假如阿波罗13号没能回来地球会怎样?
——50年后再回首
NASA将阿波罗13号(Apollo 13)登月使命称为“一次成功的失利使命”。眼看就要在月球上着陆,阿波罗13号忽然发作了爆破,“奥德赛”(Odyssey)指挥舱遭到严峻损坏,三名宇航员的生命遭到严峻要挟,但他们终究仍安全回来地球。假如NASA那次失利了呢?
现在,NASA标志性的登月方案现已曩昔50年了,仍有安排在研讨和剖析阿波罗13号作业,软件公司AGI(剖析图形有限公司)便是其间之一。
其时,阿波罗13号受损严峻,没有太空外援,氧气储量紧急,它究竟是怎样安定回来地球的呢?AGI运用视频模仿技能,以一个全新的视角解读了这一作业。2010年,AGI在阿波罗13号作业的40周年岁念日那天,推出了一个复原作业的视频模仿版别。
在2020年4月13日,星期一,AGI在油管上揭露发布了这个视频模仿版别。
这一天,是阿波罗“奥德赛”(Odyssey)指挥舱爆破作业的五十周年岁念日。AGI的核算多个方面数据显现,该作业破坏了“奥德赛”的供氧体系和电力体系,而五周后,在1970年5月20日那天,阿波罗13号将正常归航,进入地球大气层。
尽管在回来地球的前几个星期,三名宇航员一向处于缺氧状况,但作业的开展比咱们想得要更达观。
世界各地的作业人员、航天地上指挥中心等安排展开了杂乱而详尽的救援作业,终究,宇航员吉姆·洛维尔(Jim Lovell)、弗雷德·海斯(Fred Haise )和杰克·斯威格特(Jack Swigert)得以安全回到地球。
在五十年前的这一周,阿波罗13号于1970年4月17日安全着陆,这对宇航员及其背面作业者来说,全部尽力和惊险都值得了。今日,其间两位宇航员——洛弗尔(Lovell)和海瑟(Haise)仍健在,斯威格特(Jack Swigert)于1982年不幸罹患癌症逝世。
阿波罗13号的“假定”
另一种或许的现实—假如宇航员不能按方案将引擎焚烧并回来地球,将会发作什么—引发了一个虚拟的想象,正如太空记者安德鲁·柴金(Andrew Chaikin)——“月球上的人”(A Man On The Moon)的作者——所解说的那样。
“当他们的氧气耗尽时,他们会牵挂地球并在太空中孤单的死去,”柴金在叙说中,以过错的流程最初,并补充到:
“愈加令人毛骨悚然的是他们的尸身再也不会回来了,由于阿波罗13号将永久在太空中回旋扭转。我的主意大概是这样的。”
柴金说,他让AGI在2000年展现飞翔的关键时刻,但并未希望有任何新的改动。
该公司在太空和其他应用程序的软件开发方面经历比较丰富,例如,在最近几十年间,它参加了长时刻运转的月球侦查轨迹飞翔器(Lunar Reconnaissance Orbiter),完成了2015年冥王星上不断更进的“新视野号”(New Horizons)使命,2015年“信使号” (英文缩写:MESSENGER,英文全写:Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging,意译为“水星外表、太空环境、地球化学与广泛探究“) 航天器初次成功的水星轨迹飞翔使命。
由于阿波罗13号风趣的轨迹形状,该团队对为其建模表现出浓厚兴趣。
从Analytical Graphics Inc.(剖析图形公司,AGI)的模仿中可以正常的看到,阿波罗13号航天器假如在1970年4月没有安全回来地球,会发作什么样的状况。(图片来自:Analytical Graphics Inc.)
爆破之后,阿波罗13号的宇航员起先在一条不会主动将他们的飞船带回地球的轨迹上。
但他们运用了“水瓶座"登月舱(Aquarius lunar module)(洛弗尔(Lovell)和海斯(Haise)方案将其降落在月球上)进行屡次发动机焚烧,以完成“自在回来轨迹(free return trajectory)”。
这条新途径把宇航员带到月球周围并安全地回来地球,而不是彻底的错过了这个星球。
AGI技能总监鲍勃·霍尔(Bob Hall)标明:
“坦白的说,咱们并未着手查看它们是否会成为[太空中的]永久纪念碑。”
因而,当他们的团队震动的发现,假如途径未改动,飞船也不会永久的在太空中回旋扭转—这与专家在文献中所说的全部相对立。
“咱们花了几天,乃至不止一两个星期的时刻来模仿。咱们想知道,'咱们的建模有什么样的问题吗?'”
霍尔(Hall)说。AGI及其合作伙伴,太空探究工程(Space Exploration Engineering)内部进行了很多评论,然后终究致电柴金进行评论。
阿波罗13号全新解读
一个意想不到的方向供给了头绪。
由于新书采访的需求,柴金让团队与查克·迪特里奇(Chuck Dietrich)获得联络,迪特里奇曾是控制中心的官员之一,担任方案并履行阿波罗13号在太空中的引擎焚烧。可是,在1970年,核算才能是有限的,即使在NASA,也不破例,迪特里奇也只能进行数字运算,而不是仿真模仿。
“当年阿波罗发射时,我年岁还小,也底子没有用过那玩意。即使为NASA作业的人也没有用过,”SEE的联合创办人麦克·鲁克斯(Mike Loucks)在谈到他和AGI一起研制的模仿软件时讲道。
走运的是,迪特里奇还保留着当年阿波罗13号在太空中罹难时他记下的笔记。
当然,要验证这些,所做的核算和花费的精力都是今日不可思议的,好在终究太空传来了队员们的好消息——他的核算与队员们的数字彻底符合。
AGI模仿1970年4月阿波罗13号未安全回来地球时或许发作的状况,图为静止图像。(图片来源于:Analytical Graphics Inc)
尽管文献标明,假如阿波罗13号轨迹未变,它或许开端就违背地球40000英里(6.4万公里),而据迪特里奇和软件团队的核算,飞船只会违背2500英里(4000公里)——一个相对较低的轨迹,仅是如今国际空间站高度的10倍。而跟着时刻的推移,月球的引力将推进飞船重返地球。
柴金仍对这一成果描绘感到惊奇,他以为阿波罗13号作业是人类才智的见证。
“它提示人类只需咱们团结一心,永不言败,就能战无不胜。我始终以为这个故事在100年后仍会像今日相同振奋人心,而现在它乃至比之前愈加风趣了,”他说道。
AGI和SEE都以为阿波罗13号的轨迹运转对NASA而言是有用途的,以及关于某些商业公司想要在21世纪20年代“阿尔忒弥斯(Artemis)”方案的扶持下重返月球也是有参考价值的。NASA的现行政策是要求在2024年前,凭借一支商用太空飞船队,让宇航员在太空着陆。
相关常识
阿波罗13号(Apollo 13)是阿波罗方案中的第三次载人登月使命,于1970年4月履行。发射后两天,服务舱的氧气罐爆破,太空船严峻毁损,失掉很多氧气和电力;三位太空人运用太空船的登月舱作为救生艇。导航与控制体系没有损坏,可是为了节约电力,在回来地球大气层之前都被封闭。三位太空人在太空中面对维生体系损坏所导致的种种危机,最终成功回来地球。
作者:Elizabeth Howell
FY:Astronomical volunteer team
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