為登月鋪平道路:阿波羅10號任務五十週年紀念
五十年前,三名宇航員在相隔25萬英里的地方,為人類歷史上最偉大的事件之一進行了彩排。1969年5月18日,阿波羅10號從肯尼迪航天中心的39B發射平台起飛,為兩年後的阿波羅11號登月任務鋪平道路。儘管阿波羅8號已經在月球軌道運行,阿波羅9號也在地球軌道上測試了其月球模塊(LM),但阿波羅10號仍有許多測試需要完成。
(圖自:NASA,via New Atlas)
據悉,在阿波羅10 號任務之前,團隊尚未在真實的月球任務條件下,宇宙飛船、乘員艙、任務支持設施、程序、以及通訊系統展開過全面的測試。
1969 年5 月18 日那天,Cape Kennedy(現已改回卡納維拉爾角的名字)的氣溫27℃(80℉)、相對濕度75%、氣壓30.09 in、現場吹著西南風。
(LM 模塊宇航員Eugene Cernan)
巨大的土星五號火箭在39B 發射平台上矗立著,“摩天大樓”的助推器上方,是綽號為Charlie Brown 的指揮服務模塊(CSM)、防護整流罩下面是月球模塊Snoopy 。
下午12:45 ,土星五號的火箭一級開始咆哮,半秒後帶著阿波羅10 號開始沖天。在不到12 分鐘的時間裡,載著阿波羅號10 號的火箭三級進入了一個約100 海裡(115 英里/ 185 公里)的停車軌道。
(任務指揮官Thomas Stafford)
阿波羅10 號在地球上空盤旋了兩次,宇航員和任務控制部門對其進行了詳細的系統檢查,以便後續的月球著陸工作可以順利展開。
隨著助推器飛越澳大利亞上空,S-IVB 再次點火5 分42 秒,將航天器速度從1.74 萬英里/小時提升到了2.8 萬公里/小時,以爬上Translunar Insertion(TLI)軌道。
(土星5 號助推器)
此後不久,阿波羅10 號機組人員將CSM 與S-IVB 分開,轉身與月球模塊對接。之後,Stafford、Young、Cernan 持續了三天相對安靜的航行。
航天器的軌道非常精確,以至於他們只需要點火一次來修正航向。不過除了吃飯、睡覺、研究航天器,他們並沒有其它的娛樂項目。
(準備進入LM 模擬器的Stafford,被右上的Snoopy 搶鏡)
有趣的是,本次載人太空任務首次攜帶了一台由西屋公司打造的彩色電視攝像機。其重量僅12磅(5.5公斤),帶有3英寸(7.5厘米)的顯示屏。
這台攝像機可拍攝525 線@ 30fps 的彩色畫面,預計當時有10 億人觀看了阿波羅10 號宇航員的LM 對接直播電視節目。
(土星5 號火箭一級)
5 月21 日,阿波羅10 號開始進入月球軌道。但由於處於彈道軌道,它在地球引力的作用下一直在減速。
在被月球引力捕獲前,它的速度從24250 英里/小時(39026 公里/小時),一路降低到了僅2000 英里/小時(3220 公里/小時)。
(阿波羅10 號帶入太空的首台彩色電視攝像機)
之後CSM 點火,其速度提升到了5500 英里/小時(8800 公里/小時),讓航天器轉入距月球上方約60 英里/ 97 公里的圓形軌道。
接下來的73 個小時內,阿波羅10 號每隔2 小時就繞月球公轉一次。之後,宇航員們接到脫離信號,月球模塊等方面的測試。
(Snoopy 看Charlie Brown 的視角)
不過即將完成近距離著陸前,他們還是解除了登月的所有步驟。因為當月球模塊的行李艙首次打開時,噴湧出的聚酯薄膜絕緣層把兩邊都弄得一團糟。
宇航員們還發現,LM 與指揮模塊沒有正確對齊,擔心某些鎖定銷會發生無法重新鎖定的意外。不過NASA 的工程師們認定偏離小於6°,處於公差允許的範圍內。
(從阿波羅10 號看地球的視角)
經過徹底檢查,其部署了月球模塊的四條著陸腿,然後用攝像機拍下指揮模塊的動作,Snoopy 從Charlie Brown 身上釋放並移開。
慢速旋轉的過程中,他們需要確保腿部正確展開,並且沒有對著陸器造成損壞。接著史努比點火近30 秒來減速,朝向了未來阿波羅11 號著陸點的下降軌道。
(返回地球的阿波羅10 號)
遺憾的是,由於Ascent Stage 只提供了讓它升空時一樣多的燃料和氧化劑,所以一旦降落,就無法再次起飛。
最終月球模塊降到了4.74 萬英尺(1.44 萬米)的高度,期間Stafford 和Cernan 對未來的著陸點進行拍攝(研究後可通過地標進行導航),同時雷達首次在著陸條件下進行了測試。
(地面任務控制中心)
任務的下一階段,是模擬著陸的中止,也就是逃離並返回CSM 。因為在緊急的情況下,阿波羅10 號需要拋棄較低一級的火箭。
這無異於做一個“在洞中射擊”的危險動作,沒人知道會在發動機仍處於下降階段的時候會發生什麼,然後就又上演了驚險的一幕。
(Snoopy 回家)
分離前,月球模塊瘋狂旋轉並嗡嗡作響,因為發動機猛地向一側旋轉。為了奪回手動控制權,宇航員們甚至緊張得都爆了粗口。
然而任務並沒有就此結束,因為Ascent Stage 還要執行相同的會合程序,與命令模塊在軌道上進行匹配,這顯然需要一系列精心策劃的機動調整。
(Snoopy 展示交會雷達)
上升階段,Stafford 和Cernan 回到Charlie Brown 的位置,艙門被密閉,Snoopy 被丟棄。任務控制中心遠程接管了Ascent Stage,並下令引擎再次點火。
Snoopy 點火耗盡了燃料(249 秒),達到逃逸速度並進入太陽軌道。期間地面指揮中心一直與它保持無線電聯繫,直到電池在12 小時後耗盡。
(阿波羅10 號宇航員合照)
需要指出的是,本次測試拍攝的膠片照片,比原始的電子圖像更為清晰。然後在執行任務137 小時後,CSM 在5 月24 日再次點火,用了61 小時將阿波羅10 號送回地球。
1969 年5 月16 日,Charlie Brown 與服務艙分離,墜落在美屬薩摩亞以東400 海裡(460 英里/ 740 公里)的太平洋上,後被普林斯頓號航空母艦回收。