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航天史:37.彩排

 科学声音 2021-04-08
书归正文,上次说到阿波罗9号在环绕地球的轨道上完成了所有的科目,对登月舱进行了详细的测试。毕竟这是登月的关键组成部分。没有这东西,根本玩儿不转。但是登月舱一直超重,承包商格鲁门公司还在疯狂的给登月舱减轻重量。一直到阿波罗11号才真正用上了重量达标的登月舱。在此之前都是不达标。
但是,阿波罗10号任务需要完成登月前的所有彩排,也就是做戏做全套。登月舱一直要下降到月球上空十几公里的高度,然后抛弃下降段,两个宇航员开着上升段返回环绕月球的轨道和指令舱对接,然后回家。因为不用直接登月,所以,登月舱的燃料不用灌满,本身减轻了一些重量,做测试就足够的。
当然,NASA他们还有一些担心,那就是第一个登月这个荣誉太大了。假如宇航员野心太大,直接开着登月舱降落到月球表面,抢了原计划的阿波罗11号的风头,那该怎么办呢?这帮人是有可能做得出来这种事儿的。所以,NASA少带燃料也有这方面的考虑,携带的燃料不够降落到月面再返回,这也不算是以小人之心度君子之腹。
登月舱驾驶员尤金·塞尔南,指令长托马斯·斯塔福德和指令舱驾驶员约翰·杨
不过呢,这次安排的宇航员都是老手了,指令长斯塔福德飞过双子座6号和9号。有两次飞行经验。约翰·杨也是老手了,就是他当初把一个牛肉玉米三明治带上了太空。也是个不爱循规蹈矩的家伙。第3位是尤金·塞尔南此前驾驶过双子座9A,这三个都是老手,没有采取2老带1新的模式。可见NASA对此次飞行任务的重视程度。
这一次,宇航员们还是给登月舱和指令舱起了名字,登月舱叫史努比,指令舱叫查理·布朗,也就是漫画里史努比的主人。NASA官方总是想宇航员给登月舱起个高大上的名字,起码要充满正能量。但是这帮宇航员一个比一个会恶搞,这次就用漫画人物来起名字了。中国漫画人物你能想起来谁啊?孙悟空?不行啊,暗物质探测器已经用过这个名字啦。黑猫警长?挨不上啊。要不,给登月舱起名字叫“土地庙”。就是大闹天宫动画片里孙悟空变得那个,这倒是蛮合适的。我们将来要是有宇航员登月,由他们去考虑吧,我们就不费这个力气了。
NASA当时的工作安排非常满,1969年的5月18号中午,阿波罗10号从卡纳维拉尔角用土星5号运载火箭发射升空。但是这是唯一一次从39B发射工位发射的阿波罗飞船。道理很简单,因为39A这个发射台被占用了,阿波罗11号正在39A工位上组装呢。美国在1969年,大概是2个月就要发射一枚土星5号。这个发射密度,也没谁比得了。宇航员们都住在休斯顿附近,对他们来讲,去月球就跟去外地出差差不多,只是距离比较远罢了。
阿波罗10号发射升空
火箭发射倒是非常的顺利。你别说,土星5号运载火箭没有发生过任何一次失误,这也算是一个不大不小的工程学上的奇迹。强劲的火箭把他们送到了环绕地球的轨道上。他们花了两圈的时间对设备进行检查,没有什么大问题。在澳大利亚上空,土星5号的第三级再次点火,把飞船加速到了11公里/秒的速度,进入了地月转移轨道。
进入转移轨道之后,斯特福德和约翰·杨换了位置,后面指令舱的操控就交给杨了。约翰·杨操控着指令舱脱离火箭,然后慢慢掉个头,后边火箭第三级的外壳像花瓣一样张开,抛掉,露出登月舱,然后杨小心翼翼的驾驶指令舱和登月舱对接。然后把登月舱从火箭头上拽下来。火箭的任务就此完成了,剩下就是阿波罗10号自己的事儿了。

