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一路顺风_航天故事

2019-11-20 航天故事

一路顺风_航天故事
 
在距离卡纳维拉尔角宇航中心很远的休斯敦宇航中心里,人们全神贯注的神情和紧张的气氛绝不亚于肯尼迪角。因为“阿波罗 11”宇宙飞船发射后的一切行动,就全归休斯敦的控制中心操纵和指挥了。
 
休斯敦的约翰逊宇航中心建立在得克萨斯州的休斯敦和加尔维斯敦之间的一个平原上,离休斯敦约 40 公里。它拥有万余名工作人员,主要负责载人航天飞行。这是一个庞大的建筑群,宛如一座现代化的大学校园。这里除圣诞节外,全年几乎对外免费开放。
 
这个宇航中心的中心馆陈列着很多实物、图片资料、照片,反映美国在宇航方面的成就。
 
模拟训练馆有庞大的天空实验室,室内有精密的仪器仪表。航天环境模拟馆是世界上最大的真空馆。宇宙飞船轨道运行训练馆是宇航员进行训练的地方。飞行控制中心是这儿的“灵魂”,自动控制室的操纵工作台整齐地排列着,显示盘上的指示灯一闪一闪地发亮,象是逗你的星星在眨眼。
 
“阿波罗 11”飞船登月飞行的总指挥是 1964 年与塞缪尔·菲利浦中将一起领导“阿波罗”项目的国家航空和航天局本部执行局长乔治·哈格。在地面控制中心里,飞行管理处主任克里斯托弗·克拉夫特和他的飞行指挥班子具体指导宇宙飞船的飞行。指挥班子里都是一些训练有素的高级专家。此外还有工程师们,组成的检查指挥组。
 
飞行医生卡普康·杜克本人也是一名宇航员。他作为地面指挥系统的一员,随时检视飞船里宇航员的健康情况。
 
飞船发射 26 秒钟后,第一级火箭完成了它的使命。
 
2 分 42 秒,第二级火箭的 5 台发动机点火工作,第一级火箭被甩掉。此时,“阿波罗 11”飞船的速度约为每秒 2.7 公里。
 
3 分 17 秒,救生火箭被甩掉。  
9 分 11 秒,第二级火箭燃料烧完被甩掉。此时,“阿波罗 11”的速度约每秒 6.8 公里。
 
第三级火箭是一种发动机可以多次启动的助推装置。用以调整宇宙飞船的飞行方向,准备进入轨道。发射后 9 分 5 秒,它被启动喷射了 2 分 35 秒,使宇宙飞船以每秒 7.67 公里的速度准确地进入了环绕地球的轨道。
 
“阿波罗 11”将在绕地球飞行的两小时半以内选准角度和位置,从人造卫星的轨道再次发射,向月球进发,确切地说,这时的“阿波罗 11”还称不上“宇宙飞船”,只不过是一颗“地球卫星”而已。
 
在“阿波罗 11”从肯尼迪宇宙中心发射起,到它进入地球轨道的过程中,地面上有一张巨大的联络网追随着它。包括 19 个地面跟踪观察站,以及 4 艘雷达船和 8 架 CA—135 型喷气式飞机,随时将测得的宇宙飞船的各种数据通知美国国家航空和航天局所属的戈达德宇航中心及休斯敦宇航中心。
 
戈达德宇航中心坐落在巴尔的摩—华盛顿公路和首都环形公路交叉点附近的乔治亲王县,它和美国其它宇航中心不一样,成立于 1959 年 5 月 1 日,但航空和航天局都称它是美国第一个专门探索空间的研究中心。在美国已经走过的 25 年载人宇航历程中,空间飞行器进行的科学实验的 1/3,是由这个宇航中心设想和设计出来的。
 
其他宇航中心都有专门的研究项目,如休斯敦的约翰逊宇航中心是研究载人宇宙飞行的;佛罗里达的卡纳维拉尔角肯尼迪宇航中心是研究火箭发射的;加利福尼亚的帕萨迪纳喷气推进实验室,是专门探索各个行星的。然而戈达德宇航中心却没有单一的专门任务,它的 2000 余名科学家和工程师从事宇宙航行科学所有领域的研究工作。
 
