The first step on the moon——旅人1969:凯旋与后记

虽然,今天已经距离人类登月50周年纪念日的时间已经过了4天,但我既然打算全程记录“阿波罗11号”始末,自然不可不将宇航员们回家的部分也写上。

不过如同地月转移的过程一般,返航的过程也稍显平淡——窗外的地球开始逐渐变大,月球开始逐渐变小,天地之间的通讯依旧频繁,内容也基本上是一些大大小小的飞行参数,当然,电视直播也是不可或缺的。

起飞后6天3小时47分11秒,地面唤醒了宇航员们。宇航员们收听了一下昨天他们的睡眠状况,以及提醒一下奥尔德林再调整一下生命监测装置。

起飞后6天4小时7分22秒,CSM离开了月球引力圈。

起飞后6天4小时23分13秒,宇航员们收听到了来自地面的午间新闻。

即使登月已经过去了一天,“阿波罗11号”的消息依旧占据着世界新闻的头版头条。尼克松总统在观看全明星棒球赛之后,就将起身乘坐直升机前往“大黄蜂号”航母,“大黄蜂号”航母是回收“阿波罗11号”指令舱及乘员组的主要载具。此外就是一些其它的新闻,甚至包括了休斯顿的天气预报。在听完午间新闻后,宇航员们按例检查了一下飞船的各种参数,并进行调整。地面也上传了一份轨道修正参数表,这些参数将作为返回时中途修正的依据。

起飞后6天7小时34分,地面提出希望宇航员们能帮忙确定一下LEM具体落到哪里去了。在上篇文章中我们稍微提了一下,地面在LEM上升段起飞前30分钟才大概知道他们落到哪里去了,而这个“大概”在地图上就是一个方块的范围。为了较为精确地确定位置,宇航员们需要开动脑子回忆一下自己看到了哪些地标,地面也需要对直播录像进行研究。

不过这些回忆的信息三言两语就说完了,之后宇航员们又闲了下来,顺便把飞船调整入PTC模式,就是前文所说的“烧烤模式”,让飞船均匀受热,减轻环控系统的负担。

在这段时间中,宇航员们尝试给地球拍了张照。

我旅行回来了!

起飞后6天11小时36分16秒,美国进入了晚间。

于是一场电视直播又上演了,此时也差不多到了宇航员们的饭点。

关于宇航员们吃的内容,其实限制比较少,但也是有原则的:首先肯定可以确定的是,宇航员们吃的东西得能够满足他们的能量需求,特别是在月球上搞中到重体力劳动的“月球人”们;其次就是这些吃的得不会对飞船产生危害,比如水不能乱飞,因此所有的饮料都是冲剂,当然气味太大的比如某罐头也是想都不要想的;第三就是得能防腐,舱内的环境人能过得,微生物也能过得。

因此宇航员们的吃食在某种程度上都被处理过,处理手段包括脱水、热处理、制作半干食品等。而能够保持原生态的只有切片面包、花生酱、车达奶酪、果冻以及芥末,而这些食品早在制造过程中就已经实现了不同程度的处理了。

总的来看,宇航员们的食物花样不少,有饮料、早餐、零食、甜品、汤、面包类(包括三明治)以及肉食共7种大类,每个大类中又有6-14中食品,可以说是相当丰富了。(视频大小约416M)

直播吃饭观众上亿https://www.zhihu.com/video/1136014877750706176

比如奥尔德林手里拿着的罐头,我有理由认为里面是一道硬菜。

在他们17分钟的电视直播完毕之后,又是天地在线陪聊时间,这段聊天大概持续了4个小时,最后地面上传了一份再入数据,这份数据将决定宇航员们能否安全回家。不过基本的参数还是跟以前差不多,就不再赘述了。

