从月海转向弗拉毛罗高地

阿波罗14号的核心科学目标,是调查月球弗拉毛罗地层,采集岩石和月壤,部署月面实验,并拍摄以后可能探索的地点。该区被认为保存了与雨海盆地形成有关的喷出物;年轻的锥形陨坑又可能把覆盖层下的物质翻到地表,因此具有不同于早期月海着陆点的研究价值。

美国国家航空航天局安排艾伦·谢泼德任指令长、埃德加·米切尔驾驶登月舱,斯图尔特·鲁萨负责指令舱。前两人在月面工作时,鲁萨继续在轨道上摄影和执行科学任务,地面人员则通过通信、跟踪与遥测支持两处活动。

参考:[1] [2]

事故后的改装与发射

阿波罗13号故障后的改进直接进入本次飞船设计。任务报告列出第三个低温氧箱、隔离阀和备用电池等新增设备,氧箱内部也取消风扇并改变布线。这些修改既为氧气供应增加隔离和备用能力,也要求重新检查电力与环境控制系统之间的联系。

1971年1月31日21时03分左右,土星五号从佛罗里达肯尼迪航天中心发射;时间在此统一采用格林尼治时间。恶劣天气使发射推迟约40分钟。飞船进入赴月轨道后,对接装置出现困难,直到第六次尝试才完成对接,乘员检查后才继续飞行。

参考:[1]

抵月与着陆中的地面协作

飞船于2月4日进入月球轨道,2月5日约09时18分在弗拉毛罗高地着陆。到达环月轨道与真正接触月面是两个独立阶段;鲁萨留在轨道,谢泼德和米切尔下降。

下降前,中止开关故障曾向计算机送出未经乘员操作的中止信号。地面与乘员共同处理,以输入程序的办法抑制对异常信号的响应;着陆雷达的量程问题则通过重新接通电路排除。任务能够完成,依赖对遥测异常的辨认和及时调整操作,并非设备始终没有出错。

参考:[1]

两次出舱与行进安排

两次月面出舱分别安排在2月5日和6日。第一次重点是卸载、安装阿波罗月面实验装置及采样;第二次向锥形陨坑附近作地质考察。新携带的手拉式模块化设备运输车用来运送工具和样品,地形起伏及定位困难仍限制了行进效率。乘员带回约43公斤月球物质,照片和现场描述为样品提供了地点背景。

2010年杰西卡·马尔克斯将首次出舱的计划与实行情形逐项比较,发现实验卸载、连接和选址造成明显延误。谢泼德摄影时还须配合米切尔的主动地震操作,在激发信号时停步,避免活动干扰。这说明两名航天员同时工作,也可能因同一实验的要求而互相等待。

参考:[1] [2] [3]

把现场操作转化为地震资料

主动地震实验由斯坦福大学的罗伯特·科瓦奇、汤姆·兰德斯及北卡罗来纳大学的乔尔·沃特金斯等研究者开展。乘员沿线布设三只检波器,并用手持激发装置制造信号;地面的分析者再用到时与距离估算浅层结构。1971年初步科学报告给出表层纵波速度约104米每秒、下伏层约299米每秒,并据此估计当地松散表层厚约8.5米。

这些是着陆区浅部的初步解释,不是整个月球具有同样层厚的证明。被动地震仪则与相距约181公里的阿波罗12号台站形成联测条件,两站都记录到14号登月舱上升段受控撞月的信号。已知人为事件帮助研究者比较传播特征,月面设备由此成为持续观测网络的一部分。

参考:[2]

返航与成果的限度

2月6日,登月舱上升段起飞,与轨道中的指令舱重新对接,转移人员和样品;2月9日约21时05分,指令舱在太平洋溅落。从发射到结束约九天,而月面停留只占其中约33个半小时。着陆、月面离开和地球返回各有不同的工程任务。

任务留下的成果包括返回样品、轨道摄影、地球物理测量和现场操作记录。初步科学报告明确说明,样品与大量数据仍待检验,解释可能随着分析改变;后来对出舱时间安排的研究也提醒,科学目标必须与安装设备、行进、通信及人员协调所需时间一起设计。

参考:[1] [2] [3]