
阿波罗9号乘组人员在飞行前测试期间。NASA。
阿波罗9号于50年前,即1969年3月3日发射,它可能是早期阿波罗任务中最重要但最不受关注的一次。事实上,它对NASA最终的登月目标如此重要,以至于航天局制定了一系列应急任务,以确保在出现问题时能够尽可能多地获取数据。
阿波罗9号的任务不一定光鲜亮丽。指令长吉姆·麦克迪维特、指令舱飞行员戴夫·斯科特和登月舱飞行员鲁斯蒂·施威卡特负责在地球轨道(相对)安全的范围内完成一次完整的登月任务。
在轨道上执行这些发动机点火、航天器分离和对接操作并非易事,更不用说阿波罗9号还将测试太空行走程序和其他乘组因素。正如任务新闻资料袋中所述,阿波罗9号的目标是:
搭载乘组发射完整的阿波罗组合体。这将是土星V号第一次搭载指令服务舱(CSM)和登月舱(LM)以及满员乘组一起发射。在发射配置中,登月舱被收纳在指令服务舱下方,所以这也是登月舱第一次从收纳位置中取出。
载人驾驶登月舱。阿波罗9号实际上是登月舱第二次飞行,但该航天器的第一次飞行是在阿波罗5号任务中,而且那次登月舱没有着陆腿,也没有载人,所以对于整个飞行器来说,仍有许多东西需要测试。
演示月球轨道交会对接活动。这是一个重要的环节。在一次正常的着陆任务中,飞行三天到达月球后,指令长和登月舱飞行员将进入登月舱,然后从指令服务舱分离,进入月球轨道。他们将使用大型下降发动机着陆,停留一段时间,然后通过点燃较小的上升发动机离开月球表面。届时,登月舱内的乘组将负责寻找并与在轨道上等待的指令服务舱对接,以便他们能够转移回将带他们回家的主航天器。与此目标相关的是,阿波罗9号还将进行一次从登月舱到指令服务舱的舱外活动(EVA)转移,这是在月球轨道上两个航天器无法正常对接时的紧急措施。
确定两个航天器上是否有足够的消耗品,即确保两个飞行器都能维持乘组的生命,足以让他们往返月球。

舱外活动转移的艺术家设想图。NASA
舱外活动转移的艺术家设想图。NASA。
这个任务计划不仅十分繁忙,而且风险也很高。当时是1969年3月,距离十年结束只有九个月的时间。这意味着NASA只有九个月的时间来完成肯尼迪总统提出的在十年内登陆月球的宏伟目标。阿波罗10号已经被安排为月球轨道和着陆程序的彩排,紧随其后的是作为首次实际着陆尝试的阿波罗11号。阿波罗12号定于11月发射,以便在阿波罗11号失败的情况下,美国有机会进行第二次着陆。
如果阿波罗9号失败,NASA不得不重做这次首次彩排任务,那么首次着陆尝试就有可能被推迟到阿波罗12号,这将导致在十年结束前无法进行第二次着陆任务。除了在太空中损失乘组之外,阿波罗9号的全面失败可能是NASA在1969年初面临的最糟糕的情况。
为了避免完全失败,NASA制定了一系列应急任务,以便从一次非标准的阿波罗9号任务中榨取最多的经验。这些应急任务的重点是登月舱;阿波罗8号已经证明指令服务舱可以支持月球任务,所以登月舱是最大的缺失环节。
应急任务的设计是在任务时间表中的任何时候,当发生故障时启动,允许乘组和任务控制无缝地切换到备用任务计划。在设计这些备用任务时,NASA确定了十四种可能的故障,这些故障将导致七种备用任务计划之一的启动。
备用A:如果登月舱以某种方式失效,则启动此任务。如果第三级S-IVB火箭未能将航天器送入轨道,指令服务舱的主服务推进系统(SPS)发动机将承担起弥补工作,但由于它在垂直堆叠中的位置较高,这意味着必须首先丢弃登月舱。同样,如果登月舱卡在适配器中,则无法参与任务。这将迫使执行一次全持续时间的指令服务舱任务,并点燃SPS发动机以检查其功能。

鲁斯蒂·施威卡特在执行舱外活动期间。NASA。
鲁斯蒂·施威卡特在执行舱外活动期间。NASA。
备用B:如果SPS发动机和/或指令服务舱和登月舱出现问题,则启动此任务。备用方案是从发射罩中按计划回收登月舱,并尽可能多地进行两个航天器对接的操作,包括舱外活动。
备用C:如果登月舱的下降级(宇航员将用于实际登陆月球的大型发动机)出现任何问题,则启动此任务。在这种情况下,乘组仍然可以按计划进行舱外活动转移并测试登月舱的上升发动机;任务的大部分内容将保持不变。
备用D:如果指令服务舱或登月舱的冷却回路或其他机械问题出现问题,任务将尽可能在尽可能接近原始时间表的情况下,测试尽可能多的原始任务目标。
备用E:如果登月舱下降级或其他冷却、电气或雷达问题出现问题,任务的交会对接目标将被修改或修订为类似“足球交会”的保持位置练习。
备用F:如果登月舱的制导和导航系统发生故障,将取消下降和上升发动机的发动机点火,并用SPS发动机点火和登月舱上升段的保持位置代替。指令服务舱也将主动与登月舱进行交会对接,这是应对登月舱在月球轨道上出现问题时的应急措施。
备用G:登月舱发动机出现问题将取消下降发动机点火和上升发动机交会。取而代之的是,登月舱的大型测试将是上升段发动机的点火。
幸运的是,阿波罗9号是一次非常顺利的任务。虽然有一些通信问题,但都得到了解决。鲁斯蒂·施威卡特出现了相当严重的太空病,几乎取消了舱外活动(在宇航服里呕吐不仅令人作呕,而且宇航员有呕吐物吸入的风险),但他及时适应了失重状态,按计划完成了舱外活动。最终,阿波罗9号的飞行在1960年代结束前帮助NASA登月发挥了关键作用。
来源:阿波罗9号新闻资料袋;NASA阿波罗9号页面。













