《阿波罗13号》全文_作者:查尔斯·默里 凯瑟林·B·考克斯
当1970年4月11日阿波罗十三号起飞时,载人航天飞行离加加林飞行九周年纪念日只差一天。在这期间的几年里,实际载人飞行一直是出乎意料的安全。有三十七次,人们坐在火箭的顶上随火箭发射进入太空;有三十六次,他们安全地返回了。只有一次飞行造成了死亡事故。那是1967年4月,苏联的弗拉基米尔·库马诺夫在一次紧急再入中,降落伞没能适时打开,结果死了。在三十六组安全返回的机组人员中,美国有二十二组:水星号六组,双子星座十组,阿波罗六组。
因此,也许是到了要出点问题的时候了。也许上帝正在责怪阿波罗工程师们的傲慢自大,或者迷信也许是对的,美国航空和宇宙航行局在自讨苦吃。飞行编号十三?发射时间又定在休斯顿时间当天13时13分钟。
但是尽管阿波罗十三号客观上成了一次失败的飞行,可对于这次飞行所涉及到的人来说,却是另外一回事。阿波罗十三号是登峰造极的,那是因为它所遇到的危险是最大的,未来载人航天飞行中所遇到的危险不可能比阿波罗十三号的更严重,而阿波罗十三号的机组人员已接近了死亡边缘,却又能活下来。
阿波罗十三号的危机是发射后第三天晚上开始的。指挥舱“奥德赛”和登月舱“宝瓶座”正在向外飞行,离开地球二十万零五千英里。吉姆·洛弗尔,一位进行过两次双子星座飞行和阿波罗八号飞行的老手,美国当时最有经验的宇航员,正在指挥着飞行。登月舱驾驶员弗雷德·海斯和指挥舱驾驶员杰克·斯威格特则都是第一次参加航天飞行。
那天晚上休斯顿时间九点钟,洛弗尔和机组中的其他人员完成了一次电视转播,三个网中没有一个播映。到1970年4月,飞向月球早已不是什么新鲜事了。观众只是载人宇航飞船研究中心里的人们,他们注视着分散在中心里的电视监视器,在飞行运行控制室里,飞行指挥官吉恩·克兰兹允许作业与程序官员把电视图像投影在前面墙上的一块屏幕上。宇宙飞船在射入月球轨道之前约二十小时里没有多少事情要做,这个班是月球飞行中最悠闲的班之一。
西摩·利伯戈特是阿波罗十三号白色小组的指挥舱电气和环境控制系统的主管。当电视播放完毕,他接通了飞行小队回路询问“低温抽送”的情况。
“Cryos”是指低温,即可同时贮藏液氧和液氢的两只贮箱,它们可以为宇宙飞船供电、供氧和供水0氧气和氢气都被冷却成液体状态,因为这是贮藏供月球旅行用足够数量的氧和氢的唯一的办法。O2和H2(操作人员这么称呼它们)被馈入三只燃料电池。燃料电池把它们转换成电。而作为其副产品的是饮用水。电流入两条汇流排——汇流排A和汇流排B,宇宙飞船上的设备队这两个汇流排中引出电能。
这个系统是如此简单,又有如此多的保证系数,因此看来是十分安全的。如果两个氧、氢贮箱中有一个出了毛病,另一个贮箱也足以将整个飞行任务维持下去。三个燃料电池中的任意两个就可以满足宇宙飞船的所有要求,就是只有一个燃料电池也可以把宇宙飞船送回家。飞船上有两个主汇流排,必要时,两个中的任意一个就可以为飞船上的所有设备配电。因此只要宇宙飞船不遭受陨星群或同样不太会发生的某种东西的碰撞,那么可以认为阿波罗宇宙飞船永远不可能缺少水、氧气或电能。
下午九点零七分,飞船通信员杰克·罗斯马向机组人员传递了进行低温搅动的要求。
那个班上有三个人在指挥舱电气和环境控制系统主管人的后室内工作:他们是电气动力系统专家迪克·布朗、环境控制系统专家乔治·布利斯和拉里·希克斯。按照习惯,利伯戈特和他的两位环境控制系统专家一发出搅动氢气的要求就开始仔细地观察氢的数量。有问题的数字位于屏幕的右下角,它们是“指挥服务舱,环境控制系统,低温”。
到九点零八分,在此之前一直安静和随意的指令舱电气和环境控制系统主管回路上的谈活突然变了。伴随着外来的干扰声,在空对地回路上可以听到斯威格特说:“喂,休斯顿,我们遇到了问题。”利伯戈特对他后面的房间说:“听着,朋友们,燃料电池1和燃料电池2的压力已经丧失。”乔治·布利斯扫视了一遍他的低温屏幕,然后报告其余情况:“我们已丧失了2号贮氧箱的压力和温度。”危机开始了。
1分钟:在利伯戈特的左边排头的是吉恩·克兰兹。到九点零七分,吉恩·克兰兹和他的白色小组进入了他们八小时值班的最后一小时。这时克兰兹清楚地听到制导和导航员威尔·芬纳报告说:“我们的一个硬件又重新启动了,我不知道它是什么。”
克兰兹说:“喂,制导与导航中心,你需要查看一下是否出了什么问题?”硬件的重新启动预示着计算机已经发现并正在检查不寻常的事情。接着洛弗尔的声音突然打断了克兰兹的话:“休斯顿,我们遇到了问题。我们的一个主汇流排B电压不足。”电压不足意味着流入汇流排B内的电能有实质性减少,这危及设备的运转。克兰兹回到利伯戈特的回路说道:“指挥舱电气和环境控制系统主管人员,你们看到了B汇流排电压不足吗?”
