知人知,虽然这次登月使命终究失利,但却被世人称为国际航天史上最成功的失利,这其间的原因终究是什么?是什么原因导致了事端的发作?这次事端的终究成果又是什么呢?接下来且听我渐渐道来。

电影《阿波罗13号》剧照

简介

阿波罗13号登月方案是阿波罗方案的后期使命之一,也是整项方案中第三次载人登月使命,于1970年4月进行,共搭载三名宇航员,在前往月球的过程中,间隔地球321860公里时,服务舱(阿波罗飞船实际上是由3个首要的部分组成的:粗短的阿波罗飞船指挥舱是宇航员地点的舱段,柱状的阿波罗服务舱里则首要用来安放飞船的电子和环境坚持设备,别的还有标签19外观略显蠢笨的登月舱,而登月舱自身则也可以再分为两个部分——上升段以及下降段。)的二号氧气罐发作爆破,连累别的一个氧气罐,不只导致指挥舱和服务舱一起失去了两个氧气罐中的氧气,还严峻损坏了航天器的供电设备,虽然指挥舱中还有供回来地球时运用的电标签1池,可是只能运用大约10小时。因而,三名宇航员终究不得不把登月舱作为救生艇,向地球奋力“滑行”。

爆破的氧气罐

阿波罗飞船运用一套杂乱的电池组和三台大型燃料电池为一切设备供给电力,其间燃料电池担任承当飞船飞翔阶段大部分电力供应使命,这种燃料电池的作业原理是将氢和氧进行反响,然后发生1.4kW的30V直流电,并在过程中发生少数水。而为了尽或许的带着氧气和氢气,功率最高的办法便是使他们以液态方式存在,因而在阿波罗飞船的服务舱内设备有两个大型的液态氢气罐(每个内部装有13公斤的液氢),别的还有两个液态氧气罐(每个内部装有大约148公斤的液氧)。

而发作爆破的正是二号氧气罐,这个标签1氧气罐开始是设备在阿波罗十号上,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保护和改装,标签3在此期间这个罐子从前从大约2英寸(约合6厘米)的高度上摔落下来。终究这个或许损坏的罐子没有被再次装回到阿波罗10号上,而是造了一个新的液氧罐,一起这个掉落的标签11罐子通过查看后并没有发现损坏,可是,这种外部查看却发作了一项丧命的忽略:其内部有一根管线发作了细微的破损。

所以美国宇航局便把这个好像没有破损的罐子分配给了阿波罗13号的服务舱持续运用。在阿波罗13号发射前,技术人员再次对各项部件进行了严厉查看,在其间一次查看中,这个液氧罐被发现无法正确地排空液氧,所以测验组决议运用加热的办法排空液氧罐,可是他们犯了一个丧命的过错:液氧罐自身具有加热的才能,可是依据航天史上最成功的失利——阿波罗13号登月方案规划,应当运用飞船的28V直流电力体系供电,但测验组却将它与65V的地上线路连接了长达8小时之久。

过高的电压导致加热器开关被烧化,固定在了封闭方位,这就让它无法及时在情况异常时发动主动封闭程序,所以液氧罐内的温度持续升高,一向到了超越1000华氏度(约合537.7摄氏度),而设备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)。但从外部调查,看不出任何异常情况。美国宇航局在后来的事端调查报告中说到:“液氧罐内部管路运用的特氟龙绝缘层遭受了严峻的损坏”。

丧命的拌和

相似于液氧这样的液态气体在微重力情况下会倾向于分层,也便是说,在缺少重力的情况标签20下,它们会倾向于构成不标签1同的分层并在其所在的空间内向周围扩 散。而当这一空间便是液氧罐的内部体积的时分,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。为了准确标签17丈量罐内液体的多少,阿波罗飞船的服务舱液氧罐中设备了一套涡轮设备,相似于小型船桨的叶轮能将液氧拌和均匀便于丈量,这在阿波罗13号飞翔过程中归于例行操作,可是没有人知道,每一次拌和关于阿波罗13号而言都是潜在的巨大灾祸。

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拌和操作。依据估测,这次操作发生了几颗火星,点着了二号罐内的特氟龙资料。在液氧环境下,特氟龙资料的焚烧十分迅速,在液氧罐内瞬间发生极高压强(超越41 MPa)。这样的压强不光超越了液氧罐阀门的接受极限,也超出了液氧罐结构强度的极限,所以,液氧罐发作了爆破。

