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載人登月前的最後一次「綵排」

人類首次載人登月技術難度極高,全球矚目,「綵排」是必須的。人類首次登月前的最後一次「綵排」,也是唯一的一次「全程綵排」就是阿波羅10號。它把登月全過程走了一遍——除了登月本身。

時間是1969年5月22日。

阿波羅10號指令艙駕駛員約翰·楊拍攝的照片:正在從月球上升的「史努比」號登月艙/NASA

1969年5月22日,阿波羅10號的指令長托馬斯·斯塔福德(Thomas Stafford)和登月艙駕駛員尤金·塞爾南(Eugene Cernan)駕駛著他們的登月艙「史努比」(Snoopy)從環繞月球的軌道下降,一直降到距離月球表面僅有15公里的高度上。

與此同時,約翰·楊(John Young)則留在指令艙「查理·布朗」(Charlie Brown)內,在距離月球表面大約96公里的高度上圍繞月球飛行,等待「史努比」返回。這是為後續的「阿波羅11號」實現人類首次載人登月做全程演習:所有過程都過一遍,除了登月本身。

正在返回的「史努比」號登月艙/NASA

當登月艙下降到距離月面僅剩最後的15公里左右高度時,演練完成,登月艙拋棄下降段,並啟動發動機再次上升,駕駛「史努比」登月艙返迴環月軌道並與「查理·布朗」號指令艙對接。在「史努比」登月艙逐漸靠近時,約翰·楊透過指令艙舷窗拍下了這張照片。

阿波羅10號的這次成功演練確認了首次載人登月所需的硬體,技術與流程的合理性與可靠性,為兩個月後阿波羅11號成功實現人類首次載人登月鋪平了道路。

/阿波羅10號

阿波羅10號任務徽標,這次任務說白了就是為兩個月後的阿波羅11號實現首次載人登月做最後一次「綵排」/NASA

阿波羅10號飛船於1969年5月18日發射升空,抵達一個距離地面大約185公里,傾角32.5度的圓形停泊軌道。在圍繞地球運行一圈半之後,S-IVB火箭引擎二次點火,將飛船速度從每秒7.9公里左右,加速至每秒11.2公里左右,開始朝向月球飛行。

25分鐘後,飛船指令艙/服務艙組合體與登月艙分離並調整對接姿態,重新組合後繼續朝著月球飛行,這一程序與此前阿波羅9號任務期間是一致的,比較成熟了。此行三位宇航員是指令長托馬斯·斯塔福德,指令艙駕駛員約翰·楊,以及登月艙駕駛員尤金·塞爾南。

阿波羅10號發射升空/NASA

在阿波羅10號發射升空3小時後,人類歷史上第一次太空彩色電視直播開始,此時飛船距離地球大約5750公里,直播結束時,飛船距離地球大約1.5萬公里。直播畫面展示了登月飛船組合體在軌道上進行對接調整的過程以及指令/服務艙內的實時畫面。

在發射後大約4小時,阿波羅10號與S-IVB上面級分離,隨後宇航員們開始第二次彩色電視直播;在距離地球大約3.9萬公里時,進行了第三次電視畫面直播,觀眾們可以透過電視看到宇航員視角看到的遙遠的地球畫面;在距離地球大約22.5萬公里時,又進行了第四次直播。

組合體在地月轉移軌道上的重新組合示意圖:可以看到「飛船-登月艙連接器」的鋁板分離,服務艙-指令艙旋轉180度並與登月艙對接,隨后土星五號火箭的第三級與組合體分離/NASA

整個地月轉移飛行過程異常順利,預定的四次中途軌道修正只進行了一次,在升空後第26.5小時進行。在升空大約76小時後,服務艙發動機開機,開始減速制動,切入繞行月球的軌道。大約4.5小時後,引擎再次點火,將軌道調整為一個距離月面大約110公里的圓形軌道,並在這裡向地球傳回了月面彩色電視圖像。

隨後,斯塔福德與塞爾南進入登月艙,開始準備與指令/服務艙分離,分離將在第12圈飛行時發生,屆時距離他們從地球出發已經過去了98小時左右。在升空後大約第100個小時,1969年5月22日,登月艙與指令艙成功分離並短暫地進入一個軌道高度107 X 115公里的停泊軌道。

阿波羅10號的三位宇航員,從左到右:塞爾南,斯塔福德和楊/NASA

隨後,登月艙開始嘗試模擬未來真正要登月的阿波羅11號的月面下降過程:登月艙引擎點火27.4秒,最開始15秒啟動10%推力,剩餘時間啟動大約40%推力。此後,登月艙進入一個高度15.6 X 113.4公里的新軌道。

在這個軌道上,登月艙「史努比」低空飛越了月面「靜海」內的預定著陸點上空。在此期間,「史努比」上的著陸雷達開機,測試其高度估測功能是否正常。至此,測試任務順利完成,登月艙拋棄下降段,上升段發動機點火,登月艙開始上升高度,追趕在月球軌道上等待的服務/指令艙。

阿波羅10號宇航員拍攝的「地球升起」。與阿波羅8號的經典版本有點不一樣哦/NASA

在圍繞月球運行第16圈時,兩艘飛船再次合體。在從地球出發106小時後,組合體調整姿態,拋棄登月艙的上升段。隨後指令艙/服務艙繼續圍繞月球飛行,為返回地球做準備。當運行至第31圈時,發動機在月球背面點火,指令艙/服務艙組合體開始朝向地球飛行。

與出發時一樣,在返回地球過程中,組合體進行了一次軌道修正,當抵達地球附近時,兩艙分離,5月25日,指令艙沖入大氣層,安全濺落在太平洋上。

本次飛行期間,阿波羅10號總飛行時長192小時3分23秒,只比理論計算的時間長了1分24秒!

1969年5月25日,阿波羅10號安全返回地球/NASA

「史努比」~

編者按:

《天文史上的今天》欄目是老嚴的一次個人歷險,試圖通過堅持365天,完整記錄一年中每一個日子在人類漫長的天文歷史中留下的印記。

準備好了。

文/老嚴編輯/懷塵

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