“没有,飞行。”这是真的,利伯戈特还没有看到电压不足。
“我相信机组人员已经报告过了。”克兰兹坚持说。正当他在说的时候,布朗从后室告诉利伯戈特说他也看到了电压不足。
利伯戈特补充说:“喂,飞行,我们的仪器出了毛病,让我把情况综合一下。”
利伯戈特并不是唯一的认为仪器有问题的人,在飞行运行控制室里的控制人员都在他们自己的屏幕上看到了奇怪的显示。制导与导航中心的巴克·威洛比在飞行回路上告诉克兰兹说宇宙飞船正在以出乎意料的方法改变姿态,控制着宇宙飞船姿态的某些反应和控制系统喷嘴上氦气阀似乎关着,而这些阀应该打开。克兰兹收集到了这些奇怪的难题,不知天上发生了什么见鬼的事。
5分钟:克兰兹向利伯戈特了解事情的进展情况,利伯戈特回答说机组人员正在轻敲燃料电池的周围,试图查明情况。正在这时,斯威格特报告了了条令人费解和为难的消息。他们发现到目前为止一直在工作着的主汇流排A也压力不足。克兰兹停下来去听来自宇宙飞船的报告,报告说主汇流排B正在发出嗖嗖的声音,不再配电了。
“喂,你想该怎么办?”克兰兹问道。
利伯戈特传递了—张新的有关燃料电池和汇流排之间的连接物的外形图,这张外形图可能揭示出问题—一一些电路熔断了,但是他们可以修好。
10分钟:地面中心的迪克·布朗坐在后室,拉起屏幕,开始纳闷,这到底是不是仪器方面的问题?他呼叫了前室。
“让我们把蓄电池放在汇流排B和汇流排A上,直到我们弄清楚为止,”他对利伯戈特说。“电压正在下降。”布朗的建议意味着指挥舱将使蓄电池能力流失。利伯戈特提出了一个不太重要的修改,建议蓄电池限于汇流排B和让燃料电池留在汇流排A上。“我想弄清楚那些燃料电池出了什么毛病,”布朗重复道,他承认他正越来越害怕,“我们可能会在燃料电池内出现压力问题——看上去似乎两个燃料电池同时有问题。”
“那是不可能的!”利伯戈特不同意。
“我也不相信,”布朗表示赞同,“但是它们没有供电。”
12分钟:制导和导航军官威尔·芬纳向克兰兹报告说宇宙飞船在不该改变姿态的时候仍在改变恣态。“他应该加以制止。”芬纳对克兰兹说,这里“他”是指机组人员。芬纳正在考虑阿波罗飞行中无休止地令人担心的问题之——常平架锁。
宇宙飞船的航向修正、入轨和再入机动飞行,这一切都取决于不仅要知道宇宙飞船在空间的精确位置,而且要知道宇宙飞船的准确姿态。每当机组人员完成一次机动飞行时,他们必须知道发动机的喷管指向什么方向,并且要精确到几分之一度。嵌在它的三个常平架之间的制导平台可以提供这方面的信息。遗憾的是,在某些情况下,这三个常平架不能使制导平台保持稳定。特别是,如果宇宙飞船准备进入某一位置,而在这一位置上,制导系统的三个常平架中有两个处在同一平面上,那么常平架就不能使平台自由摆动。这就是“常平架锁”,它会导致平台丧失校准的能力。
当然,万一宇宙飞船真的偶尔进入了常平架锁,那么也可以把平台重新校准,但是,这是一项复杂而乏味的工作。芬纳肯定想避免常平架锁,况且宇宙飞船看来已经问题太多,超过了它能应付的能力。现在芬纳正在警告克兰兹说,飞船正在以不可预料的方式移动。在一股尚未识别出来的力的推动下,“奥德赛”很容易发生常平架锁。
14分钟:洛弗尔报告说看到有种东西从服务舱内排放出去,他肯定这是氧气。对洛弗尔来说,当他朝窗外张望,看到排放气体的时刻也是他为不能登上月球而失望并开始考虑他们如何返回基地的时刻。对飞船通信员杰克·罗斯马来说,当洛弗尔报告排气的时刻正是飞行中最令人寒心的时刻。问题不可能只是仪器出毛病,或电气设备出毛病。服务舱在离基地100000英里处发生了某种猛烈的毁灭性的事故。
克兰兹也理解这一切意味着什么,并知道房间里所有的人已经听到洛弗尔平静的报告。他认为到了该向控制人员作个简短的讲话的时候了。“好,现在让我们大家都保持冷静,”他开始说,“登月舱仍连接着。登月舱的飞船良好,所以如果我们需要返回基地的话,我们可以用登月舱来完成这项工作。”
接着,利伯戈特抬起头看了看他的屏幕。再一次人为震惊——另一只贮氧箱的压力也在下降。
在此这前,利伯戈特一直在检查燃料电池的双重故障和一个贮氧箱的故障。现在,如果他承认摆在他面前的最新信息,那么他就遇到了四重故障。
在飞行运行控制室附近拐角的宇宙飞船分析室里,斯科特·辛普金森观察着数据,心情越来越不安。与其他所有的人一样,他也一直希望那是个仪器问题,而现在有人告诉他第二个贮氧箱的压力正在下降。斯科特·辛普金森后来说:“在那时候,我们开始发动全世界的每个人都来分析研究。”
18分钟:当利伯戈特又回到飞行回路提出建议时,克兰兹刚刚通过飞船通信员告诫机组人员进行机动飞行以摆脱常平架锁的新威胁。“飞行,我认为我们目前能做的最好的事情是减少宇宙飞船的动力消耗。”利伯戈特紧张地清了清嗓子说。
克兰兹尽力想把损失减到最小:“你想减少宇宙飞船的动力消耗,让我们审阅一下遥测(T.M.)和所有可靠的资料,然后再增加宇宙飞船的动力消耗。”
“好。”利伯戈特说,继续干了下去。他们仍然希望这是某一种可以加以解释和能够解决的事情。
32分钟:飞船通信员杰克·罗斯马,为飞行运行控制室看来今天晚上不能将免于从虎口中救下来而深感歉意,他呼叫了机组人员:“十三号,我们已召集了许多许多人在分析研究这个问题。我们一有什么消息你会第一个知道的。”暂停几秒钟后,接着从“奥德赛”上传来了吉姆·洛弗尔的声音,讽刺而毫无生气,就像它穿过的200000英里的真空。
“噢,谢谢你们。”
这声音是优雅的,这声音是冷淡的:这声音提醒他的听众们:这一幕可能使飞行运行控制室里的人们处于紧张状态,那太不好了。但是在这儿,在上面,我们三个唯一感兴趣的是想知道这一切是如何发生的?