起飞后6天17小时28分,宇航员们陆续进入睡眠状态。

在宇航员们睡觉的时候,起飞后7天2小时24分,他们飞过了一半的地月距离。

起飞后7天3小时,宇航员们又从睡梦中被叫了起来。自从月面返回后,他们的作息改变了一下,变成了凌晨睡觉中午起床的模式。

睡眼惺忪的他们需要干的第一件事情就是再更新一遍再入参数。由于飞船测控、运行状态、大气等因素,这些误差会不可避免,有时候需要多更新几次数据。虽然这点误差很小,但差之毫厘谬以千里,最后出了点误差,让一等人二等人多跑路也不是很好。

今天的工作跟昨天差不多,也是白天看看数据晚上做做直播。

起飞后7天9小时31分52秒,地面上的人们收到了来自“阿波罗11号”内部最后拍摄的电视画面。下一次人们看到“阿波罗11号”,得是由外头的人来拍了。(视频大小约38M)

舱内最后一次直播(有字幕)https://www.zhihu.com/video/1136306352052838400

起飞后7天9小时44分24秒,直播结束。

在之后的一段时间中,宇航员们又检查了一下再入的程序,做了相应的准备。

起飞后7天14小时8分,宇航员们开始陆续进入睡眠状态。今天宇航员们的生物钟又被拨了回来,因为再过半天,他们就回家了。虽然此时飞船距离地面还有13万公里,但在地球的作用下,飞船的速度越来越快,剩下的旅途很快就能走完。而此时,麦克唐纳天文台也观测到了阿波罗11号的踪迹。

起飞后7天21小时28分35秒,地面最后一次唤醒了宇航员们。

在一如既往的早间新闻以及早餐之后,起飞后7天23小时48分46秒,宇航员们收到了最终版的再入参数。此时飞船距离地球已经不足5万公里了。

在再入前最后的几个小时中,宇航员们与地面进行了在太空的最后的交流,包括回收小组的位置,通讯天线的预设等等。当然,为了平复宇航员们紧张的心理,担负地面沟通任务的后备宇航员们还跟宇航员们互相开玩笑。不过很不幸,他们碰到的是吉姆·洛威尔,一个冷笑话爱好者。洛威尔说:“我想说明的一点是,你们的任务最困难的部分是在回收之后。还有,别在关键的时候打喷嚏。”(指隔离以及之后的各种庆祝活动)

起飞后8天2小时5分4秒,距离再入大气层已经不到一小时了。

“阿波罗”飞船的再入轨道的近地点在40km的高度。这样设置的好处,玩过某魔法游戏的都知道,就是可以延长部分再入时间,减少过载。再入角度一般为-6.5°左右,但这个角度需要比较精确,(角度的绝对值)稍小了就会导致减速不足而逃出大气层,稍大了就会导致飞船迅速再入从而焚毁。

不考虑大气情况下的椭圆轨道
考虑大气后的实际轨道

同样的,指令舱在再入的过程中将产生一定的升力,同样也可以延长一定的再入距离。指令舱的升阻比(升力/阻力之比)为0.37,故算是半弹道式再入。实现半弹道式再入的方法不仅可以靠飞船的外形实现,其内部的质量分布也可以改变飞船的升力方向。重的部分朝上,也可以产生向上的合作用力。

但由于飞船再入的速度实在是太快,即使采用了半弹道式再入,依旧会产生很大的过载,因此在如今的月球返回器的设计中,新的再入方式将得到应用,比如2014年“嫦娥五号T1”则采用了“打水漂”的办法,利用稀薄大气与较稠密大气之间形成的分界面,进一步延长了载入距离。

起飞后8天2小时17分,地面向飞船发送了再入角以及过载的预告讯息,飞船预定的再入角度为-6.48°,最大过载则达到了6.3g。随后地面发送了着陆区域的天气预报,天气状况很好。

起飞后8天2小时49分2秒,服务舱与指令舱分离,此时飞船距离地面已经不超过5000km。宇航员们已经准备就绪,即将投入大地母亲的怀抱中。

仅存的指令舱正按照预定的轨道,以越来越快的速度飞向地面。

起飞后8天3小时3分6秒,指令舱越过了122km的再入界面,飞船开始骤然受热。

起飞后8天3小时3分26秒,指令舱快速下降压缩着大气,产生激波与高温,如此高的温度让指令舱周边的空气发生了电离,屏蔽了无线电通讯。也就是说,宇航员们进入了“黑障区”,但指令舱成为了这黑障区中炽热的光点。

