阿波羅13號

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阿波羅13號(Apollo 13)是阿波羅計劃(Project Apollo)中的第三次載人登月任務。發射後兩天，服務艙的氧氣罐發生的爆炸嚴重損壞了太空飛行器，使其大量損失氧氣和電力；三位太空人使用太空飛行器的登月艙作為太空中的救生艇。指令艙系統並沒有損壞，但是為了節省電力在返回地球大氣層之前都被關閉。三位太空人在太空中經歷了缺少電力、正常溫度以及飲用水的問題，但仍然成功返回了地球。

任務介紹
阿波罗13号损坏的服务舱 (NASA)
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阿波羅13號損壞的服務艙 (NASA)

阿波羅13號任務開始時也曾出現過一次不甚聞名但同樣危險的事故。第二級火箭燃燒時，中間的5號推進器提前關閉了，使其他四台推進器必須延長燃燒時間。[1]工程師們事後發現這個問題的起因是縱向藕合振動(pogo oscillation)，而這種情況足以把第二級火箭撕裂。當時推進器承受著16赫茲的頻率，68g的重力，發動機架被拉長了約7.6厘米(3英寸)。幸運的是，震動導致了推進器壓力降低，控制電腦自動將其關閉。[2]小幅度的縱向藕合振動也曾在之前的阿波羅任務中出現過(甚至在最早的巨人-雙子星無人任務時就被認為是潛在的問題)，但在阿波羅13號時渦輪泵中的氣穴與縱向藕合的非正常作用時震動幅度加大。[3]後來的任務中，火箭進行了反縱向藕合修改(阿波羅13號之前就已經在進行)，解決了這一問題。修改是在中間推進器的液體氧線上添加一個氦氣儲存罐，以降低振動的幾率，並保證在這一辦法無效時5號推進器會自動關閉，以及在所有五個第二級火箭推進器上簡化的燃料閥門。

[編輯] 爆炸

在阿波羅13號向著月球飛行離地球321,860千米時，服務艙的二號氧氣罐發生了爆炸。指揮中心要求三位太空人攪動氧氣罐，以保證氧氣能夠均勻分佈。斯威格特攪動氧氣罐後，損壞的氧氣罐特氟綸絕緣電線起火，使氧氣罐內的氣壓增加(標準氣壓為7百萬帕)，並導致爆炸。當時爆炸的原因不明，一種說法是有小行星擊中了服務艙乃至於登月艙。
阿波罗指令/服务舱(NASA)
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阿波羅指令/服務艙(NASA)

爆炸同時也損壞了服務艙的其他部分，一號氧氣罐的損壞尤其嚴重。爆炸後，指令/服務艙的兩個氧氣罐的氧氣全部損失。服務艙里的氧氣是指令/服務艙電力產生系統的必須部分，也就是說，太空飛行器的電力在爆炸後便所剩無幾。指令艙里還有返回大氣層時所需的電池，但只能在接近地球，與服務艙脫離後使用約十小時。由於返回大氣層的電池必須保留以安全返回，所以三位太空人不得不把登月艙當作「救生艇」。登月艙作為「救生艇」的步驟在阿波羅13號之前不久才剛剛開始被模擬。[4]

[編輯] 返回

太空飛行器的嚴重受損使計劃中在弗拉·毛羅高地登月的任務被取消。指揮中心有人提出立刻使太空飛行器掉頭並加速返回地球以節省時間。但是，整個太空飛行器上唯一有直接掉頭所需推力的服務推進系統(SPS)卻位於服務艙尾部。由於不知道服務艙的損壞情況有多嚴重，點燃服務推進系統可能會引起服務艙二次爆炸，所以地面指揮為了安全考慮決定不使用服務推進系統。最終被選擇的返回方法是繞過月球，不進入軌道而進入自由返回軌道，使用月球引力將太空飛行器送上返回地球的軌道。為了能夠進入自由返回軌道，一次軌道糾正必須被執行；通常情況下，軌道糾正會使用服務推進系統，但在不敢保證其安全性的情況下，在工程師進行長時間的研究後，指揮中心決定使用登月艙的降落火箭。在繞過月球後，登月艙降落火箭再次被點燃，進行PC+2(PeriCynthion，近月點+2小時)燃燒，以加速返回地球。返回地球途中登月艙降落火箭再次被使用一次，以完成一次簡單的軌道糾正。

在如此困難的情況下，安全操縱嚴重受損的太空飛行器返回地球成為了三位太空人和地面指揮人員所面臨的難題。最讓指揮人員頭痛的問題之一就是登月艙是為兩位太空人生存兩天準備的，而三位太空人需要它提供四天的生存保障。另外，過濾二氧化碳所需要氫氧化鋰電池使用的過濾器不可能堅持四天。儘管指令艙上有備用過濾器，但它們與登月艙上過濾器的藉口形狀不同。在氧氣越來越少的情況下，地面指揮最終設計了一個連接裝置，以保證登月艙的氧氣供應。

在太空飛行器逐漸接近大氣層時，航空太空局作出了一個特殊的決定：先丟棄服務艙而不是常規狀態下會先丟棄的登月艙，拍攝服務艙的照片以對事故進行調查。當三位太空人首次服務艙時，他們發現原來覆蓋氧氣罐和燃料電池的面板被爆炸產生的衝擊波吹走了。

當時地面指揮擔心由於在返回途中指令艙里過低的溫度導致的水凝結會嚴重損壞指令艙的電子控制系統，而唯一檢測的方式是在重新啟動指令艙時。幸運的是，指令艙一切正常。
阿波罗13号终于安全返回 (NASA)
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阿波羅13號終於安全返回 (NASA)

三位太空人最終安全返回了地球，儘管海斯由於飲用水的缺少以及排尿的困難患了尿道感染必須住院。

返回途中，三位太空人被告知不要將尿液及其他液體排入太空而是保留在太空艙內，因為在沒有推進器糾正軌道的情況下這樣會影響太空飛行器的運行軌道。[5]

儘管事故本身非常不幸，但三位太空人仍應該感到幸運太空飛行器在去月球途中出現了問題而不是返回途中；否則他們在緊急情況下可調動的資源、設備以及電力都會大大減少。如果服務艙的爆炸發生在環繞月球或者返回地球途中(如果正常登月，登月艙會在登月任務結束後被丟棄)，三位太空人生存的幾率會變得很低。

矛盾的是，爆炸前氧氣罐的另一次故障可能恰恰救了阿波羅3號三位太空人的性命。任務開始後46小時40分鐘後，二號氧氣罐指針讀數出現了問題，一度超過了100%。為了解決問題，也為了找出原因，斯威格特被要求攪動氧氣罐：這次額外的攪動原本會被安排在登月之後。如果真的是這樣，洛威爾和海斯就可能在踏上月球之後再也沒有踏上地球的機會了。

任務結束後，航空太空局對整個事件進行了一次詳細的調查，並對太空飛行器進行了改進以保證類似事件不會再次發生。

[編輯] 事故的起因

阿波羅13號上發生的爆炸引起了一場漫長的事故原因調查。由於阿波羅計劃保留了詳細的製造紀錄和問題紀錄，液態氧氣罐幾近災難的爆炸原因最終被縮小到幾個小故障的共同作用。

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