38分钟:利伯戈持注视着那剩下的贮氧箱的压力在慢慢下降。乔治·布利斯从后室向他发出呼叫,告诉他减震箱的压力现在也在下降——指挥服务系统已自动把它堵住,以试图弥补其它地方的不足。这是不允许的。减震箱是指挥舱上的一只小型氧气瓶,这只氧气瓶一般是再入时用的。通常,这只减震箱可以在任何时候用其中一只贮氧箱来重新加注。但是如果贮氧箱不可挽回了,那么要不惜一切代价保住减震箱。利伯戈特呼叫克兰兹,要求他指示机组人员隔离减震箱。
克兰兹仍集中精力试图尽量挽救飞行任务。此时这意味着恢复1号贮氧箱的压力,并至少保持一只燃料电池仍能工作。“为什么那样?”他尖锐地问,“我不理解,西蒙。”如果他想保持燃料电池运转,为什么把一个氧气源扯下?
“我们想要保全我们再入时要用的减震箱。”利伯戈特说,接着暂停了一会儿。
“好,我同意。”克兰兹的声音是屈从的。
42分钟:为了把1号贮氧箱保持下去,利伯特指示“奥德赛”用手工加热器来增加压力。加热器启动了,利伯戈特注视着压力读数,加热后压力本该上升,然而却没有上升。利伯戈特呼叫迪克·布朗,布朗在后室注视着相同的屏幕。
“电气动力系统,我是指挥舱电气和环境控制系统主管,情况看来很严峻。”
“是的。是很严峻。”布朗回答说。
“我们花了5安培电力来使加热器升温,但压力仍未上升。”
“只有下降。”
利伯戈特叹了口气。“压力在下降,我们正在失去它。”他告诉布朗。利伯戈特呼叫“飞行”,并要求机组人员打开1号贮氧箱里的风扇。那也帮不了忙,压力在继续下降。
46分钟:“飞行,我是指挥舱电气和环境控制系统主管。”
“说吧。”
“1号贮氧箱的压力一直在下降,你最好考虑到登月舱去,并使用登月舱系统。我将不得不减少宇宙飞船的动力消牦,我不知道我是否能为剩下的那个燃料电池节省氧。”与艾伦一样,利伯戈特现在也知道指挥舱快不行了。如果真的那样的话,那么机组人员返回的唯一的办法是到登月舱里去,并依靠登月舱的氧、水和动力活下去。
克兰兹稍微推了一下——加热器还是不工作。也许需要检查一下一些电路的断路开关,这是使加热器工作和使贮氧箱压力升高的办法,也是向燃料电池供氧的办法。
“有电流在流动。”利伯戈特凄婉地说。
克兰兹下决心要试一试各种可能性,但是他对利伯戈特正讲些什么并没有不在意。一分钟以后,克兰兹呼叫了登月舱电气和环境控制系统主管,作了简短的通话:“我要你找几个人计算一下在登月舱里维持生命所需要的最少电源。”
51分钟:“西蒙,从泄漏的速度看,在1号贮氧箱压力下降到每平方寸一百磅之前我们还有一小时五十四分钟的时间。每平方寸一百磅大约是燃料电池的极限。”乔治·布利斯从后室告诉利伯戈特。
如经常发生的那样,“飞行”提出问题时,控制员正在与后室里的人谈话。这时候,克兰兹在说:“指挥舱电气和环境控制系统主管,我看到液体正在下降。你还有什么建议吗?”利伯戈特没有听见。他呼叫“飞行”传递布利斯的坏消息。
“飞行,我是指挥舱电气和环境系统主管。”
“在用泵来提高1号贮氧箱的压力方面是否还有什么建议?”克兰兹又一次问道。
“没有。”利伯戈特痛苦地说,一阵短短的呜咽。
克兰兹承认在不到两小时的时间里,指挥舱就要毫无生气了。
54分钟:在宇宙飞船分析室里,斯科特·辛普金森对氧的丧失感到费解,他想起最后一个可能性——它涉及到根本性的治疗,但是这是根本性的问题。他让自己平静一下,以便与利伯戈特通话。
“嗨,我们有没有把压力下降的两只燃料电池上的反应剂阀关掉?从那儿我们会丧失低温的。”辛普金森问。
每一个燃料电池都有一个反应剂引入阀,辛普金森指出了泄漏源,这是利伯戈特没有想到过的。但是,关上反应剂阀是最后解决办法。一旦关上了反应剂阀,燃料电池就不能被重新激活了,但这仍然是个新颖的想法。利伯戈特把它提出来与布朗讨论,但布朗半信半疑。
最后利伯戈特说道:“问题可能出在低温贮箱里。”
“在背部某个地方。”布朗表示同意。
但是仍然留下这个问题需要解释:“即为什么两只贮氧箱都失灵了?”
