阿波罗1号(美国航天飞机)

2023-07-30 14:05 

阿波罗1号美国航天飞机

阿波罗1号,是追溯给阿波罗-土星204(AS-204)的正式名称,在1967年1月27日进行的一次例行测试中,指令舱发生大火,三名宇航员:指令长维吉尔·格里森、高级驾驶员爱德华·怀特及驾驶员罗杰·查菲丧生。

中文名

阿波罗1号

成员人数

3人

运载火箭

土星1B号AS-204

地点

佛罗里达州卡纳维拉尔角

替补成员

替补成员同样接受任务训练,在主力成员因各种原因无法执行任务时接替。

1966年4月至12月

詹姆斯·麦克迪维特(James McDivitt),指令长

大卫·斯科特(David Scott),高级驾驶员

拉塞尔·施威卡特(Russell Schweickart),驾驶员

本团队后来执行了阿波罗9号任务。

1966年12月至1967年1月

瓦尔特·施艾拉(Walter Schirra),指令长

唐·埃斯利(Donn Eisele),高级驾驶员

瓦尔特·康尼翰(Walter Cunningham),驾驶员

本团队后来执行了阿波罗7号任务。

测试

原定于1967年1月27日进行的“拔除插头”测试(即"Plugs-out" test),因火警在收回连接阿波罗-土星的电源线前经以发生,故此测试从未真正执行。穿著整套太空服的格里森、怀特和查菲于下午1时(1800GMT)进入阿波罗太空舱、固定于座椅并连接至舱内系统上。但随即发生问题:一股酸味从格里森的太空服内传出来,令模拟发射由下午1时延迟至下午2时42分。下午2时45分,太空舱的舱盖被正式封密,舱内的空气亦逐渐被纯氧取代。

其后出现的问题包括高氧气流量警报,舱内队员与控制室、操作中心和34号发射管制台间的通讯发生故障。下午5时40分,通讯问题令模拟发射再次延迟。下午6时20分,大多数的倒数发射程序皆已完成。下午6时30分,因正在尝试修复通讯问题,故倒数时间仍停留在发射前10分钟。

烧毁的阿波罗1号指令舱残骸

烧毁的阿波罗1号指令舱残骸

阿波罗1号指令舱为“第一批”(Block I)设计,为太空飞行建造,但因它缺乏所须的接合设备,故此它并非用作登月任务。

意外发生前,各队员均躺卧在他们的座椅上,完成他们将在太空中进行的项目清单,同时修理通讯系统问题。下午6时31分(2331GMT),一把声音(相信来自查菲,因为只有他有通畅的频道)透过对讲机说:“驾驶舱内发生火警。”数秒后,通话在一痛楚的叫声中结束,从闭路电视中可看到怀特正尝试打开舱盖。不过,该两件式舱盖的设计须要队员先松开数个门栓才可打开内舱盖,因而不可能在短时间内开启舱盖。再者,内舱盖是向内开启的,这国际设计标准目的是在太空飞行时利用舱内的气压来进一步封密舱盖空隙。火警产生的热空气令舱盖紧闭,而舱内气压亦在数秒内升至足以阻止队员逃离的程度(其实,舱内气压以高至能够令太空舱破裂)。

火警

火势迅速漫延并于数秒内失去控制。由于充满有毒气体及面罩失灵的关系,地面人员需时5分钟才能成功打开舱盖及控制火势。各队员的宇航服及连接至舱内维生系统的输气管都被大火烧溶,格里森及怀特的宇航服更被烧至溶合一起。从他们各人的死亡位置来看,明显地他们曾尝试逃生,但从来没有这机会。负责打开舱盖的怀特,死亡前正向他的门挽伸去,明显地曾尽力逃生。开启舱盖的程序为格里森先放下怀特的头枕,然后怀特开始解除超过12个门栓。事实上,即使怀特能解除所有门栓,舱内气压已升高至根本不可能打开该向内开启的舱盖的程度。查菲的工作则为关掉太空船上的仪器及与地面控制保持联络。他的尸体被发现时仍扣著安全带于其右座位上。在首次呼叫“火警!”后17秒,三名队员均已死亡。