这次对接的过程做了电视直播,这次是第一次在太空里完成彩色电视直播。也算是技术上的一个进步。显然彩色电视要比黑白图像好看多了。对接过程带给地面上的亿万观众极大的震撼,接着,摄像机的镜头对准了地球家园。这也是观众们第一次通过电视直播看到彩色的地球。塞尔南认出了下加利福尼亚州的落基山脉,阿拉斯加被云层“包围”,还看到了新英格兰地区的低气压系统。当然啦,他在太空是拿眼睛直接看的。观众们通过摄像头来看,肯定是打折扣的。
飞船的速度达不到第二宇宙速度,也就是说还是会被地球的引力拉回来。所以,飞船离开地球越远,速度越慢,到最后,大概只有900米/秒。这时候,飞船进入了月球的引力范围。月球的引力开始为飞船提供加速。阿波罗10号速度达到了2.5公里/秒。但是这个速度,月球根本抓不住。为了让月球抓住飞船。指令舱屁股后面服务舱上的发动机开机反推,把速度降到1.6公里/秒。他们顺利的进入了环绕月球的椭圆轨道。这个轨道高点为170公里,最低点为60公里。然后阿波罗10号开了发动机调整轨道,变成了高度为60公里的圆轨道。
在绕了月球第三圈以后,宇航员们再次打开了电视摄像机,向地面做直播。地面的观众也第一次从电视里看到了月球的彩色图像。不过呢,大家看了半天也没看出这是彩色图像,可不是吗,月球上基本没颜色,全是灰巴巴的一片。仔细看才会发现有些地方颜色偏褐色。但是,当时的电视质量差,本来就偏色。大家也不太分辨得出月亮图像到底颜色正不正。

所以,月球上最美的景色反而是地球。特别是飞船从月亮后边转出来,看到地球缓缓升起的那一刹那。阿波罗10号的宇航员们也看到了这种美丽的镜像,还拍了照。可惜那个位置,电波信号容易被月球阻挡,不方便直播啊。所以,广大的电视观众只能以后看照片了。
这次约翰·杨担任留守,一直驾驶指令舱,在环绕月球的轨道上接应。斯塔福德和尤金·塞尔南进入了登月舱,负责驾驶登月舱完成所有落月的预演。5月22日,登月舱史努比要和指令舱查理分离了。分离的这一段是在月球背后进行的。当时宇航员还挺忙,他们发现对接口有点小问题,导致登月舱偏离了7度。这点角度要不要紧,NASA没把握。而且还因为飞船飞到月球背后而失去了无线电联系,NASA还担心,万一登月舱返回以后,再次和指令舱对接的话,接不上怎么办?要知道能够有能力返回地球大气层的只有指令舱查理。登月舱史努比没考虑返回大气层,没有隔热和烧蚀材料包裹。也没有降落伞。万一无法完成对接,麻烦就大了。

登月舱“史努比”

NASA的控制大厅里的工作人员焦急的等待着阿波罗10号的回音。足足等了36分钟才重新联系上。斯塔福德和尤金·塞尔南已经驾驶史努比和查理分离了,但是相距不远。双方仔细观察了一下对方的对接口,似乎没有问题。那就继续准备下一步行动。美东时间下午3点钟,他们开始行动了,开始降低轨道高度。就看史努比上的下降反推发动机是不是真的够给力。燃料烧掉一点,登月舱就会变轻一点,燃料越烧越少,直到重量小于发动机推力,这时候反而会爬升。因此需要变推力发动机,随着登月舱越来越轻,发动机推力也相应调整,这就对发动机的要求很高。好在TR201发动机真的给力。动作非常轻柔。在美东时间下午4:30左右。飞船几乎下降到了离月球表面只有16公里高的轨道上,下面就是月球上的静海地区,是一片相对比较平坦的区域。

登月舱在缓慢的前行,好好地观察一下静海这片地区。斯塔福德和尤金·塞尔南要仔细观察月球表面,寻找适合的着陆场。这项工作其实就是给未来的阿波罗11号打前站。看看环境如何,有没有大石头,哪里比较平整。这些细节工作一点都马虎不得。
在登月舱第二次路过轨道最低点的时候,斯塔福德和尤金·塞尔南要返回60公里高的轨道和查理汇合,下降反推发动机的燃料几乎烧光了。所以登月舱的下降段必须抛弃。这个底座到底有没有坠落,还是说已经掉下去了,掉在哪儿了,没人关心,也没人知道。其他登月舱的下降段都是安安稳稳坐在月球表面呢。唯独史努比的下降段不知道下落了。