“对,好,这是共同的。”利伯戈特激动地说,“迪克,如果你在速率传感器相反应剂阀之间有一个往下流的洞,那么……那么……”利伯戈特几乎说不出话来。突然,一切看上去又很明显了。“那儿正好是集流管,三个燃料电池的都在那儿。”他的设想与实际情况已很接近了。
与此同时克兰兹正在回路上与飞行动力学人员通话。宇宙飞船正在迅速接近它的最大时间极限,到时宇宙飞船可以执行“直接中止飞行”,不绕月球一圈而返回地球。但是直接中止飞行意味着要使用毛病根大的服务舱内的辅助推进系统的发动机。克兰兹要飞行动力学人员专门研究一下使登月舱发动机环绕月球飞行,然后返回的方案。
在第一次报告问题后大约半小时,阿拉贝就到达了飞行评估室。他开始把负责电力系统的人员和负责防热系统的人召集到黑板前,他们在那里标出了“奥德赛”的每件设备保持运转所需要的最小电压。半小时后,他们勾出了基本轮廓。阿拉贝没有等到把它写下来,他和他小组里的一些人就小跑到30号楼,亲自与飞行运行室的人谈。
69分钟:机组人员已经关掉了燃料电池3上的反应剂阀,但是没有什么帮助——实际上利伯戈特和布朗也没有指望这样做能帮上什么忙。现在他们越来越相信导入所有三个燃料电池的集流管发生过严峻的事情。时间是10点17分,克兰兹刚刚通知所有的控制人员,他们应开始向恪林·伦尼的黑色小组交班。利伯戈特颤抖着从控制台旁站起来,并把它交给了克林特·伯顿。自从他上一次告诫自己要克制以来,已过去很长时间了,他发现他几乎说不出话来。
白色小组的成员鱼贯下楼进入控制中心在二楼的210房间,那是他们的数据室,在那里他们可以把带状模拟图展开在桌子上。210房间本来是安排作为这次飞行任务的指挥所,而克兰兹的第一个命令是白色小组不上飞行运行控制室里正常班。米尔特·温德勒的栗色小组,格里·格里芬的金色小组和格林·伦尼的黑色小组将上固定班,而白色小组将致力于制订火箭发动机在飞行中起动,从而把机组人员带回基地的计划。这将涉及到一些基本上从未有过先例的程序。
利伯戈特和系统其他人员开始检查数据记录。只有这时候,西蒙·利伯戈特才开始理解情况的本质,虽然还要经过好几星期,人们才能对那天晚上发生的事有充分的理解。最后美国航空和宇航局将会发现,下面就是所发生的情况。
1968年10月,当阿波罗十三号上所使用的2号贮氧箱在北美洛克韦尔公司的工厂里时,贮箱曾经跌落过。贮箱仅仅从2英寸高的地方跌落下来,且没有人能查出有什么损坏,但是很可能这次震动使液氧注入贮箱的加注管松动了。
1970年3月,在飞行前三星期,阿波罗十三号进行了倒数计时示范试验。与所有的倒数计时示范试验一样,这次试验也包括加注所有的低温剂。当试验结束时,2号贮氧箱内仍留有百分之九十二的氧,且没有把贮氧箱正常倒空——可能是由于加注管松动的缘故。由于加注管内的问题不会对飞行期间贮箱的运转产生什么影响,因此加注管的不正常被认为与飞行安全无关。
在三次企图倒空贮箱的尝试失败以后,作出了使用内加热器和风扇把氧蒸发掉的决定。这被认为是最佳的程序,因为它模拟了系统在飞行期间的工作程序:加热液态氧,提高它的压力,把它转换成气体,并通过阀和管子把它排放到燃料电池里去。在飞行过程中,氧气会在燃料电池里与氢起反应。因此他们打开了贮箱加热器。
一位在39A发射台值夜班的技术员被分配观察贮箱温度计,并要弄清楚温度有没有超过85°F。实际上不需要人来做这一工作,因为如果温度超过安全极限,贮箱内的安全开关会将加热器切断。实际上系统的安全余量意味着温度可以大大超过85°F,而不会造成任何损坏。但是这种小心谨慎是美国航空和宇宙航行局确保不出差错的措施之一。
过了一些时候,这位技术人员看到温度已经上升到了85°F,但是他曾经被告知超过85°F才算有问题,因此他让加热器总共工作了八小时左右。没有人告诉过他那只温度计的极限只有85°F,85°F是它能够测量的最高温度。因此,这位技术人员无法知道贮箱内的温度实际上正在朝1000°F左右的顶峰上升,因为安全开关已失灵。
安全开关的失灵是由通讯中一个微小但却是关键性的过失引起的。八年前,在1962年,北美洛克韦尔公司给予比奇飞机公司一份建造服务舱低温贮箱的转包合同,转包合同规定该组件使用28伏直流电。比奇飞机公司又转而给予一家小型的开关制造厂一份供应温度自动调节器安全开关的转包合同,同样规定28伏。1965年,北美洛克韦尔公司指示比奇公司修改贮箱,使它可以使用那种在肯尼迪航天中心测试期间可能会用到的65伏直流电源。比奇公司照此办理了,但是却忽略了通知它的转承包公司改变他们的温度自动调节器安全开关的电源技术条件。比奇公司、北美洛克韦尔公司和美国航空和宇宙航行局没有一个人曾注意到这一疏忽。
在阿波罗一直到十二号的所有飞行中,这安全开关没有碰到必须断开的情况。当贮箱用零下几百度的致冷剂来增压时,开关保持微冷,并闭合着。当低温贮箱内的温度在低温贮箱历史上第一次升高至足以触发这安全开关的时候——在2号贮氧箱空时——开关很快就被65伏的直流电熔断了,设计开关时未要求它应付这样的电流。加热器八个小时一直开着,低温贮箱内电线上的聚四氟乙烯绝缘材料被烤干,绷开,暴露出裸露的电线。