根据“阿波罗204调查委员会调查报告”(Report of the Apollo 204 Review Board)附录D第11专门小组(详细报告参见下列连结),格里森身体有36%皮肤达三级程度烧伤(一级、二级和三级总和达身体皮肤面积的60%),他的宇航服70%被烧毁。怀特身体有40%皮肤达三级程度烧伤(一级、二级和三级总和达身体皮肤面积的48%),他的宇航服25%被烧毁。查菲身体有23%皮肤达三级程度烧伤(一级、二级和三级总和达身体皮肤面积的29%),他的宇航服15%被烧毁。不过,后来证实他们并非被火烧死,而是吸入浓烟致死。

指令舱的制造商北美人航空(North American Aviation)原本建议舱盖为向外开启设计及能在紧急情况利用“爆炸门栓”开启舱盖。制造商亦建议舱内应使用氧/氮混合的空气,像地球表面一样,而非百分百氧气。但美国国家航空航天局不赞成建议,理由为舱盖或会意外开启(这情况发生在自由钟7号上——具有讽刺意味地是那次任务也是由格里森驾驶——导致“自由钟7号”在溅落后后回收时沉落海中。格里森认为舱盖应更坚固稳当及更难开启),及如果释放过多氮气,太空人会昏倒及死亡。美国国家航空航天局亦指纯氧环境在水星计划及双子星计划中证明为安全,因此在阿波罗上使用应该是安全的。而且,此设计能节省重量。

起因

火警相信是太空船内长达50千米(31里)电线的某处产生的火花所引起的。因为舱内的纯氧环境(气压为15磅每平方英寸(psi)或100千帕斯卡(kPa)),火警迅速不受控制。其后“阿波罗204调查委员会”(The Apollo 204 Review Board)确定一条布置在指令舱驾驶员座位下,连接环境控制单元的镀银铜电线的特氟龙绝缘保护被剥离,并与其相关的掩门发生重复磨擦。此电线于一条乙二醇/水冷却剂管线的接合点附近通过,而该处亦发生泄漏。乙二醇与由银制成的阳极进行电解作用,其间的强烈放热反应点燃了乙二醇混合物,其后更在加压纯氧中燃烧。一宗类似的事故发生在1961年3月,前苏联太空人Valentin Bondarenko在一个被隔离的模拟舱内受训,舱内为百分百纯氧并发生火警,导致该太空人死亡,多年来前苏联都刻意对公众隐瞒意外。其后美国国家航空航天局(NASA)调查发现铝会在百分百氧气环境中像木般燃烧,调查亦排除了太空船内使用不合规格电线及欠缺一个插座把手为起火原因。舱内亦有很多易燃物品,其中一种易燃物为“维可牢”(Velcro,一种尼龙刺黏扣),作用为在失重状态下固定舱内物品于墙上。

火警发生后,阿波罗计划在得到重新设计前被暂停,而结果如下:

舱内气压不会被加压至高于大气压力2磅力每平方英吋(lbf/in2)(14帕斯卡(kPa))。发射时舱内空气为海平面气压,60%为氧气,40%为氮气。发射期间气压将会调低至5千帕斯卡(kPa),并逐渐在飞往月球的头24小时内转为100%氧气

舱盖改为向外开启设计,并可在10秒内开启。

舱内的易燃物料改为使用一些会自动熄灭物料。

配管系统及电线均包上保护绝缘材料。

修正1,407处线路问题。

尼龙宇航服改为使用带有涂层的玻璃纤维制宇航服。

对于线路的改进在两年后的阿波罗13号中证明是至关重要的—指令舱关掉电源4天期间所凝聚的水,在重新进入大气层前的启动都没有导致短路。

测试

原定于1967年1月27日进行的“拔除插头”测试(即"Plugs-out" test),因火警在收回连接阿波罗-土星的电源线前经以发生,故此测试从未真正执行。穿著整套太空服的格里森、怀特和查菲于下午1时(1800GMT)进入阿波罗太空舱、固定于座椅并连接至舱内系统上。但随即发生问题:一股酸味从格里森的太空服内传出来,令模拟发射由下午1时延迟至下午2时42分。下午2时45分,太空舱的舱盖被正式封密,舱内的空气亦逐渐被纯氧取代,

