除了阿波罗11号，阿波罗13号可能是NASA月球着陆计划中最广为人知的任务。这次第三次月球着陆任务被誉为“成功的失败”，在一次氧气罐爆炸并摧毁航天器后被中止。大多数关于阿波罗13号任务的叙述都集中在之后发生的事情，NASA的工程师和技术人员如何夜以继日地工作，将宇航员安全带回家。但故事还有另一面，鲜为人知：在任务发射前，航天器身上到底发生了什么，才为这场灾难埋下了伏笔？
灾难回顾
阿波罗13号于1970年4月11日星期六下午1点13分发射升空，由指令长吉姆·洛弗尔、登月舱驾驶员弗雷德·海斯和指令舱驾驶员杰克·斯威格特执行任务。这次发射并非一帆风顺。升空后五分半钟，宇航员们在航天器内感受到一阵震动，因为他们的S-II第二级发动机的中央J-2发动机比预定时间提前两分钟关闭。为了弥补推力损失，剩余的四台S-II发动机燃烧了34秒，S-IVB第三级发动机燃烧了额外的九秒，才使航天器进入轨道。阿波罗13号很快就步入正轨，接下来的两天飞行比以往任何一次任务都更顺利。发射后四十六小时四十三分钟，在叫醒宇航员休息后不久，当班的地面通信员（可能是杰克·劳斯马）告诉宇航员们情况有多么好：“吉姆，就我们而言，航天器状况非常好。我们在这里无聊透顶。”
九个小时后，情况变得不那么无聊了。发射后五十五小时五十四分钟，在对圆柱形服务舱内储存的低温氧气罐进行例行搅动后，宇航员们感受到一阵砰击声传遍了他们的航天器。控制面板上的一个警示灯亮起。他们收到了一个主B母线欠压警告，表明为航天器供电的两个电气单元之一电量不足。两分钟内，他们也收到了主母线A欠压警告。燃料电池似乎没有输出任何电力。最初呼叫后的十四分钟，指令长吉姆·洛弗尔告诉地面通信员劳斯马，他们的氧气罐2已空。透过舷窗1望去，指令长看到航天器正在向太空排放气体。
损坏的服务舱照片和事故后分析显示，氧气罐2爆炸的威力足以炸掉航天器的一块面板，并在此过程中损坏了氧气罐1。这两个氧气罐通过三个燃料电池为宇航员提供空气和电力，燃料电池将氧气与低温储存的氢气结合。没有氧气供应，就没有空气，也没有电力。宇航员们被迫关闭他们“糖果罐”形状的指令舱——他们需要节省电池电力以备返回地球——并使用登月舱作为整个任务期间的救生艇。
聪明地利用了当时稀缺的机载消耗品，使宇航员们在绕月返回地球的四天里得以生存。他们于4月17日溅落。两天后，NASA成立了一个特别工作组，不仅要弄清楚阿波罗13号上发生了什么，还要确保这种情况再也不会发生。飞行后调查集中在氧气罐2（序列号10024X-TA0009）的历史，以解释它为何在例行操作中破裂。
氧气罐10024X-TA0009的生命和发射前时光
1966年2月26日，阿波罗航天器的承包商北美航空（North American Aviation）授予比奇飞机公司（Beech Aircraft Corporation）一项合同，用于制造服务舱的低温气体储存罐。比奇公司开发的氧气罐是一个球形结构，内外壳之间以及顶部有一个圆顶，用于封闭罐体的进出口——这些管道负责输送流体、电力和信号。壳体之间以及圆顶内部的空间填充有绝缘材料。罐内有两个细长的圆柱形单元。其中一个是加热管，带有加热线圈和两个小型风扇，用于搅动罐内物质，防止分层。作为一项安全措施，加热单元上的温控开关在温度达到80华氏度（约27摄氏度）时会断开罐体电路。罐内的另一个单元是一个用于测量罐内液体量的探测器。组装完成后，罐体焊接在一起，内部单元螺栓固定，此时已经无法看到罐体内部的情况。
