如果一切按计划进行,美国国家航空航天局的第三次登月任务本应部署一组科学仪器,并带回人类首次月球高地之旅的样本。然而,就在这个月前的50年前,阿波罗13号“遇到了问题”。
一个在离开地面之前就已在不知情的情况下损坏的氧气罐在前往月球的途中爆炸,使载有宇航员吉姆·洛弗尔、弗雷德·海斯和杰克·斯威格特的宇宙飞船瘫痪。在瞬间,1970年4月的这次任务的优先事项从扩展关于地球天然卫星的知识转变为安全地将机组人员送回家。
“我们说,‘哦,我的上帝,登月计划取消了,’”阿波罗13号的指挥官洛弗尔回忆道。“我们仍然有一个良好的燃料电池,它提供了足够的电力将我们送回地球。但是燃料电池所需的氧气正在从我们宇宙飞船的后端喷出。”
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快速评估情况并遵循地面工程师团队的指导,机组人员开始着手关闭指令舱并启动登月舱以充当救生艇。

一群飞行控制人员聚集在一起,讨论如何将受损的阿波罗13号宇宙飞船的机组人员安全带回家的挑战。图片来源:美国国家航空航天局
“在执行这些任务之一之前,你必然会假设你不会回来了,”阿波罗13号的登月舱驾驶员海斯说。“我不知道百分比——有多少几率。这是一个与许多挑战作斗争的问题,并且[希望]地面上,在任务控制中心工作的人,会找到答案。”
阿波罗13号使用宇宙飞船上仍在运行的东西——也就是本应将洛弗尔和海斯送上月球的火箭发动机——被置于“自由返回”轨道上。绕过远月面,月球的引力将提供宇航员返回地球所需的加速度。
洛弗尔之前曾去过月球——他是两年前阿波罗8号任务中首批进入月球轨道的三人之一——但这次旅程是海斯和斯威格特第一次近距离看到环形山表面。作为指令舱驾驶员,斯威格特接受过从高空拍摄这颗天然卫星的训练,包括使用一种以前从未飞行过的新型大画幅地形相机。但是,由于机组人员的生存重任压在每个人的心头,任务的科学目标不再是优先事项。
“飞行计划被扔进了废纸篓。杰克和我都拿出了相机,拍了很多照片。我们主要以游客的兴趣拍摄它们,”海斯说。“俯视月球,我们可以看到弗拉·毛罗,我们计划着陆的地点。”

齐奥尔科夫斯基环形山,由阿波罗13号宇航员在1970年4月绕过月球背面时拍摄。图片来源:美国国家航空航天局
与为阿波罗11号和阿波罗12号着陆选择的地点不同,后者都位于月球月海或“海洋”的平坦玄武岩平原上,弗拉·毛罗高地以低矮的山脊和大型山丘为特征,提供了探索全新类型的月球地形的机会。该区域引起了地质学家的特别兴趣,因为预计地表上的大部分物质都是从附近的锥形陨石坑挖掘和喷射出来的。
海斯第一次看到弗拉·毛罗本应是一个激动人心的时刻:在正常情况下,这将是对未来事物的惊鸿一瞥。相反,眼前的景象立即提醒了他将无法实现的目标。“在那时,这并不是一种压倒性的情绪。这只是我们无法像我们训练和出发去做的那样做的失望感的延续,”他说。
如果没有发生爆炸,洛弗尔和海斯本应降落在月球表面并进行两次月球行走,包括徒步前往锥形陨石坑的边缘。这两位宇航员不仅接受了广泛的训练,以捡起月球岩石并穿越他们的着陆点,还接受了部署仪器的训练,以便“收集和中继关于月球物理和环境特性的长期科学数据到地球,至少一年”,正如美国国家航空航天局的飞行前新闻稿所写。
一些硬件与之前两次登月任务中使用的设计相同。例如,阿波罗11号和阿波罗12号都留下了地震仪来测量流星体撞击和“月震”。(阿波罗12号的地震仪,像阿波罗13号的一样,由核放射性同位素温差发电机或RTG供电,这在后一次任务结束时引起了处置问题。)其他科学工具计划首次使用。
“我们在飞行中独有的一个,直到阿波罗15号才再次飞行,是电动钻,”海斯说,指的是热流实验的一部分,该实验要求在月球表面钻探几米以收集岩芯样本。(事实证明,考虑到月球风化层或土壤堵塞钻头的趋势,海斯可能遇到了与阿波罗15号机组人员后来遇到的相同困难。)

在1970年1月的一次训练演习中,身着宇航服的阿波罗13号宇航员吉姆·洛弗尔(左)和弗雷德·海斯使用电动钻进行训练,为他们命运多舛的月球表面任务做准备。图片来源:美国国家航空航天局
阿波罗13号上的其他月球科学包包括一个带电粒子实验,该实验本应测量太阳风在月球环境中的影响;一个冷阴极规实验,用于量化其稀薄大气层中的密度和温度变化;以及一个尘埃探测器。“我认为如果我们着陆了,如果我们从一开始就没有遇到问题,我认为我们为之训练的科学工作将会实现,”洛弗尔说。
最终,机组人员确实安全回家了(斯威格特后来于1982年死于癌症)。由于没有机会勘测弗拉·毛罗地区和部署月球表面实验,美国国家航空航天局的项目主管建议将阿波罗13号任务视为“不成功”。但并非所有科学成果都丢失了。
当宇航员返回家园时,将他们从地球上助推升空的火箭段被有意引导撞击月球。由此产生的撞击,由阿波罗12号部署的地震仪测量,以相当于超过10公吨TNT的能量撞击了月球表面。收集到的数据为这颗天然卫星的成分提供了新的见解,反过来,这为未来的登月任务及其实验包提供了信息。
在搁置了所有的训练和科学目标之后,任务控制中心传来助推器撞击成功记录的消息,这激发了洛弗尔的回应。“好吧,至少这次飞行中有些东西奏效了,”他向地球发回无线电。