其后出现的问题包括高氧气流量警报,舱内队员与控制室、操作中心和34号发射管制台间的通讯发生故障。下午5时40分,通讯问题令模拟发射再次延迟。下午6时20分,大多数的倒数发射程序皆已完成。下午6时30分,因正在尝试修复通讯问题,故倒数时间仍停留在发射前10分钟。

命名

当北美人航空运送太空船CM-012到肯尼迪航天中心时,太空船上被挂上“阿波罗1号”的横额,而于1966年6月,格里森等人就已得到使用“阿波罗1号”臂章的批准,但美国国家航空航天局计划称该任务为AS-204。火警发生后,太空人的遗孀们要求保留“阿波罗1号”的代号给他们丈夫,作为纪念这个永远不能完成的旅程。一段时间,任务策划人员称呼下一次接著的发射为“阿波罗2号”。亦有建议任务名称为“阿波罗1号”(AS-204),“阿波罗1A号”(AS-201),“阿波罗2号”(AS-202),及“阿波罗3号”(AS-203)。最后,美国国家航空航天局的“计划命名委员会”(Project Designation Committee)通过“阿波罗4号”为首次(非载人)阿波罗-土星5号任务(AS-501),但宣布不会追溯命名AS-201、-202及-203。阿波罗1号(AS-204)的土星IB号运载火箭从34号发射中心被拆下,后来于37B号发射中心重新组装,用作发射阿波罗5号登月舱LM-1至地球轨道作首次登月舱测试任务。

新闻报道

腾讯新闻报道:1967年1月27日,美国三名宇航员在阿波罗1号的驾驶舱内被活活烧死,几个小时后,宇航员沃尔特·坎宁安听到了这三名宇航员临死前持续12秒钟的可怕录音。他在1977年出版的著作《美国男孩》中描述了自己当时的感受。而30年后,这本书再版。他在书中表示,“还在调查悲剧火灾的原因时,上级就来问下次任务的人选了。感觉就像进了罗马角斗场,当观众欢呼下一个冠军的出场时,前任的死尸刚刚被拖出沙场”。

坎宁安是一名出生在爱荷华州的的物理学家,当时34岁的他被选为执行下次登月任务的三名新宇航员之一。而就是在他将要登上的阿波罗号实验飞船里,他的同伴在500多度的高温中窒息并被烧焦。6月27日,87岁的坎宁安赴西班牙参加由西班牙《国家报》组织的“目标——月球”活动。

报道称,在阿波罗1号中遇难的三位宇航员是宇航员中的精英。格斯·格里索姆是一名资深飞行员,曾在美国最早的太空计划“水星计划”和“双子座计划”中两次进入过太空。而美国的第三项太空计划,就是阿波罗计划,旨在抢在苏联人之前登陆月球。

格里索姆在阿波罗1号的另一位同伴是埃德·怀特,是第一个进行太空行走的美国人。还有罗杰·查菲,曾在1962年导弹危机事件中飞过古巴上空拍摄古巴的军事基地。

这三名宇航员是在一次例行测试中,因为一个电火花点燃了阿波罗1号飞船座舱的纯氧而失火死亡。格里索姆生前说过,“如果我们牺牲了,希望人们能接受。我们相信这项任务不会因为我们出事而延迟,征服太空值得我们冒生命危险。”

在阿波罗1号的致命火灾之后,任务被重新编号。“阿波罗7号成为我们迈向月球的第一步”,坎宁安说。1968年10月11日,飞船准备起飞。除了坎宁安,另外两位宇航员分别是唐·艾西尔和沃利·斯基拉,他们分别已于1987年和2007年去世。

阿波罗7号顺利起飞,50万人挤在卡纳维拉尔角附近的海滩和公路上观看这一壮举。坎宁安在书中写道:“我们到了,飞船拉着美国的太空角斗士到达了目的地”。在地球轨道上飞行的11天里,坎宁安和他的两位同伴证明了这项技术已经准备就绪。下一个任务——阿波罗8号,是第一个绕月飞行的飞行任务。在经过另外两次训练任务后,阿波罗11号的宇航员尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林于1969年7月20日踏上了月球。[1]

参考资料

1.“阿波罗1号”大火是如何发生的?美宇航员著书回忆历史悲剧·航天爱好者网

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