4月13日傍晚,当利伯戈特命令搅动低温贮箱时,那些裸露电线中有两根的位置稍微移动了一下,结果造成了短路。而短路又点燃了聚四氟乙烯,从而加热了液氧。16秒钟以后,2号贮氧箱内的压力开始升高。聚四氟乙烯材料一直烧到了贮箱的圆顶,贮箱的圆顶上聚集着大量的聚四氟乙烯。贮箱内的火加热了液态氧,氧又助长了火势,使火势变得非常可怕。在最后的4秒钟里,压力超过了贮箱的极限,把贮箱圆顶炸掉,以Q6倍重力的力猛烈地震动着贮箱上面的架子达11微秒,并把燃料电池1和3上的反应剂阀砰的一声关上了。于是贮箱内外壳之间的聚四氟乙烯绝缘材料也着了火,服务舱内部的聚酯薄膜衬也着了火。生成的气体把服务舱的一块板也炸掉了,这场爆炸可能折断了1号贮箱外部上面的压力传感器的一根小小的供电线,造成了不大的泄漏。
当服务舱的板被吹掉以后,太空的真空状态使火熄灭了,所有的机组人员只知道有什么东西造成很响的砰砰声和使宇宙飞船受到了震动。实际上,阿波罗十三号上的机组人员是非常幸运的。爆炸力有可能会折断将指挥舱连接在服务舱上的张力连接件,剥夺“奥德赛”那残剩的燃料电池给予它的几小时宝贵时间。爆炸也可能弄裂隔热板。或者在登月舱已被用来执行登月任务以后,贮箱内的导线在后来的飞行任务中发生了短路。如果登月舱已确实在月面上时再发生这场爆炸,那么其结果就特别残忍——两个身体健壮的宇航员被困在月球上,而指挥舱里面的飞行员在他们的头顶上死去。
在爆炸以前2号贮氧箱内压力的上升一直被误解为是正常的。首先压力上升达24秒,接着稳定了。即使利伯戈特、希克斯或布利斯在这期间确曾注意到了2号贮氧箱内压力的上升,这未必会引起他们的注意。压力自行上升实质上是正常起伏现象的一部分。在接着而来的十五秒钟内,压力保持稳定,然后又再次上升了三十秒钟。利伯戈特、希克斯和布利斯继续把注意力集中在贮氧箱所示数量读数上,原先他们就是为了这个读数而要求低温搅动的。贮氧箱的读数也在屏幕的下方,就是氢读数的左边。
这时候,没有灯光在闪烁,也没有灯光提醒控制人员注意这变化着的压力。指挥舱电气和环境控制系统主管们早已在控制台上安装了一只黄色警报灯以显示低温贮箱内压力的变化,但是它只是一只“请人们注意”的灯。无论在压力明显升高或降低时(压力是经常升高或降低的)这只灯一直亮着。而在目前情况下,由于贮氧箱压力的变化,警报灯也早已亮了。
所以他们三个人中没有一个注意到这关键的4秒钟内2号贮氧箱的数字。在飞行开始后55小时54分钟44秒时,压力维持在每平方寸九百九十六磅——高了点,但仍在可以接受的极限内。过了一秒钟,压力上升到每千方寸一千零八磅。而当55小时54分48秒时,压力下降到每平方寸十九磅。在这同一个四秒钟内,贮箱内的温度由一329°F上升到84°F。如果他们三个人中有一个看到压力继续上升到最高极限,然后急剧下降,他可能会推断2号贮氧箱已经爆炸了,而只要向前跨出较小的一步也就可以假设这一爆炸已经损坏了从2号贮氧箱中引出来的管子。一旦他们料到已经发生了某种使两只贮氧箱都损坏的事故,那么所报告的电气系统内的问题就能理解了。
爆炸发生后六十九分钟,当黑色小组的格林·伦尼接手控制台时,他下决心要挽救指挥服务舱。他一再催促黑色小组的指挥舱电气和环境控制系统主管人克林特·伯顿提出处理那失灵的燃料电池和贮氧箱压力下降的新方法。
伦尼是坚持要这样做的,因为下一步他打算要做的事情是关掉燃料电池1的反应剂阀,正如他已经关掉燃料电池3一样。但是如果关掉燃料电池1的反应剂阀,虽然氧的压力有所回升,倘若指挥服务舱中三分之二的电能仍旧不能使阀门打开,这就十分可怕了。犹如你身处沙漠而把一匹跛足的马杀死。
伦尼接班后10分钟,即爆炸后79分钟,就不得不彻底讨论选择方案了。
“指挥舱电气和环境控制系统主管,你准备好了吗?肯定,绝对?”
“是的,飞行。”
“好,关掉燃料电池1的反应剂阀。”
在那整个漫长的夜晚,斯威格特的声音从来没有像他从“奥德赛”上报告燃料电池1已经关闭时那样沮丧。
虽然伦尼仍继续在寻找维持指挥服务舱的办法,但他现在也正在考虑如何利用有着相对独立的制导、控制系统的登月舱“宝瓶座”。
这时候,飞行运行控制室对有关救生程序的想法总的来说还是混乱的。从理论上来说,有两种实施方法:机组人员可以增加登月舱的动力并在里面生活,或者可以用登月舱的蓄电池来维持指挥服务舱内的系统运转,那天晚上人们本能地首先想到的是用“宝瓶座”来给予“奥德赛”动力,但是把“宝瓶座”用于这个目的并不真正可行,建造时就确定指挥服务舱是为登月舱提供电力的,而不是颠倒过来。
伦尼来上班时,他听到利伯戈特报告说,氧的压力只能维持1小时54分钟了。他上班18分钟后,伯顿通知他在1号贮箱的压力降到每平方寸一百磅,功能为零以前,他只有40分钟时间了。压力下降速度比以前快了。
自从出了问题以来,伦尼也像克兰兹一样被逼进了选择余地愈益缩小的圈子内。现在伦尼已经排除了其它选择方案,而把他的全部注意力都集中到把“宝瓶座”作为救生船的准备工作中。他的计划是先让机组人员住在“宝瓶座”里,当再入开始时机组人员搬回指挥服务舱,并使用舱内的三个蓄电池组——飞行最后阶段的电源——来增加动力。
伦尼正在从事一项非常棘手的,从来没有人曾实践过的工程:以某种方式关闭指挥舱并使它几天以后又重新复活,与此同时在未得到指挥舱任何帮助的情况下增加登月舱的动力。这一新奇、复杂、充满可能会发生无法弥补的错误的程序要在不到四十分钟的时间内来完成。
当飞船通信员杰克·罗斯马告诉机组人员说正在开始考虑把登月舱用作救生船时,机组人员非常高兴。“那正是我们也在考虑的事情。”洛弗尔说,他们早就一直在议论这个问题了。现在,机组人员建议做的第一件事情是把登月舱的平台校准。
这是一个重要的决定。如果机组人员要返回基地,他们必须有一个经过对准的、功能正常的制导平台。但是惯性测量装置消耗电力和水(用于冷却)也过分多,而现在这两样东西都处于供应不足的危险状态下。