当“阿波罗 11”飞船脱离地球轨道飞向月球,到它返回地球的全过程,将由休斯敦和戈达德的宇航中心,以及加利福尼亚的金石湖、西班牙的马德里、澳大利亚的堪培拉等大型地面观察站对飞船进行跟踪,并进行定位和导航。
 
脱离地球轨道的第二次发射开始于第一次发射以后的 2 小时 44 分。此时,“阿波罗 11”飞船已绕地球转了约一周半了。地球上的山山水水都很清楚,只是缩小了许多,佛罗里达半岛只有几寸长。
 
宇航员们没有太多的时间去欣赏宇宙美景,他们忙碌地检查了所有的设备,准备继续旅行。第三级火箭发动机的喷射,使宇宙飞船的速度增加到约每秒钟 10.5 公里。大约在 7 月 16 日中午 12 点 22 分,“阿波罗 11 号”飞船冲出地球的控制,按预定计划进入了奔月轨道。
 
到达月球的路程是 38 万公里,“阿波罗 11 号”是绕着椭圆形轨道的外缘飞行的,所以需要较长时间,即 3 昼夜多才能到达目的地。发射后 3 小时 16 分,按照休斯敦的指令,宇宙飞船和“土星 V”第三级火箭分离。这次第三级火箭是带着登月舱与飞船分离的,为的是把登且舱调换到前面去。考林斯掌握操纵杆,用了 9 分钟时间,慢慢使飞船和登月舱对接成功。接着宇航员卸下登月舱和指挥舱之间的封闭板,安置好电源电缆,使两者连成一体。这个过程的工作性质,有点象火车机车与车厢的挂接。当然在宇宙中这个操作复杂得多,但训练有素的宇航员一共只用了 25 秒钟。
 
宇宙飞船发射后 4 小时 10 分,第三级火箭完成它的使命,彻底和飞船脱离。这样,“阿波罗 11”的排列次序就变成登月舱,指挥舱,服务舱。它的动力来自服务舱的发动机,将来宇航员返回地球靠的也是它。  
至此,“土星”火箭的三级包括火箭仪表舱相继脱离。
 
进入奔月轨道 6 小时后,“阿波罗 11”飞船距离地球已经有 8 万公里了。这时,“阿波罗 11 号”开始自转飞行。它一面沿轨道向月球挺进,一面缓慢地自转,每小时转 3 周。这是因为在真空的宇宙里,向阳的一面温度很高而背阳的一面温度却很低如果飞船不自转,让各个部分均匀地承受太阳的热量,飞船的金属外壳就会热胀冷缩,扭曲变形而毁坏。
 
“阿波罗 11 号”飞船上有五个窗口,前窗两个,侧窗两个,舷窗盖上还有一个圆形窗。飞船的自转使宇航员们经历了一个罕见的现象,每当向阳时,强烈的阳光便透过窗户照射进来,反之,则黑暗一片,似乎在每一个小时内,他们都要接受三次日出和三次日落。
 
这时,宇宙飞船已不用火箭发动机喷射,它完全靠惯性力向前飞进。考林斯打开自动导航装置,让“阿波罗 11”在惯力和引力的平衡条件下飞行。这种惯力和引力的平衡就叫做失重状态。
 
失重,就是完全感觉不出重量。这对首次参加宇航的人来说,都是从未经历过的。为了使宇航员能多少熟悉一点“失重”,能很快适应失重环境,美国将失重状态下的训练作为宇航员训练的一门基本课程。这种训练是让飞机由 6000 米的高空骤然爬升到 1.2 万米,再立即降到 6000 米。这一上一下中间,可以制造出 20 秒钟的失重状态,宇航员就利用这分秒必争的时间做训练实验。每一个宇航员在两年内大约要这样坐飞机上下 6000 多次,若无健康的身体,失重状态的训练这一关是很难度过的。
 
