史上首次太空危機!雙子星8號失控旋轉 阿姆斯壯緊急救援立大功

▲▼NASA太空人司考特(右)與阿姆斯壯(左)。(圖/達志影像/美聯社)

▲NASA太空人司考特(右)與阿姆斯壯(左)。(圖/達志影像/美聯社)

作者:王立楨

摘自:遠流出版《星際先鋒:美國衛星製程總工程師解密7宗太空意外事件》

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●精選書摘

一九六五年十月二十五日上午十點整,一枚擎天神火箭(Atlas)由美國佛羅里達州卡拉維爾角(Cape Canaveral)發射升空。火箭的頂端裝載的是愛琴娜銜接目標器(Agena Target Vehicle),這是美國太空總署為了阿波羅登月計畫的太空銜接(Space Docking)程序,所做的第一次試驗。愛琴娜銜接目標器將在地球軌道中與稍後發射的雙子星六號(Gemini 6)太空船進行四次不同狀況下的太空銜接。

在三度空間裡,將兩個快速運行中的物體進行銜接,有著極大的風險。所以即使飛機的空中加油技術經過軍中數十年的演練,已經達到幾乎完美無缺的境界,但是民航機卻從不嘗試,就是因為如果有「萬一」的情況發生,那絕對是沒有一家航空公司可以承擔的後果。

既然連飛機的空中加油都無法保證安全,為何太空總署還要在太空中進行風險這麼大的嘗試呢?

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原因是,若要將任何太空載具射入太空,都需要推力巨大的火箭,可是如果太空載具的重量或體積超過現有火箭的運送能力,就必須將那些載具分成幾個部分,分別用多個火箭送上太空,然後在太空中再將那些部分重新組合。因此太空銜接在太空探險的過程中是相當重要的一部分。

太空船與太空船的連結

愛琴娜銜接目標器在一九六六年三月十六日上午九點由卡拉維爾角順利發射升空。雙子星八號接著在十點四十一分也升空,並於六分鐘之後進入太空軌道。

為了追上先發射的愛琴娜,雙子星八號先是進入低層的軌道。經過三次加速,雙子星八號在雷達上看到了愛琴娜銜接目標器。這時雙子星八號在愛琴娜下方十五浬(二十七公里)的軌道上,兩艘太空船相距約一百七十九浬(三百三十公里)。

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又過了一陣子,阿姆斯壯由他前面的小窗戶往外望,一個微小的光點就在他前上方不遠處出現。他知道那就是愛琴娜了。根據雷達所顯示的資料,這時兩者之間還有七十六浬(一百四十一公里)的距離。當雙方接近到只有五十五浬(一百零二公里)時,阿姆斯壯將太空船交給電腦控制。由電腦操控著雙子星八號由低層軌道逐漸升高,對著愛琴娜接近。

等到雙方接近到一百五十一呎(四十六公尺)時,阿姆斯壯解除電腦控制,自己繼續用目視及手動控操縱著太空船向愛琴娜接近。當兩者接近到五十呎(十五公尺)時,他停止前進,先圍著愛琴娜飛了一圈,確定它的外表並沒有被隕石擊傷,然後他開始小心翼翼地操縱著裝設在太空船身四周十幾個微型火箭操縱器,對著愛琴娜的銜接口以每秒八公分的速度接近。

這時在他的感覺上就像是在地面飛模擬機的情形一樣,因為太空船的反應與模擬機的反應幾乎完全相同!他真是感謝那些設計模擬機的工程師及科學家們,能將從沒有人經歷過的場面模擬地那麼逼真。

▲司考特(左)與阿姆斯壯(右)坐在雙子星8號太空船上。(圖/達志影像/美聯社)

