史上最伟大的太空黑客

美国宇航局成立 56 年来，已将人类送上月球，将机器人送上火星。但其最伟大的成就之一却鲜为人知：1970 年黑客成功拯救了三名受困宇航员的生命。

当阿波罗 13 号接近月球时，氧气罐爆炸，三名机组人员不得不中止任务，关闭指令舱，进入登月舱返回。飞船设计只能容纳两人，但很快就充满了危险的二氧化碳。

为了自救，宇航员们不得不想办法将一个方形二氧化碳净化器连接到登月舱过滤系统的圆形开口上。地面团队利用机上有限的物品设计了一个适配器，包括宇航服软管、筒袜和胶带。

宇航员肯·马丁利原本应该乘坐阿波罗 13 号飞船，但由于感染风疹，他被迫取消了任务。因此，当灾难来临时，马丁利留在了地面上。从那时起，他协助 NASA 的救援工作，在阿波罗 13 号宇航员从指令舱/服务舱 (CSM) 转移到登月舱 (LM) 后，他帮助他们改造了一个空气过滤器，以适应他们的新舱室。（指令舱/服务舱又分为另外两个独立的舱室：指令舱 (CM) 和服务舱 (SM)。）

马丁利向《大众科学》深入讲述了这次磨难。

科普：空气过滤系统是如何工作的？

Ken Mattingly ：在任何航天器中（至少是载人航天器），大气控制都是主要的设计考虑因素。在 CSM 和 LM 中，大气都流经一个装有过滤器的小罐，过滤器中装满氢氧化锂。氢氧化锂会吸收二氧化碳。过滤器只是用来吸收气味和捕捉灰尘，这样它就不会堵塞一些调节流量的小阀门。

PS：指令舱/服务舱内的系统与登月舱内的系统有何不同？

KM： CSM 最终采用了矩形块状的容器。LM 最终采用了圆盘状容器——一个大圆圈，气体通过中心的孔流入和流出。这两个容器在化学上可以互换，但在物理上不能互换。

这艘飞船仅设计容纳两人，但很快就充满了危险水平的二氧化碳。

附言：燃料箱爆炸后，宇航员为什么要进入登月舱？

KM：当氧气迅速耗尽时，这对 CSM 来说意味着两件事。首先，它将失去电力。当氧气耗尽时，燃料电池就会停止工作，生命支持和增压也会停止。CSM 还有两块小电池，但从你与服务舱分离到你降落到地面，你需要它们来运行指令舱。所以我们非常非常担心做任何会用到电池的事情。我们说，“好吧，我们要把这些孩子塞进登月舱，靠登月舱生活。”登月舱只有电池，没有燃料电池。

PS：登月舱的情况什么时候也陷入危机了？

KM：在我们绕月飞行的时候，登月舱开始受到高浓度二氧化碳的照射。他们更换了空气过滤罐。人们开始说：“嗯，你知道，我们这里的过滤罐很快就会用完。我们有什么替代品吗？”好吧，我们在 CSM 中有一堆氢氧化锂，但它装不进登月舱的容器里。那么你能做什么呢？

附言：宇航员准备好应对这类问题了吗？

KM：作为这些任务准备的一部分，模拟监督员在飞行计划演习中注入了各种我们没有计划的异常和情况，以测试我们制定的应急和紧急程序。

在早期的一次任务中——可能是阿波罗 10 号或阿波罗 9 号——他们制造了一种情况，他们污染了舱室的空气，他们必须想办法把它弄出来。他们说，“好吧，我们为什么不进入登月舱呢？我们将关闭舱室并给舱室减压，清除所有舱室空气，然后再加压，打开登月舱，把机组人员带回来？”

PS：那么团队是如何处理 CSM 滤罐和 LM 过滤系统不兼容的问题的呢？

KM：嗯，每个人都认为模拟确实是一个出路。没有人能想出任何合理的方法来应对这种情况。但当阿波罗 13 号发生这种情况时，有人说：“你还记得登月舱的救生艇吗？”这唤起了每个人的记忆，他们说：“哦，是的！”

“这整件事的美妙之处在于，这些人甚至对最不可思议的事情都做好了充分的准备。”

那么我们在模拟中是如何做到的呢？我们切开一些用来包装东西的塑料袋，用普通的灰色胶带将袋子粘在罐子上。然后我们将其插入宇航服软管中，并将其粘在两端的喷嘴上，这样你就可以通过它吹气了。运行它需要一些时间，但它会像你把它放在歧管中一样运行。我们为阿波罗 13 号做了同样的事情。

PS：听起来，地面上的情况相当平静。事实真的如此吗？

KM：整个事件的妙处在于，这些家伙为最不可能发生的事情做好了充分准备。他们知道没有人模拟过确切发生的事情，但他们模拟了可能对系统及其中的人员施加的压力。他们知道自己的选择是什么，并且已经对下一步该怎么做有了一些想法。

在电影中，他们把这个玩意儿玩得好像没人想到过一样。他们把一堆垃圾倒在桌子上，然后说：“你能弄明白吗？”这是电影唯一能传达我们如何做到这一点的方式。[实际上]我们对硬件非常熟悉。

为何使用胶带？

无论是在航天器中还是在地球上的车库中，胶带用途广泛的秘诀在于其织物层。棉网夹在柔性聚乙烯涂层和粘性橡胶粘合剂之间，增强了胶带的抗拉强度，就像钢筋加固混凝土一样。同时，水平和垂直线使胶带易于用手撕开。

本文最初发表于《大众科学》杂志 2014 年 10 月号。本文已在网络版中进行了扩充。