阿波罗 13 号的机组人员什么时候知道他们失去了月球？

阿波罗 13 号飞行 46 小时 43 分钟后，太空通讯员乔·克尔温向指挥官吉姆·洛威尔汇报了任务最新进展：“就我们而言，飞船状况非常好。我们在这里无聊透顶。”九个小时后，事情变得没那么无聊了。为了防止超冷气体分层，对低温氧气罐进行了例行搅拌，导致 2 号氧气罐中的电线产生电弧。电线断裂，连同 1 号氧气罐一起断裂。由于漏出了这种重要气体，阿波罗 13 号失去了电力、灯光和供水。当然，船上和休斯顿的任何人都不知道到底发生了什么。那么，什么时候机组人员终于明白阿波罗 13 号不会登陆月球了？

氧气罐的丢失对阿波罗飞船来说是致命的，因为氧气罐为飞船的燃料电池提供动力。服务舱中存放了三个燃料电池，每个燃料电池包含 31 个独立但相连的电池。低温氢和氧的结合产生的电化学反应产生了电、热和饮用水作为副产品。这些电力最终通过沿配对飞船侧面运行的脐带传输到主指令舱。

在正常飞行条件下，每个燃料电池可在 31 至 27 伏直流电 (DC) 下产生 400 至 1420 瓦的功率。尽管燃料电池使用相同的氧气和氢气罐，但它们之间并不相连，这一决定为系统带来了一定的安全性；一个燃料电池发生故障并不意味着完全失去动力。

燃料电池与两条总线相连，通过航天器系统分配产生的电力。燃料电池 1 连接到主直流总线 A，燃料电池 2 连接到直流主总线 A 和 B，燃料电池 3 连接到主直流总线 B。固态逆变器将直流电转换为交流电 (AC)，通过两条主总线分配到航天器的电气系统中。

但燃料电池和总线之间的这些连接并不是永久性的。指令舱内有开关，如果某个电池发生故障损坏，机组人员可以手动隔离一个燃料电池并控制电流方向。失去一个燃料电池并不意味着航天器就死机了。同样，其中一个交流逆变器可以为航天器提供基本电力需求，而另外两个则作为备用，每个总线都由自己的逆变器供电，因此如果其中一个发生故障，可以将其隔离。

因此，阿波罗号的电力系统内置了许多冗余装置。机组人员可以隔离整个系统中任何发生故障的部件，NASA 还制定了任务规则，概述了如果飞行过程中电力系统的某个部件发生故障将发生什么情况。

根据阿波罗 11 号发射前发布的任务规则，燃料电池的输出功率低于 5 安培时视为丢失，氧气罐的压力低于 150 psi 时视为丢失，氢气罐的压力低于 100 psi 时视为丢失。飞行中失去一个或多个电力系统元件后的处理过程因任务阶段而异——发射、登月阶段或巡航阶段。

发射过程中失去所有三个燃料电池并不意味着中止；指令舱中已充电的电池将为机组人员提供 4.75 小时的电力，以便在他们被迫重返大气层之前在轨道上排除故障。只有在发射过程中失去三个燃料电池和一个再入电池时才需要中止。

在月球轨道上损失两三个燃料电池意味着取消登陆。机组人员需要保留登月舱以获取电力和消耗品，以便安全返回，甚至可能需要其大型下降发动机进行地球外喷射燃烧，以使他们踏上回家之路。在月球登陆期间损失同样的燃料电池意味着无法在月球停留。在这种情况下，目标是尽快让航天器对接，保留登月舱消耗品并让机组人员回家。

在任务的任何时候，如果丢失两到三个燃料电池和任何再入电池，就需​​要紧急关闭，以保存所有机载电力，以供返航和重返大气层。

丢失一个燃料电池是唯一不会带来糟糕结果的故障。如果丢失了一个燃料电池，机组人员将尝试恢复该电池，然后重新配置航天器，将剩余两个电池的电力分别引导至一个总线，从而恢复一些冗余。然后，NASA 将查看其他系统的运行情况，并考虑任务处于哪个阶段，然后再决定是否继续执行预定的任务。到阿波罗 13 号飞行时，任务规则规定，您不能带着两个燃料电池登陆月球。

因此，当阿波罗 13 号上的 2 号氧气罐破裂时，机组人员按照任务规则继续工作。航天器和休斯顿的读数显示氧气罐和 1 号和 3 号燃料电池出现故障。航天器通讯员杰克·洛斯玛认为许多故障可能是某种仪器问题，于是让机组人员尝试将 1 号燃料电池重新连接到主 A，将 3 号燃料电池重新连接到主 B，但这并没有解决问题。

在电影《阿波罗 13 号》中，休斯顿请来了汤姆·汉克斯饰演的洛维尔关闭了 1 号和 3 号燃料电池的 Reac 阀门，试图阻止氧气泄漏，从而保护唯一一个正常工作的燃料电池中剩余的氧气。这是电影中一个漫长而安静的时刻，汉克斯说了一句感人的台词：“我们刚刚失去了月球。”

实际上，在接到这个电话之前，机组人员就知道他们不会着陆。关闭反应物阀门的电话是在危机发生一小时零两分钟后打来的。洛斯玛打电话说，阿波罗 13 号正在通过燃料电池 3 号漏氧。“所以，我们希望你关闭燃料电池 3 号上的反应物阀门。看起来燃料电池 1 号和 2 号正在努力维持下去。”登月舱飞行员弗雷德·海斯回答说：“你是说燃料电池 1 号和 2 号——1 号和 2 号正在努力维持下去，但燃料电池 3 号漏出了氧气？你想让我关闭燃料电池 3 号上的反应物阀门？我没听错吧？”洛斯玛确认道：“是的。关闭燃料电池 3 号上的反应物阀门。”

那可能是登月计划失败的决策点，但至少海斯知道在那之前他不会在月球上行走。爆炸发生五分钟后，海斯呼叫休斯顿，说他尝试重置所有东西，但燃料电池 1 和 3 仍然没有显示电流。海斯呼叫休斯顿，“我尝试重置，燃料电池 1 和 3 都显示灰色标志，但它们都显示电流没有流动。”他在任务汇报中说，那一刻他知道他们不会进入月球轨道，也不会登陆月球。“我看了看燃料电池 3，它的电流显示为全低。这意味着这个燃料电池没有承载任何负载。这意味着整个巴士都不见了。我承认 LOI 现在将无法继续。”

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资料来源：阿波罗登月计划；阿波罗登月飞行日志，特别是这一页，记录了氧气罐破裂时的情形；阿波罗操作手册，Block II 航天器；阿波罗任务规则，所有这些规则都可以在这里找到；阿波罗 13 号。