为了更好地让地面上的人们观看舱外的情景,宇航员们还很贴心地把摄像机打开了。值得注意的是,即使舱外是近3000℃的高温,指令舱内部却还是在13℃左右。(视频大小约121M)

再入大气层https://www.zhihu.com/video/1136322506053963776

再入后3分51秒,起飞后8天3小时6分57秒,指令舱越过了黑障区。

再入后4分54秒,起飞后8天3小时8分10秒,高空巡弋的测量飞机发现了下降中的指令舱。

再入后8分16秒,起飞后8天3小时11分22秒,夏威夷的测控站报告与指令舱实现了通讯。

再入后9分1秒,起飞后8天3小时12分7秒,指令舱打开了引导伞。

再入后9分25秒,起飞后8天3小时12分31秒,阿姆斯特朗与地面取得联系,报告了经纬度。

再入后10分16秒,起飞后8天3小时13分22秒,指令舱在地面3km打开了主降落伞。

再入后15分29秒,起飞后8天3小时18分35秒,1969年7月24日12时50分35秒,“阿波罗11号”的指令舱溅落在太平洋的预定海域,具体位置为北纬13°19',东经169°9'。

“阿波罗11号”的飞行任务正式结束,任务时间定格在了195:18:35。

地面控制中心已经成为了欢乐的海洋,美国人等了这一刻已经太久太久了。

抽雪茄是庆祝任务成功的重要传统

虽然“阿波罗11号”的飞行任务已经结束了,但后续的回收工作还需要进行。很快,从“大黄蜂”上起飞的代号“Swim 1”海王直升机便从附近的空域赶到。直升机上的成员们在刚才也亲眼目睹了指令舱溅落这一伟大的时刻。“Swim 1”的代号表明这架直升机上装载着蛙人,蛙人将负责将宇航员送出,并协助稳定指令舱。

溅落的指令舱

上图的这张照片由随后赶来的代号“Photo 1”的直升机机组拍摄。“Photo 1”顾名思义,它就是用来拍摄的。跟着一起来的还有代号为“Recover 1”的直升机,不过它携带了生物隔离服。原因是当时的人们担心月球表面会有一些未知的微生物,为了防止可能的污染,宇航员需要套上隔离服,之后就由“Recover 1”送回去。

这个指令舱溅落的时候底朝天了(即稳定状态II),不过没关系,在指令舱顶部有三个气囊,在充气完毕之后即可将指令舱正过来(级稳定状态I),同时,指令舱底部也有气囊以进一步提升浮力。

顶部气囊的布置方向与摆正流程

这样的气囊充满气需要6-8分钟。在指令舱进入稳定状态I后,“Swim 2”直升机也抵达了。

很快,蛙人们陆续进入水中,接近指令舱,同时有充气小艇放下,一位名叫哈特博格的蛙人将生物隔离服送入舱中,随后舱门关闭,宇航员们需要先穿上隔离服再出来。当然由于哈特博格本身也可能与宇航员们接触,因此他也穿上了生物隔离服。

在宇航员们套上生物隔离服之后,他们从舱内爬出,坐在了充气小艇上。

所以这就是有4个“小绿人”的原因

1969年7月24日下午1时53分,这些宇航员被送上“Recovery 1”,并转运到“大黄蜂号”航母上。再之后,他们被送入了一个可移动的生物隔离舱进行一段时间的隔离。而尼克松总统也已经等候多时了,他热情地朝这些英雄们挥手,并隔着厚厚的玻璃窗祝贺了他们。