綠燈亮起,完美銜接

雙子星八號的銜接器慢慢地對著愛琴娜的銜接口接近,阿姆斯壯目不轉睛盯著儀錶板上的指示,緩緩將銜接器伸入愛琴娜的銜接口內。幾分鐘之後,一聲輕輕的「喀、隆」傳來,儀錶板上銜接成功的綠燈隨即亮起,表示雙子星八號銜接器內的鎖已伸入愛琴娜銜口內,並已鎖妥,所有電力接頭也已接上鎖緊,兩具太空船已完全結為一體。有史以來第一次兩艘太空船在軌道中的銜接,就在阿姆斯壯的小心操作下圓滿完成。

成功銜接之後,司考特先是按照太空總署的測試計畫,查看兩具太空船之間的系統是否都已互通,然後他在雙子星八號內經由接合的電力系統,啟動愛琴娜電腦中的一個程式,由愛琴娜的自動操控系統帶動兩具太空船的結合體向右轉九十度。

就在開始向右緩緩轉動的時候,阿姆斯壯及司考特兩人都感覺到太空船持續向右滾動,並沒有停止。阿姆斯壯一開始以為是向右轉的慣性導致太空船持續向右滾轉,所以他利用雙子星八號的反向火箭止住了滾轉。不過他一旦把反向火箭停止,太空船立刻又回復向右滾轉。

當時向右滾轉的速度不是很大,但阿姆斯壯覺得這種狀況不正常,他應該立刻將雙子星八號與愛琴娜分開。他怕萬一愛琴娜的機體在滾轉所產生的應力下破裂,機體內的燃料很可能會外溢後被助燃劑引爆。因此將兩艘太空船分開,是眼前的上上策。

致命的異常滾轉

阿姆斯壯將這決定告訴司考特,並表示他將先設法停止太空船的滾轉,請司考特趁著停止滾轉的時候,立刻將雙子星八號與愛琴娜分離。

阿姆斯壯啟動向左滾轉的火箭,這股力量與向右滾轉的力道中和,使兩艘太空船緩緩停止了向右的滾轉。就在完全停止滾轉的那一霎那,司考特按下脫離的按鈕,雙子星八號銜接器內的鎖頭很快的縮回艙內。當儀錶板上的綠燈轉為紅燈之際,他隨即將脫離的微型火箭啟動,雙子星八號也快速地向後退出。

阿姆斯壯原本認為與愛琴娜分開後,自己所在的雙子星八號將會停止滾轉。沒想到在分開的那一瞬間,雙子星八號再度開始向右滾轉,而且滾轉的速度比原先還要大,高達每秒轉動二九六度,幾乎是每秒鐘就自轉一圈!

阿姆斯壯由小窗外望,只見黑暗夜空中的幾顆星星不斷地在眼前轉動,儀錶板上的狀態儀也一直地像風車似的在滾轉。雖是在這乾坤翻轉的狀況下,阿姆斯壯卻是異常冷靜,他根據情況判斷,一定是雙子星八號的一個向右的微型火箭卡在「開」的位置上,持續噴發,使得雙子星八號不斷滾轉。

原先兩艘太空船銜接在一起的狀況下,是愛琴娜的巨大質量拖住了雙子星八號,使滾轉的速度沒有那麼大。因此當愛琴娜脫離之後,雙子星八號的滾轉速率立刻加快。在這種情況下,解決問題的根本之道,是將那個卡在「開」的微型火箭關掉。然而在快速的滾轉當中,他根本沒有時間去找出到底是哪一個微型火箭卡住了。

阿姆斯壯必須想出其它方法來解決這個問題。

關掉總開關

就在那電光石火的霎那,阿姆斯壯伸手將操控系統微型火箭的總開關關掉,這樣不管是那一個火箭被卡住,都會在那一瞬間被關掉。

不料在導致滾轉的火箭被關掉後,太空船卻沒有停止滾轉,牛頓的慣性定律在幾百年前就將這個情形解釋得非常清楚:除非有反向的力量加入,太空船將不會停止滾轉!