“得到了有关时间的最新资料,”伯顿又报告了坏消息,“在压力下降到每平方寸一百磅之前我们好像只有18分钟左右了。这是熄火点。”
这时,从伯顿刚才告诉“飞行”说他们还剩下40分钟以来只过了4分钟。泄漏更加快了。
“我们需要打开那只减震箱,”伯顿说,“导管的压力在下降。”伯顿后室里的人不再担心能不能为动力供应足够的氧,而是担心机组人员在指挥舱内是不是吸到足够的氧气。
伦尼轻轻地哼着,好像有人在他的胃部猛击了一下,伦尼想到“神圣的主”,这真是太糟糕了。真的还是发生了这种情况。但是减震箱必须加以保护,保存下来最后一点氧,以便再入时使用。
伦尼不想打开指挥服务舱里的减震箱的塞子。
“飞船通信员,让他们到登月舱里去,我们必须在登月舱里弄到氧。”伦尼说得很快。
现在,在“宝瓶座”里,洛弗尔和海斯正在从头至尾核对他们那临时凑合的激活用核对清单。在过去的10分钟里,他们一直全神贯注地在搞航线校准,这是他们在创记录的时刻干的。
离半夜还有九分钟,杰克·斯威格特关掉了燃料电池2,完成了“奥德赛”的关机任务。登月舱现在在全面运转,校准数据储存在它的制导系统中。自从斯威格特第一次报告出问题以来,已经过去了2小时43分钟。自飞行运行控制室第一次意识到机组人员可能要使用登月舱以来也已经过了1小时20分钟。
斯威格特通过对接通道漂浮进“宝瓶座”内。对于一个从未花时间在登月舱模拟器里训练过的一位指挥舱的驾驶员来说,这“宝瓶座”简直是异国他乡。他从舱口里往下看看洛弗尔和海斯。“现在一切由你们负责了。”斯威格特说。
星斯二的早上七点十三分,在上班10小时以后,格林·伦尼的黑色小组把他们的控制台交给了格里·格里芬的金色小组。没有一个飞行控制小组像伦尼的小组那样神经紧张,需要作出那么多的生与死的决定,发现那么多的临时冒出来的困难。格林·伦尼的黑色小组离开了飞行运行的控制室,仍然不敢肯定他们是否已经拯救了阿波罗十三号的机组人员的生命,但他们至少维持着他们的生命。
从发生事故一直到飞行任务结束,飞行任务评估室和承包公司全神贯注的问题是“宝瓶座”是否有足够的水、氧和电来维持机组人员的生命,直至阿波罗十三号返回基地。这个问题称作消耗品问题。
氧是不成问题的。按计划,阿波罗十三号有两次舱外活动,这就意味着除了为机组人员在座舱内期间提供足够的氧以外,登月舱还必须携带足以对座舱进行两次重新增压所需要的氧。有着那么多的氧,加之系统本身所固有的安全系数,即使三个宇航员都要动用它所携带的氧,“宝瓶座”也有足够的氧供归途中使用。
与此相反,水是个大问题。“宝瓶座”的水箱内装有338磅水。在机组人员搬入登月舱的开始几个小时里,登月舱上水的消耗速度达到每小时6.3磅。根据计算,照这样的消耗速度,再过54小时,“宝瓶座”就会一点水也没有了——以最快的速度返回地球,也还差23小时。这额外的23小时没有水,宇航员是可以活下去的,但是设备却不行。
电力供应也不足。“宝瓶座”的下降级有四组蓄电池,爬高级有两组蓄电池,总共只有不到2000安培小时的电力。通常,登月舱每小时用电50安培,只够维持40小时,另外还将会有额外的用电要求。根据计算,“宝瓶座”不进行机动飞行时,它每小时只能使用15安培电力,而登月舱原设计的最小电耗也要每小时20安培。
为节省水和电,飞行任务评估室的工程师们系统地、仔细地查看了登月舱设计图上的每一个部件,看看是否可以彻底关掉,或者计算出设备功能的最小配置。
登月舱里的动力消耗渐次降到了每小时15安培。宇航员们穿着为在温度为70°F的有限空间里进行长途旅行而设计的薄薄的衣服,随着温度下降到60°F以下,他们感到冷了。
有人还发现,按目前情况,宇航员们回到基地之前可能会因二氧化碳的聚集而窒息。在登月舱和指挥舱里,是通过空气在氢氧化锂滤毒罐里循环而把二氧化碳带出去的。问题是“宝瓶座”只有两只这样的滤毒罐,不够坚持回到基地。“奥德赛”有许多滤毒器,但是它们的尺寸和形状不对,不适合于登月舱上的设备。
星期二早上八点钟,在爆炸发生后不到十二小时,在三楼飞行任务运行控制室后面的观察室里召开了一次从休斯敦的指挥部负责人到美国航空和宇宙航行局的局长托马斯·佩因等在内的高级领导人参加的会议。
讨论由克利斯·克拉夫特主持。摆在他们面前的问题是如何快速把机组人员带回来。已经决定,在到达近月点(宇宙飞船通向月球背面的最近入口)后两小时就进行第二次飞行中启动,并把它称之为P.C.+2次飞行中启动。
克拉夫特解释了这个选择。如果让“奥德赛”降落在美国航空和宇宙航行局无救生船的大西洋里的话,那么他们可以选择开足油门,长时间燃烧(快速启动),在不到一天半的时间里把机组人员带回地球。克拉夫特在这一方案上没有花费很多时间,因为这一方案只比第二方案快几个小时。第二方案,火箭发动机在飞行中启动后,可以在不到39小时的时间里,使宇宙飞船降落在西南太平洋,这儿是主要救生区。第三个选择方案是在功率较低的飞行中启动(慢启动),但它需要63小时后才回到主要救生区,这比第二方案要晚24小时。
显然快速启动——第二种形式——看上去相当能激发人的兴趣,以致5号楼那边的宇航员早已在实践了。但克拉夫特希望采用慢启动,哪怕以增加二十四小时为代价。克拉夫特手下负责“制动”和负责飞行动力学(FIDO)的查克·迪特里希和戴夫·里德也是这样的意见。他们解释说,快速启动实际上会把登月舱所有的推进剂都用光,如果出什么差错的话,就没有留下多少能量来纠正轨道了。在240,000英里外,如果宇宙飞船的发动机在启动中有每秒零点一英尺的差错,也会使宇宙飞船回不到地球。
