第二次载人登月,要把落点选得更准
阿波罗12号是美国国家航空航天局(NASA)的第二次载人月球着陆任务。与阿波罗11号主要验证人能登月并安全返回相比,它把精确着陆、系统采样和长期月面观测进一步结合。目标设在风暴洋的勘测者3号无人探测器附近:若能落到预选区域,宇航员就可按计划调查地质,并取回已在月球暴露两年多的人工材料。
乘组由指令长查尔斯·康拉德、指令舱驾驶员理查德·戈登、登月舱驾驶员艾伦·宾组成。康拉德和宾负责月面工作,戈登留在月球轨道执行指令与服务舱任务。科学分析还依赖地面团队,例如拉蒙特—多尔蒂地质观测所的加里·莱瑟姆等人研究地震记录,喷气推进实验室的康韦·斯奈德、道格拉斯·克莱和玛西娅·诺伊格鲍尔承担太阳风谱仪研究。
沿用成熟构型,修改真正暴露的问题
任务延续土星五号火箭、指令与服务舱和登月舱组成的系统。1970年任务报告指出,火箭与阿波罗11号相比没有重大变化,飞船主要作针对性改进:指令与服务舱重新安排部分接线以避免中止系统的单点故障,并改进供水与气体分离装置;登月舱则减轻部分结构重量,同时加强相应承载部件。
月面停留时间延长,也改变了乘员用品。登月舱增设两张吊床,便携生命保障系统补水装置和搬运器材得到改进,彩色摄像机取代先前的慢扫描黑白摄像机。完整的阿波罗月面实验设备组取代阿波罗11号所携早期实验包,装置运抵月球后要由宇航员搬运、展开,并连接中央站和电源。
参考:[1]
发射中的雷电与继续飞行的判断
1969年11月14日16时22分,飞船从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射。本文具体时刻均采用格林尼治时间。起飞约36.5秒和52秒时,飞行器先后卷入两次雷电放电。任务报告把首次放电描述为经飞行器通向地面的云地放电,第二次为云间放电,说明发射环境与飞行器本身共同构成了风险。
首次放电使燃料电池与飞船电源汇流排断开,并造成九项测量通道损失;第二次使惯性平台失去参考,两次都短暂影响通信。进入地球轨道后,乘组与地面特别检查各系统,才继续执行奔月任务。飞船没有因此中止飞行,并不意味着雷电毫无损害,也不能把后续检查从这次成功的经过中省略。
到达月球、精确落地与两次出舱
11月18日03时47分,飞船开始月球轨道插入机动;11月19日06时54分,登月舱在风暴洋着陆。按任务报告的测定,落点距勘测者3号约535英尺,即约163米。下降主要由自动制导完成,最后阶段辅以人工修正。这种能力使探险路线能够围绕预先指定的目标安排,而非落地之后才完全重新决定。
康拉德和宾进行了两次月面舱外活动,合计约7小时46分钟。第一次部署实验并采集样品,第二次沿地质考察路线观察陨石坑、拍摄采样位置,并前往勘测者3号。彩色摄像机在意外朝向太阳后失去工作能力,月面电视转播未能按计划延续,但照相、取样和其他科学工作继续进行。
把地质样品和连续观测带入同一任务
乘组带回约34千克月球物质,包括岩石、表层土壤和土芯管样品,并拆回勘测者3号的摄像机、取土铲及部分管件,供研究月球环境对人工材料的长期影响。初步科学报告发现,这批岩石以结晶岩为主,玄武质火成岩的结构和矿物组成存在变化;与阿波罗11号样品比较,可以研究不同月海地点的共同特征及差异。
留在月面的实验设备包括被动地震仪、磁强计、太阳风谱仪、超热离子探测器及相关冷阴极规。磁强计测得落点附近约36伽马的稳定磁场;登月舱上升级受控撞月后,地震仪记录到持续约一小时的信号。仪器把载人停留后的月球环境也纳入观测,但1970年报告明确强调结果属初步分析,不能把当时的所有解释当作最终结论。
乘员返航后,资料分析继续
11月20日14时25分,登月舱上升级离开月面,随后与轨道中的指令与服务舱会合对接。人员和样品转移后,上升级被抛离并受控撞月。11月21日12时49分开始返地机动,11月24日20时58分指令舱在太平洋溅落,结束约244小时36分钟的飞行。返航后的乘组、样品和飞船按当时的防污染程序转运至月球接收实验室。
任务的成果不限于第二次踏上月面。精确落点让地质路线和旧探测器回收成为可执行的计划,戈登的轨道摄影又为后续地点选择和训练提供图像。任务报告与初步科学报告分别整理系统运行、异常和观测材料,把一次约十天的飞行转化为能够继续检验、比较和重新解释的数据。