正在从直升机上进入隔离舱的宇航员们

而“大黄蜂号”航母也很快按照预定航线赶到了指令舱的溅落地点,在1969年7月24日下午3时58分将指令舱回收。内部的月壤样品与各种影像资料也随之得到回收,并在后来的岁月中得到了精心研究与保存。

回收指令舱
回收月壤样本

随着乘员、运载工具与月壤样品的成功回收,"阿波罗11号”任务至此圆满结束。

Reference:

APOLLO BY THE NUMBERS: A Statistical ReferenceApollo 11 Flight JournalThe Project Apollo Image GalleryApollo Command and Service Module Documentation


大家好,这里是笔者。

“The first step on the moon”系列文章今天就要宣告完结了。

从5月26日预告开始,一直到今天(7月24日),已经过去了足足⑨周。这⑨周中,除了短短的预告之外,诞生了⑨篇正文。它们分为3个系列:“土星五号”,“飘上月球,不朽之船”以及“旅人1969”。每个系列又有3篇文章,当然,原谅我题目中的东方NETA。

这⑨篇文章接近⑨万字,大概相当于一篇博士论文+一篇硕士论文的字数要求了。要是学术委员会只看字数的话,或许我已经博士毕业了吧。(笑)

此时我敲出这些文字的时候,我想到的是过去⑨周以来,我写文章的一些事情。

这⑨篇文章参考了NASA的各种出版物,得益于NASA历史文档的透明公开,我得以接触到至少⑨个系列的出版物,参考内容至少⑨00页,系列文章正是基于这些资料翻译的。

不过没想到的是,我居然真的能坚持足足⑨周,没有TJ。虽然我曾经一边敲着字,一边在暗暗后悔当初不应该在酒精的作用下竖flag,搞得自己几乎全部的休息时间都用来撰写这些内容,而且还没稿费,赚不到一分钱。不过后来还是觉得,自己做的东西还是有那么点意义的。

毕竟,纪念日不常有。而且,只要你们在看,我就很心满意足了。

如果非要说有什么好处的话,大概是我再也不会为写各种东西凑不够字数而发愁了。而且,连续⑨周,每天都要大量阅读英文资料,也会有一定的帮助,大概。

如果说有什么感慨的话,大概有两点。

第一点是我对50年前人们的精神所感染。那个时候,全球,不管是中国(两弹一星),美国(航天竞赛),苏联(航天竞赛),还是别的什么国家也好,都是那么地朝气蓬勃。每个国家都有每个国家的大国工匠,每个国家都有每个国家的大国重器,每个国家都有每个国家的大国风貌。站在今天,我依旧能从这些上了年纪的出版物中感受到那种精神的存在。

第二点则是我对史料的详尽程度的惊叹。每份参考的出版物,背后都有大量的备忘录、工作文档、回忆录支撑,这些内容全方位地还原了“阿波罗计划”的方方面面。我这⑨万字,只能算是九牛一毛。确切的说,仅仅是小部分翻译了这些内容,我居然还能获得相对比较高的评价。这不是我的功劳,是这些专著们编者的功劳。

此外,由于个人能力(主要包括阅读能力与知识储备)以及精力(主要包括工作与生活)的限制,本系列文章也很可能有疏漏乃至错误之处,希望更专业人士能够予以批评指正。目前感谢知友 @亚历山大朱可夫@砸场子 指出的一些问题,本系列文章将在今后继续修改,如果有问题被指出的话。

站在今天的历史节点上,我们回望人类登月的丰功伟绩,感叹科学技术的神奇。

未来,月球上会更热闹吗?从长远来看是一定的,我们期待着那一天的到来。

最后以一张照片作结吧。1969年8月10日,“阿波罗11号”乘员组们结束了半个多个月的隔离,之后的一段时间,则是盛大的环美游行庆祝活动。

我相信,我们终有一日也能够实现梦想,鲜花与掌声将遍布神州。

“The first step on the moon”系列文章就此全部完结。

感谢您一直以来的关注与厚爱。

Next dream……

来源:知乎 www.zhihu.com

作者:天才琪露诺

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