困难的回家路

航天器受损导致原定在弗拉毛罗高地的登月使命被逼撤销,指挥中心有人提议马上让航天器掉头回来地球,可是整个航天器上可以供给掉头推力的推动体系坐落发作爆破的服务舱尾部,由于损坏情况不明,点着推动体系有再次引起爆破的危险,为了安全考量,指挥中心决议不运用推动体系。他们挑选运用月球引力归航,绕过月球航天史上最成功的失利——阿波罗13号登月方案反面再让航天器进入自在归航轨迹。为了进入自在归航轨迹,有必要校对一次飞翔轨迹;正常情况下会运用服务推动系标签17统来校对轨迹,但由于事端影响,在工程师团队长期研讨后,指挥中心决议运用登月舱的下降火箭进行简略的轨迹纠正。

回来地球的指挥舱

登月舱航天史上最成功的失利——阿波罗13号登月方案本来规划用来供两名宇航员运用两天,可是现在却有三名宇航员要靠它存活四天,登月舱上用以过滤二氧化碳的氢氧化锂过滤器无法负荷这种需求。虽然指挥舱还有备用过滤器,但它们与登月舱上的接口形状不同。在二氧化碳浓度不断升高的情况下,地上指挥即时想出了处理办法,他们辅导太空人用太空船上仅有的物资组装连接起两种不同形状的过滤设备,成功下降登月舱的二氧化碳浓度。

在航天器逐步挨近大气层时,为了便于剖析事端原因,航天局决议先扔掉服务舱而不是常态下应先被扔掉的登月舱。当三位宇航员初次看到服务舱时,他们惊奇地发现燃料电池和氧气罐上整块面板都被炸飞了。地上指挥中心还忧虑归航途中为了省电封闭维生体系而失温的指挥舱,会由于水凝聚导致电子操控体系短路,这无法防备,只要在体系重开机的当下才会知道体系是否顺畅运作,走运的是终究一切正常。

虽然事端十分不幸,可是终究三名宇航员仍是安全回来了地球。他们是十分走运的,由于航天器是在去月球途中呈现问题,而非回程;不然他们在紧迫情况下可调集的剩下资源会大大削减。假如服务舱的爆破发作在绕月或归航途中,三位宇航员生还的时机十分迷茫(若正常完结登月使命,登月舱会被扔掉,三位宇航员就没有救生舱)。

成功的失利

构成阿波罗13航天史上最成功的失利——阿波罗13号登月方案号飞船事端的原因是由许多的小小失误逐步累加构成的——液氧罐的掉落,没有进行必要的液氧罐内部查看,液氧排空操作上的失误以及灾祸性的高温烘烤。当一切这些要素累加在一起,导致的成果是惊人的。而关于阿波罗13号的终究获救,最大的原因应该说是地上操控人员和飞船乘组此前所进行了数以百计的重复操练。每一位操控员,包含一切的援助人员都对他们各自范畴的专业知识十分了解和了解。

而关于阿波罗13号的飞翔乘组而言,除了对原定的飞翔方案纯熟于胸之外,他们都是出色的飞翔员,他们所受的训标签3练让他们可以在最危殆的情况下坚持镇定和头脑镇定。他们可以在即使最极点的精力和身体压力下准确地进行很多极为杂乱的操作。

正是阿波罗13标签1号上的宇航员们可以在最危机的情况下坚持镇定,并在问题呈现时及时进行处理,才终究让他们可以从这一极点杂乱的险峻环境下脱险。美国标签20宇航局的“模仿,模仿,再模仿”思想决议方案意味着即使呈现相似阿波罗13号这样严航天史上最成功的失利——阿波罗13号登月方案重的危机事情,永久都可以找出某种方式的应急方案来。别的,此次使命的操控员们在拟定应急救援方案时,他们关于飞船各个体系的极限功能都有着十分清楚的了解和掌握。

对整个人类来说,阿波罗13号的事端、挑战者号的灾祸,不应成为绊住行进脚步的阻止,而应化作鼓励咱们去探究星斗大海的勇气和力气。

阿波罗系列方案达到了人类在太空探究中从未达到过的高度。但那已通曩昔将近半世纪。休憩多时的人类,是不是应该重拾行囊,持续向世界深处进发了?

当咱们的子孙抵达比月球远得多的当地的时分,他们会想起詹姆斯-A-洛威尔、杰克-斯威格特和弗雷德-海斯,也会想起尼尔-阿姆斯特朗、迈克尔-柯林斯、巴兹-奥尔德林,想起尤里-阿列克谢维奇-加加林。

他们会想到,不管他们走出多远,这段激动人心的旅程永久肇始于那些英勇的祖先踏出的第一步。

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