快速启动还要求提前抛掉笨重的服务舱,而服务舱能遮住“奥德赛”的隔热层,使它不直接暴露在外层空间的热(在朝太阳的一侧)和冷(在阴影一侧)的环境中。
至于机组人员不得不在空间多呆24小时的问题,到星期二早晨为止,人们相信,消耗品还可以再维持二天半时间,突出的问题仍然是缺少氢氧化锂。会议很快批准了克拉夫特的选择:阿波罗十三号的机组人员将以较慢的速度返回,但希望他们的返回将绝对成功。
阿波罗十三号的每一位主要参加者都有一个记忆深刻而又互不相同的时刻,对于每位参加者来说,这个时刻代表了危机的顶点。对伦尼来说,这个时刻是在“奥德赛”向“宝瓶座”转移的最后几分钟;对格里·格里芬和吉姆·洛弗尔来说,是他们在准备P.C.+2次飞行中启动时“心脏也会停止跳动的重大时刻”(这是洛弗尔的话)。
洛弗尔和海斯所面临的驾驶方面的技术问题是十分巨大的,斯威格特作为指挥服务舱的驾驶员未训练过如何来驾驶登月舱。“宝瓶座”的长度与指挥服务舱的长度差不多,但是其重量只有指挥服务舱重的一半稍多一点。而登月舱上的最大发动机下降推进系统,其推力还不到指挥服务舱发动机推力的一半,使用“宝瓶座”来操纵指挥服务舱就象用小轿车来推动大轿车一样。当第一天晚上,洛弗尔和海斯不得不进行机动飞行,使登月舱和指挥服务舱的组合体进入被动热控制状态时,就已经有这个问题了。当星期一的下午“宝瓶座”要用星瞄准来为P.C.+2次飞行启动作准备时,这个问题变得更严重了。
用星瞄准检查校准情况是每次飞行的标准程序,即使在它们功能正常的时候,制导平台也会要稍微偏移一点。宇航员们将从他们的清单中选出一颗合适的星,并要求宇宙飞船为他们找到这颗星。如果平台对准得合适,所提到这颗星就会处于机组人员的六分仪(即光学对准望远镜AOT)十字准线的中央。
当阿波罗十三号的机组人员试图用从指挥服务舱借来的光学对准望远镜来对准时,他们发现服务舱爆炸的碎片仍在它的镜头上面,反射出光并造成了一群与真的星难以辨别的假星。他们将这个问题向地面作了汇报。洛弗尔在他有关阿波罗十三号的报告书中写道,“飞行任务控制方面的一位天才”建议用太阳顶替。即使是大块的碎片,也不能把像太阳这样大的目标遮盖住。
到休斯敦时间星期二下午为止,洛弗尔和海斯只睡过几个小时,他们的精力被超过十八小时的危机消耗掉了,现在他们又得进行棘手的机动飞行,且不能失败。
“好,”洛弗尔说,“我们进入规定位置了。我想我们进入了。”
“是,”海斯加以证实,“它正在复位,稍等一下。”宇宙飞船已经滑出原来位置。
“是,偏航正在复原,差不多了。”
“偏航纠正了……”这时候,洛弗尔正在为保持宇宙飞船的稳定而拼搏,使一艘一直在移动的飞船保持平衡。
“你看到什么?”
“太阳的右上角……”
“我们看到了!”
在飞行任务运行控制室里,金色小组欢呼起来,重重地击着他们的办公桌。而格里芬本人每当他回忆这一时刻时,他总是感到脊背一阵发冷。机组人员已有效地将宇宙飞船对准了,而且也知道如伺使它们的飞船进入P.C.+2次飞行启动的位置。对格里芬来说,这时候他相信机组人员会活着回来了。
对克兰兹来说,阿波罗十三号整个飞行期间出现的险情将在P.C.+2次飞行启动后结束。
但是要使宇宙飞船进入被动热控制状态需要花长达二小时的时间,机组人员飞行调度主任戴克·斯莱顿想让机组人员睡一会儿。载人宇宙飞船中心的医务室主任查克·贝里支持戴克·斯莱顿的意见,机组人员已精疲力尽,他们得休息休息。
可克兰兹对其他人员说,机组人员十分疲劳的确是很糟糕的,但是如果当他们增加指挥服务舱的动力消耗准备再入时而发现它运转不起来,那机组人员会感到更加糟糕。他们不能睡觉,他们不能降低动力消耗,他们将使宇宙飞船进入被动热控制状态。
决定慢速飞行启动的原因之一是控制中心非常需要这额外的24小时,以便为再入作好准备。在正常情况下,准备一份月球飞行任务的再入用核对清单需要三个月。
也是在这同一个早上,“宝瓶座”的氢氧化锂消耗光了,二氧化碳的密度在接近危险点。但是,正在此刻,一个解决办法已经传递给机组人员了。机组人员系统处的成员终于发明了一种箱子,这种箱子可以将指挥服务舱的氢氧化锂防毒罐固定好,并可以与登月舱内平时用于把宇宙服中的空气吸出去的软管相连接。这箱子用储藏袋、胶带和机组人员核对用清单本子的硬塑料封面制成。几小时内,二氧化碳的密度又回复正常。
在210房间里,正在进行协作设计。克兰兹已经分配阿尔·奥尔德里奇综合一份完整的清单。这包括抛投服务舱,把机组人员从“宝瓶座”转移回到“奥德赛”。抛投“宝瓶座”,使“奥德赛”进入再入位置。约翰·奥尼尔负责把这清单转化成机组人员可以用的格式。
一艘从月球返回地球的阿波罗宇宙飞船不能直接瞄准地球,因为这是一条任何隔热层都无法幸存的通道。相反,宇宙飞船应瞄准地球的前沿,因此,当宇宙飞船从地球旁急速飞过时,地球的大气和地心引力会将它抓住。如果宇宙飞船离地球前沿太远,那么它将继续越过地球进入一条细长的地球轨道,成为又一颗卫星。如果它离地球前沿太近,那么它将以非常陡的角度进入大气层并烧毁。那个既不太高也不太低的区域大约宽1度半——进入点的宽度为10英里——这个区域被称为“进入走廊”。
早在星期三的早上,制动发动机系统的负责人迪特里希和飞行动力学方面的领导里德被阿波罗十三号漂泊不定的轨道难住了,并为之担忧。不知为什么,轨道在往走廊高的一侧移动。如果继续这样移动的话,那么洛弗尔和他的机组人员会根本找不到地球的。他们要求中途修正航线,通常,这不是一件大事。但为节约能源,在P.C.+2次启动后,登月舱的制导系统早已被关掉了,而要修正轨道就必须让制导系统工作。戴夫·里德启用了一个未经试验的程序。