就在上升段的发动机点火以后,上升段开始翻跟头,根本控制不了姿态,把宇航员吓出一身冷汗。地面人员听到斯塔福德骂了脏话,斯塔福德过了多年以后接受采访的时候说,史努比转了足足8圈才被控制住。但是NASA的数据记录显示,事情并没有那么夸张。当然,斯塔福德会自觉不自觉地夸大。NASA官方是会自觉不自觉的轻描淡写。反正结果还不错,史努比被控制住了。最后成功的追上了查理。成功的对接,斯塔福德和尤金·塞尔南顺利的回到了指令舱里。
登月舱史努比已经没有用了,所以就被抛弃了。在地面遥控之下,史努比火力全开,用最后一点燃料脱离了月球的引力范围。成了一颗围绕太阳运行的人造天体。

史努比和其他登月飞船相比,算是比较特殊的一个。其他的登月飞船都被留在了环绕月球的轨道上。天长日久,因为月球也不是一个均匀的球体。这种不均匀会导致登月舱的轨道逐渐降低,最后坠毁在月球上。阿波罗11号在月球上安装了一个月震仪,就是用来检测月球上的微小地震的。但是等了半天,月球也没有大动静。地面就遥控登月舱坠毁在了月球表面,砸一下,总算是有动静了吧,这下月震仪果然有反应了。这说明仪器是好用的。
所以阿波罗11号的登月舱是主动坠毁的。阿波罗13的登月舱是坠毁在地球大气层的,因为登月舱充当救生艇,带着宇航员回到了近地轨道,然后,所有人才进入指令舱,抛弃登月舱,开始返回地球大气层。所以,只有10号是飞走了,11号砸月球了,13号当救生艇了。其他的登月舱都扔在原地不管了。到如今,没有坠毁的,恐怕也就只剩下史努比了。
史努比呢,一直在绕着太阳飞行,虽然这个家伙没有电了,也没有油了。NASA后来再也没有关心过它。NASA官方不关心,不代表没人关心它。有一群业余天文爱好者还在惦记着它呢。2011年,一群英国业余天文学家开始搜寻这个家伙的踪迹。他们足足收集了8年的数据。现在人类对很多近地小天体都有观测和追踪。积攒了大量的资料,因此有很多业余天文学爱好者在帮助分析这些资料,他们计算了史努比的轨道,在2019年,他们终于找到了一条匹配度特别高的小天体。研究人员有98%的把握,它就是史努比。不过呢,这个话也没有说死。毕竟只有轨道数据是很难一锤定音的。再说了,这只不过是个念想。我们只要知道,史努比还在安安稳稳的绕着太阳转也就足够了。难道还想把它抓回来当文物啊?算了吧。

扯远了,扯回来。查理踏上了回家之旅,5月26号下午接近5点钟,飞船溅落在了萨摩亚以东720公里的太平洋里。普林斯顿号航空母舰早就在此恭候多时了。查理指令舱被直升机给捞起来了,放到了航母的甲板上。从这儿到萨摩亚还有好远呢。海军还是安排用飞机送他们到了美属萨摩亚的首府帕果帕果,当地还举行了欢迎仪式,从帕果帕果坐C141运输机到了夏威夷檀香山,然后从檀香山再飞休斯顿。
他们3个当然受到了嘉奖。斯塔福德后来成为准将,也是第一个进入太空的将军,如果准将算将军的话。他后来参与了美苏合作的阿波罗-联盟项目。和他接洽的是列昂诺夫,第一个完成太空行走的人。
约翰·杨后来参与了阿波罗16号任务。阿波罗计划结束以后,他参与了两次航天飞机任务,成了少有的飞过双子座、阿波罗和航天飞机的宇航员。航天飞机的第一次载人飞行,就是他和克里彭,因为这是航天飞机的第一次飞行,所以这二位训练时间也非常的长。尤金·塞尔南后来参与过阿波罗17号的登月,那是最后一次登月行动了。后来,他进军商界,开了自己公司。
不过这都是后话了,当他们是三个回到休斯顿的时候。在休斯顿的约翰逊航天中心,一个巨大的告示牌已经竖立起来了,上面写着“51天后发射”,提醒所有人登月任务即将到来,这回可是玩儿真格的了。我们下次再说。

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