在關掉「操縱系統」微型火箭的總開關之後,阿姆斯壯隨即將「重返系統」的向左滾轉的微型火箭啟動,這個反向的力量終於停止了雙子星八號的向右滾轉。

阿姆斯壯的這個動作真是神來之筆,因為操控系統的微型火箭與重返系統的微型火箭具有同樣的功能,但是卻分屬兩個不同的系統。這完全是因為阿姆斯壯對雙子星八號的系統有著深入的了解,才能在這緊要關頭做出正確的決定。

雙子星八號雖然停止了滾轉,卻引起了另一個問題。那就是根據太空總署的緊急程序,重返系統的微型火箭一經啟動,不論啟動時間多短,太空船都必須立刻重返地球。

▲在俄亥俄州阿姆斯壯航空與航天博物館(Armstrong Air & Space Museum)展出的雙子星8號太空船。(圖/達志影像/美聯社)

臨時決定新的下降地點

雙子星八號原先的計畫是在太空中停留四天,任務完畢後重返地球的下降地點是在大西洋,海軍早有接應艦隊在下降地點附近待命。而發生意外的時候,雙子星八號僅在太空中停留了八個多小時,如果即時重返地球,將無法落在大西洋的原先預定下降地點。

太空總署很快的算出當時最近的一個備降地點,就是位在太平洋中琉球東南方約四百三十浬處的某一點。如果選擇在那裡下降,雙子星八號必須在軌道中再多繞一圈。雙子星八號指揮官阿姆斯壯覺得太空船本身並沒有任何立即的危險,多繞一圈並無大礙,於是同意在該點下降。

當時美國海軍在太平洋備降點附近海域,具有回收太空船能力的船隻是驅逐艦梅森號(USS Leonard F. Mason)。這艘軍艦雖說是在「附近」,其實也在一百多浬之外,要五個多小時才能趕到。美國海軍接到太空總署的請求,立即下令該艦「火速」前往太空船預定下降地點。

一個多小時之後,雙子星八號在中國大陸上空啟動重返系統的減速火箭,讓太空船開始離開軌道下降。
眼看梅森號軍艦無法在太空船落海之前趕抵現場,美國空軍於是由琉球的嘉手納空軍基地派出一架C-54,帶著搶救人員先行前往太空船預定下降地點。

雙子星八號進入大氣層,下降到一萬呎左右高度時,在太空船頂部的三個巨大的降落傘自動打開,紅白相間的傘蓋成了很明顯的指標。C-54的飛行員很容易就看到了下降中的太空船,在雙子星八號落海的時候,飛機正好飛到它的上方。

三位訓練有素的海上救難隊成員由C-54上跳傘而下,落到雙子星八號太空船附近。他們先將飛機上投下的膠皮浮囊充氣,再扣掛在太空船四周,避免太空船下沉,然後才將太空船的艙門打開。坐在裡面的兩位太空人經歷了有史以來第一次的太空危機,終於安全地回到地球。

阿姆斯壯回到休士頓太空中心,對著一群科學家及工程師們做任務歸詢時,以非常專業的口吻將當時的狀況及他的判斷和反應仔細解說。即使面對一些科學家所提出的尖銳問題,他也不急不徐的以他對系統的了解及飛行的經驗來回答,使得所有在場的人都認為他在這次事件中的反應及處置是「無懈可擊」。

司考特也在任務歸詢時說:「他(阿姆斯壯)真是很厲害, 也非常了解雙子星八號的系統。在如此極端緊急的情況下,他能很快地想到解決問題的方法,是整個事件化險為夷的主因。那天我能與他一起飛行是我的運氣。」

雖然沒能找出故障的真正原因,阿姆斯壯在這事件中的冷靜及快速反應給太空總署的高層留下了深刻印象。或許,後來決定由他擔任人類首次登陸月球任務的指揮官,使他成為第一位踏足月球表面的人,與這次事件有著相當大的關係。

★ 本文經遠流出版授權,摘自《星際先鋒:美國衛星製程總工程師解密7宗太空意外事件》。

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