这个方法包括瞄准地球的晨昏线,即一条把地球被照亮的部分和黑暗的部分分开的线。地面具体地告诉洛弗尔,要他对准光学对准望远镜的十字中心线,因此他们正好低低地掠过从窗口往外可以看到的镰刀形地球的轮廓。
他们这样做了,校准工作平平静静地完成了。星期三晚上,火箭发动机在飞行中的启动将阿波罗十三号放回了走廊的中央。
到了星期四,“奥德赛”里的温度是38°F,与一只冷藏箱的温度差不多。直到那时以前,机组人员一直把“奥德赛”当作一套二室公寓的卧室来使用,而现在他们蜷缩在小小的登月舱里,登月舱在一定程度上微微暖和一些。但是“宝瓶座”也是很不舒服的,登月舱的窗子和墙壁上都是冷凝水的湿气。机组人员平均每天只能烦躁不安地睡上三个小时,而且,由于担心没有足够的水来冷却电子设备,三位宇航员把液体的吸入量差不多减到了零。他们故意不重视外科医生有关喝水的指示——他们也不怎么感到渴(在太空中,人不会感到渴)。因此他们决定为设备而节省饮用水,其结果是他们三人都在渐渐脱水,而他们自己却还不知道。海斯得了肾炎,还在发烧。
疲劳、寒冷、脱水。快到再入的时候,他们三人的操作水平已低于正常标准了。现在他们必须把一份仓促写就的再入核对用清单融会贯通,并要在极其关键的航程中途进行修正。然后要在无任何备用系统的情况下,使宇宙飞船回到基地。
星期五下午四点钟,离预定的溅落时间还有八小时多一点,离发生爆炸已过了79小时,吉恩·克兰兹和白色小组接管了飞行任务运行控制室里的控制台。“机组人员实在太疲劳。”克兰兹回忆说。对于克兰兹来说,飞行中的这段时间是最令人难忘的时刻之一,这是一曲难以置信的,由机组人员和飞行控制人员联合演出的二重唱。
当机组人员增加“奥德赛”的动力消耗时,很明显“奥德赛”由于冷凝水而变得很潮湿。斯威格特在经过三天像乘客一样的生活以后,为又有工作可做而感到非常高兴。在装药的时刻,他一点也不敢马虎。火药一旦装好,只要按动一下开关就可以把“奥德赛”与服务舱分开;而按动一下就在旁边的另外一只开关,则可以把“奥德赛”从“宝瓶座”上分离出去。由于登月舱要为再入做所有的预备性飞行,因此得先把服务舱分离掉。
在飞行达到一百三十八小时,离溅落还有四个半小时时,分离服务舱的时刻来到了。斯威格特在“奥德赛”的位置上,他不可能看见服务舱飘移开去。但是他可以听到从“宝瓶座”里传来的激动的声音:“宇宙飞船完整的一侧消失了!”洛弗尔向地面报告说。导线都悬挂着,贮氧箱四周的区域是纷乱的断裂的金属。“真是混乱不堪。”海斯说。在这以前,还没有人意识到那次爆炸威力有多大。
好消息是指挥舱的制导系统经受住了冷冻的考验,但是控制和制导及导航人员发现对它的对准真是一场战斗。洛弗尔应该一边望着窗外,一边用“宝瓶座”的推进装置来使这一对接着的宇宙飞船俯仰、滚动和偏航,从而使他可以看到一颗特定的星。然后,移动宇宙飞船的位置,这样他就可以看到另外一颗星,接着又看到另外一颗,就这样一直到程序结束时,他才进入可进行抛投的正确位置上。
星期五早上10点43分,阿波罗十三号的机组人员自三天前他们从“奥德赛”里撤出以来又一次集中在“奥德赛”里,他们将“宝瓶座”抛投了。“别了,宝瓶座,我们感谢你。”洛弗尔轻声地说。
在“宝瓶座”被抛投后,“奥德赛”独自接近地球。那天上午,“制动人员”最紧张时来到了。通过想象在“奥德赛”和地球的地平线之间划一条线,可以具体地考虑正在发生的事情。“奥德赛”必须瞄准此联线下一个不小于5.5°,不大于7.3°角度的一点。随着“奥德赛”向地球接近,迪特里希预测其实际攻角为6.51°,安全地在“走廊”的中央。
机组人员和地面之间的最后一次交流是以幽默的口气结束的。“我的确希望我能够参加今天晚上飞行动力学人员们的晚会。”斯威格特说。斯威格特当时是一位喜欢与妇女交际的有广泛活动范围的单身汉。乔·克尔温告诉斯威格特说控制人员非常乐意为斯威格特代约他可能想约的女朋友。
当宇宙飞船进入地球大气层时,通常会因周围空气的电离作用而妨碍无线电通讯达数分钟,通常为三分钟以上。就阿波罗十三号来说,四分钟到了,又过去了,飞船上仍没有讯息传下来。
飞行任务运行控制室里一片寂静。
克兰兹询问监测网内的控制人员是否从宇宙飞船自动定位的无线电信标中收到什么信号。“现在还没有,飞行。”
在那漫长的46秒时间里,回路上除了开路电路的咝咝声外,其它什么也没有。
“网络,还没有收到无线电信号?”克兰兹问,口气很严厉。
“现在还没有,飞行。”
又过了十三秒钟,从监测网的控制员那里用密码传来了话音。
“ARIA 4是A.O.S.,飞行。”有一个地面站获得了一个自动信号,这不一定意味着机组人员还活着,但它的确意味着“奥德赛”没有烧成灰烬。克兰兹嘶哑地回答一声:“知道了。”
机组人员仍旧无只字传来,又过去几秒钟,克兰兹要求飞船通信员呼叫他们——“告诉他们作好发送信号准备。”克兰兹说。
“奥德赛、我是休斯敦,作好发送信号准备,报文完。”克尔温说。
4秒钟过去了。
“可以,乔。”杰克·斯威格特说。
飞行任务运行控制室里还是一片寂静,正如坐在后排的罗科·佩德龙后来解释的那样,得到通话联络是鼓舞人心的,但还不是最好。谁知道降落伞的电子设备会发生什么?对这次飞行任务的任何情况谁又能确信无疑?佩德龙祈祷着。
在杰克·斯威格特说“可以,乔”过后3分53秒,飞行任务运行控制室的正前方的屏幕上终于亮出了“奥德赛”的电视镜头。在西南太平洋,“奥德赛”抓住了一个直角方向拥来的波浪,阿波罗十三号的溅落在轻微的碰撞中结束了。