登月前传：阿姆斯特朗的太空历险记

　　作为第一个在其他星球上留下脚印的人，尼尔·阿姆斯特朗应该算是世界上知名度最高的宇航员了。他登月后的那句“一小步、一大步”的格言，宣告了人类太空探索历程中一个新时代的开启。在跟随阿波罗11号登月前，这位曾经的战斗机试飞员还曾经搭乘双子座8号飞船执行过另一次航天任务。在那次少有人知的任务中，阿姆斯特朗和他的搭档不但创造了航天史上的另一个第一次，还拯救了即将失控的飞船，安全返回了地球。下面，就让我们一起回顾一下阿姆斯特朗的这次太空历险记。

双子座8号飞行时的阿姆斯特朗

　　上世纪60年代初，对于 NASA 来说是内外交困的一段时间。那时，苏联已经在太空竞赛的两个关键项目中拔得头筹。他们先于美国将第一颗人造卫星送入太空，又使苏联宇航员尤里·加加林成为人类进入太空的第一人。1961年，时任美国总统肯尼迪为了在太空竞赛中赶超苏联，决心在10年内将人类送上月球。但在当时，美国的航天技术基础相对苏联来说还比较薄弱，一部分登月计划的参与者对登月目标的如期实现并不十分乐观。1963年， NASA 的“后台”肯尼迪总统遇刺身亡， NASA 不得不用更大的力气来对付国会老爷们的频频质疑。1965年，苏联又率先实现了宇航员的出舱活动（EVA）， NASA 再次落后。1966年2月28日，两名入选登月计划的宇航员在一次飞行中坠机丧生， NASA 因此饱受批评。此时的 NASA 急需做一件苏联人没有做过的事情，用一场小胜利来提振士气、挽回局面。
　　如果阿波罗计划能够实施，那么登月舱和服务/指令舱将在近地轨道和近月轨道进行交会对接。因此，验证交会对接技术是阿波罗计划实施过程中的一个关键环节。在发射登月的阿波罗飞船之前，美国还实施了双子座（Gemini）计划，用于积累更先进的太空旅行技术。而验证交会对接的任务，就落到了双子座8号飞船两位宇航员的肩上。尼尔·阿姆斯特朗和他的搭档大卫·斯科特将被发射升空，与已经发射、在轨道上等待他们的阿金娜（Agena）目标飞行器对接。如果一切顺利的话，阿姆斯特朗将留在飞船中控制飞行，而斯科特则将进行为期两个小时的出舱活动，取回双子座飞船外用于测量辐射的探测仪器，启动阿金娜目标飞行器上的微流星实验设备。之后，他们还将再进行三次对接试验。与我们熟知的天宫一号一样，阿金娜号也被称作目标飞行器，但其功能却要薄弱很多。它仅仅是一个具有对接功能的火箭上面级，除了能够使用自己的发动机改变组合体的轨道和姿态外，并不能像天宫一号那样让航天员进入其中工作、生活。如果这次飞行成功，将成为人类航天史上的首次交会对接，但如果失败的话，整个阿波罗计划都有可能发生变故。

双子座飞船结构示意图

　　1966年3月16日，双子座8号飞船由泰坦-II型火箭发射升空，进入了高度为298公里的圆轨道中。1小时34分钟后，宇航员开始使用飞船的轨道姿态与机动系统（OAMS）所提供的推力，逐步改变轨道高度，与阿金娜号靠近。在距离阿金娜号141公里时，宇航员们目视观察到了阿金娜号，在距离进一步缩短到102公里后，宇航员们将控制权交给了飞船的计算机。在对接雷达的帮助下，飞船最终在距离阿金娜号46米的地方，将两者的相对速度降低为0。通过30分钟的细致观察，阿姆斯特朗确认阿金娜号在发射过程中没有遭受损伤，在地面控制中心的准许下进入最终的对接程序，双子座8号以每秒8厘米的速度缓慢向阿金娜号接近。随着对接机构锁定、飞船内的绿色指示灯亮起，人类航天史上的第一次交会对接终于取得了成功。
　　正当宇航员和地面控制人员沉浸在喜悦中时，意外发生了。按照预定程序，阿金娜号上的发动机将启动，将对接后的组合体向右转90度。在这个过程中，斯科特注意到飞船出现了轻微的翻滚，阿姆斯特朗启动了 OAMS ，翻滚在短暂的停止后却又继续出现了。由于当时飞船与地面间的通信还依赖于有限的地面站点，飞船此时进入了通信盲区。阿姆斯特朗发现，本来已经关闭的 OAMS 却在持续消耗燃料，因此断定问题可能出现在双子座8号上。为了防止组合体的翻转让满载燃料、重量更大的阿金娜号爆炸，造成更严重的问题，阿姆斯特朗决定将飞船与阿金娜号分离。在阿姆斯特朗竭力稳定住飞船姿态，并将阿金娜号的工作模式切换回地面控制后，斯科特按下分离按钮，飞船发动机开机，双子座8号逐渐远离阿金娜号。在分离后，由于重量减轻，翻滚的问题变得更加严重，两名宇航员的意识和视线也开始变得模糊不清。紧急时刻，阿姆斯特朗决定关闭可能出现问题的 OAMS ，改用帮助飞船的再入控制系统（RCS）所提供的推力来稳定飞船。 RCS 系统本来是在正常飞行即将结束时，供飞船调整姿态、返回地球使用的。在这次紧急征用中，其燃料被消耗了75%。而按照飞行规定，一旦 RCS 启动，飞船就必须终止飞行，准备返回地球。因此，阿姆斯特朗和斯科特不得不提前结束了他们的太空之旅。

从双子座8号上拍摄的阿金娜目标飞行器

　　按照之前的飞行计划，双子座8号的着陆场本来选在了大西洋上，但发生的变故使得飞船无法在那里降落。最终，宇航员和地面控制人员将着陆场选在了日本横须贺以南1000公里的太平洋上。飞船在中国上空再入大气层后，安全在海上降落。一架美国空军的 C-54 运输机率先发现了飞船，三名美国空军的伞降救援人员从这架飞机上跳伞，为飘在海上的宇航员们提供了先期的支援。三小时后，美国海军梅森号驱逐舰赶来，将宇航员和救生员打捞上舰。经过此番折腾，两位宇航员早已筋疲力竭，但能够在意外中死里逃生，已经是不幸中的万幸了。

海上降落的双子座8号

　　事后的调查发现，造成本次故障的原因是 OAMS 系统中的8号发动机出现了故障。电路中的静电放电使得喷管在宇航员关闭它后仍然继续工作，输出推力。飞船在它的推动下逐渐翻滚。在后续的飞船中，工程师们改变了 OAMS 的设计，使得宇航员能够隔离出现故障的发动机。这次意外虽然没有造成人员伤亡，但突然的终止使得斯科特不得不放弃舱外活动。当时，有人认为阿姆斯特朗犯了大错，没有正确执行这种情况下的处理步骤，也没有意识到可以使用阿金娜号上的发动机来稳定组合体。也有人认为他本来可以只开启 RCS 系统的一部分发动机，节省燃料来执行后续的任务。实际上，发射前并没有为这种情况的发生准备标准处理程序，而 RCS 系统的发动机也只能全部开启。发射指挥中心负责人金·克兰兹（Gene Kranz）后来在他的自传《永不言败》（Failure Is Not AnOption）中说道：“两位宇航员是按照训练步骤做的。我们的训练有误，使得他们出错。”任务决策人没意识到两个航天器对接后必须作为一个整体来对待。
　　（本文来源：中科院之声）

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