为什么阿波罗13号没有在氧气罐爆炸的时候转身?

时间:2021-05-16 08:56:25   作者:
在我们的日常生活中,无论我们要去哪里,无论我们正在做什么,如果我们只是停止做它,我们就会慢下来,停止。卡车需要强大的引擎才能保持速度,即使在平地上也是如此。风一停,船就停了。即使滑冰的人也会很快停下来。在大多数人的经验中,所有的运动都趋向于很快地停止——但大多数人的经验从根本上仅限于地球上的条件。

几乎所有这些缓慢停止都是由于摩擦和空气和水的阻力。轮子有轴和轴承,会对地面产生磨损,将运动转化为热量。为了保持高速公路的速度,一辆卡车每分钟必须排出数吨的空气。一艘船或船必须将数吨的水推离它的道路。

在地球上,在我们的生活中,由于周围流体的摩擦或阻力,每个运动都逐渐消失或停止。但在太空中,这些都没有。

对于从地球到月球的宇宙飞船来说,唯一阻挡的就是重力。一旦进入轨道,航天器就在我们的大部分大气层之上。除了自身的推进剂,它没有任何推力;除了自身的推力,没有任何东西能阻止它的运动。但它仍然有相同的质量和惯量,因此它有朝着任何方向,以任何速度前进的趋势。

为了保持在地球轨道上,阿波罗飞船必须被推进到大约17500英里每小时(7.8公里/秒)。为了离开近地轨道并冲向月球,它必须在那里加速到每小时24000英里(10.7公里/秒)。它需要这么快的速度才能将环绕地球的轨道拉伸到足以绕月球一圈,并防止地球引力使它在这之前减速到停止。

引擎关闭的那一刻,地球的引力开始让它减速。它向月球驶去,随着地球对它的引力减弱,而月球的引力增强,它的速度一路减慢。

为什么阿波罗13号没有在氧气罐爆炸的时候转身?

为了离开近地轨道,S-IVB土星上一级燃烧了大约17万磅(7.7万公斤)的氢和氧。它需要所有的能量来加速飞船到跨月的喷射速度,而这完成后,飞船没有足够的燃料来减速。这就是隔热罩的作用。在到达月球的过程中减速后,宇宙飞船会在“降落”的过程中重新获得所有的速度,然后在穿过大气层时刹车。

没有宇宙飞船可以“掉头回家”。事情不是那样的。在传统意义上,你可能意味着需要停止并向相反的方向加速。在地球上,停车很容易——只要踩刹车。在太空中,没有什么可以阻挡。停车在加速时也需要同样多的能量。

然而,一个健康的阿波罗飞船可以执行直接中止,这几乎是一样的事情。阿波罗服务推进系统(Apollo Service Propulsion System)没有足够的动力来放慢速度,使其达到与地球轨道初始速度相同的速度,但它不需要这样做。它只需要减速到足以让地球的引力超过月球的引力,然后它就会落回地球。几乎任何时候,只要它这样做,船员们就能更快地回家。

为什么阿波罗13号没有在氧气罐爆炸的时候转身?

美国国家航空和宇宙航行局(NASA)已经计划了预先计算的直接中止时间,这将导致航天器在可接受的轨道上落回地球,保持再入大气层的加热处于控制之下,并把着陆地点放在理想的位置。问题是,阿波罗13号不是一个正常运行的航天器。

首先,当时他们不知道是什么导致了氧气罐的破裂。如果是陨石撞击,推进系统也会受损。即使它不是,破裂(当时被认为是一个真正的爆炸)可能已经造成了这样的结果。这意味着启动服务推进引擎是一个非常非常危险的冒险,登月舱下降引擎没有足够的动力来执行直接中止。

而且,没有氧气,他们就没有电力。他们只有指挥舱再入舱的电池和登月舱的电池来维持宇航员的生命。他们不能在没有启动指挥舱的情况下操作服务推进系统,如果他们过早地消耗了太多的能量,他们就完蛋了。

所以他们做了负责任的事情。而不是恐慌和执行直接中止,可能导致灾难,他们专注于不把事情弄得更糟,较小的燃烧,加快执行从月球返回让他们回家几个小时之前不是太多,导致隔热板失败。
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