虽然宇航员经受了那么复杂的试验,当他们上天后一时仍然不能适应失重状态。1985 年 4 月 29 日乘“挑战者”号航天飞机进入宇宙的美籍华人王赣骏,在《我能,你也能》这本书里,对失重状态下人的感受有比较细致真实的描写:“在 136 公里的地方,我已经有低度地心引力的感觉  到了 300 多公里的高空,地心引力的感觉已不明显,人整个飘在座位上。”“刚上太空还不适应无地心引力的状态,大家有点笨手笨脚。整理座舱与更换衣服动作很慢,大脑比较迟钝一点,有点象小孩子,要慢慢适应。”大家都懂得,如果“行动太快,很容易会因惯性作用而撞得鼻青眼肿。”“无重力环境让人感到脚多余无用。我的脸肿起来了,血液一直往上冲,脚部几乎没有血。” “无重力肘,大部分血液都集中到头部,唯一的办法是多上厕所,把血液中多的水排出去。经过 6 个小时,我总共排出了 1800 百毫升尿,脸才恢复正常大小。”
 
“阿波罗 11”飞船的宇航员阿姆斯特朗、考林斯和奥尔德林曾在波音 707 军用飞机里长期试验。后来他们又在 x15 火箭飞机上训练了有 300 秒时间的失重经历,所以他们适应失重状态比较快。
 
失重对宇航员来说,最困难的是分辨不清方向,特别是在自转的宇宙飞船里。在宇宙飞行中,人和外界几乎是隔绝的,听觉和触觉失去了作用,因此整个“浮”着的人便完全失去了方位。“阿波罗 11”飞船上的宇航员主要靠座舱内的航空指示器提供的基准水平线辨别方向,依靠他们的坐位来确定其他东西的上下。失重状态下,宇航员们的行动不是行走而是“随意飘浮”,只要动一根手指头,就可以使身体从一边移到另一边。由于宇航员脚下不踏实地,飞船内又没有扶手这一类可以借以支持或固定身体的东西,所以如考林斯后来说的,“人一直在来回地滚动,撞击天花板、地板和墙壁。”这种  
不停的没有支撑点的“运动”让人感到厌倦,产生心理疲劳。
 
失重还使人的血管和血液循环系统产生变化,在地球重力作用下的正常血液循环平衡状态产生紊乱,使宇航员出现恶心、呕吐、晕倒等宇宙病症状。后来,在完成这次登月任务后,这三位宇航员曾说过,在适应了失重状态后,人在宇宙中生活就象鱼儿在水中那样自然。
 
“阿波罗”宇宙飞船上的第一夜,按飞行计划的规定开始于当晚 23 点 5 分,也即飞船正式发射后 13 小时 33 分。由于飞行顺利,宇航员精神状态极好,考林斯提前一个小时就爬入睡袋去了。按作息时间表,他们在这个宁静的夜晚可以睡眠 9 个小时。但飞船舱里噪音很大,很难睡得安稳。
 
第二天上午 10 时 37 分 30 秒,“阿波罗 11 号”越过了地球与月球轨道的中心线,这一天,飞行中最重要的工作就是修正轨道。地面上通过设在西班牙马德里、甜水港以及金石湖的三个 26 米长的蝶形天线,协助宇航员完成这一工作。“阿波罗 11”飞船在奔月轨道上行进,由于地球引力越来越小,月球引力越来越大,飞船飞行的实际轨道和速度会同设计计算的产生微妙的偏差,所以通过火箭喷射来稍稍修正一下宇宙飞船的航向,调正它的速度,纠正偏差,是很自然的事。这样的工作在当天中午 12 点 15 分完成。
 
这天晚上 17 点 32 分,在全美电视网预定的节目时间里,以每秒钟 1337 米的速度在宇宙飞行的“阿波罗 11 号”宇宙飞船,在距离地球 23.7854 万公里远的地方,向地球传送了第二次彩色电视。
 
这次播送持续了约 35 分钟。电视观众通过电视屏幕清楚地看到了宇航员的宇宙生活。考林斯在飞船的开关座架前慢慢地上下飘浮,表演了失重的情况;奥尔德林向电视观众解说了星图;宇航员还详细地为大家介绍了一般人罕见的宇航食品及其吃法。