氧气罐10024X-TA0009于1966年开始制造。比奇公司进行的初步测试发现了小缺陷。罐体被拆卸，加热器和风扇被更换，然后重新组装。测试恢复进行，尽管罐体仍有一些问题，但仍被认为是可接受的，并于1967年5月3日运往北美航空。它与氧气罐10024X-TA0008配对（每个阿波罗航天器内有两个氧气罐），并安装在氧气架0632AAG3277上。1968年6月4日，该氧气架被安装在服务舱106中，该服务舱被分配给阿波罗10号任务。
作为服务舱整个系统一部分的氧气罐架组件的测试没有发现异常，但无人阿波罗任务揭示了罐体顶部安装的泵设计存在缺陷。该缺陷足够严重，以至于所有单元在飞行前都必须进行改装。更新的氧气架被批准替换106号航天器中的单元，这意味着0632AAG3277氧气架必须被拆卸和改装，然后才能安装到另一艘航天器上。
氧气架的拆卸发生在1968年10月21日，过程有点棘手。在断开必要的电线并卸下固定氧气架的螺栓后，一个由起重机悬挂的固定装置被放置在氧气架下方，轻轻地将其从航天器中抬起。但其中一个螺栓没有被拆卸，当氧气架被抬起时，它被这个螺栓卡住了。固定装置断裂，氧气架下落了约2英寸（约5厘米），重新回到安装位置。多余的螺栓被移除，第二次拆卸罐体成功。
没有人太在意这次事故。工程师们计算了2英寸下落所产生的力，并断定罐体在跌落时损坏的可能性极小。（后来才重新评估了下落罐体的轨迹：有可能罐体的盖子在下落时撞击到安装在氧气架上方的燃料电池架，然后在下落后回弹并回到原位。）罐体得到了改装，1969年1月，氧气架被安装在服务舱109中。一个月后，该航天器被分配给阿波罗13号。
直到1970年3月，在阿波罗13号发射前的NASA肯尼迪航天中心进行的倒计时演示测试期间，氧气罐2才出现问题。技术人员能够顺利地给罐体充压，但它没有按设计那样排空。这种困难表明，在加注管和测量探测器之间可能存在泄漏，导致气态氧气从罐体中逸出，但阻止液态氧气流出。在第二次充注和排空测试中也出现了相同的异常。为了排空罐体，NASA决定尝试使用罐体的加热器和风扇加热氧气，使其蒸发。技术人员对罐体进行了循环操作——充注和泄压——同时运行风扇和加热器。3月30日的一次充注测试（阿波罗13号预定发射前12天）出现了同样的问题：两个氧气罐都可以正常充注，但罐体2在测试结束时需要开启加热器和风扇才能排空。尽管如此，它仍然可以正常充注，而这才是最重要的。在没有考虑罐体2的加热器的情况下，决定让阿波罗13号搭载这个有问题的氧气罐发射。
叠加的麻烦
事实证明，罐体2的加热器是问题的重要组成部分。阿波罗13号安全返航后的测试发现，当加热器使用65伏电源供电时（肯尼迪航天中心技术人员在运行加热器进行充注和排空循环时使用的电源类型），加热单元上的温控开关失灵了。这些开关的设计和优化是针对航天器的低压28伏电源的。肯尼迪航天中心的发射前测试导致这些安全开关失效。在排空测试期间，加热器连续运行数小时，罐体温度可能达到1000华氏度（约538摄氏度），在此过程中损坏了罐体的绝缘层，并使电线容易发生短路。
通过阅读航天器收集和存储的电气数据，审查委员会能够重建阿波罗13号任务进行到55小时55分钟时发生的事件。当斯威格特启动低温搅动时，进入罐体激活风扇的电流导致罐体的整个电气系统短路，并在导线之间产生电弧。在一个装有超临界氧气的罐体中，罐体由可能与这种液体发生化学反应的材料制成，并且绝缘层已损坏，电弧引起了燃烧，燃烧迅速以爆炸性的力量传播。罐体2被摧毁，并带走了足够多的罐体1的关键部件，使得阿波罗13号无法完成其任务。
此次事件被正式归咎于罐体生命周期中一系列非同寻常的人为错误以及设计缺陷。
在阿波罗13号灾难之后，服务舱低温氧气系统的内部结构进行了一些相当重要的改动。用于搅动罐体的风扇被取消，测量探头从铝制单元更换为不锈钢制成的。罐体加热单元被修改，可以单独操作三个独立的元件。在罐体2上失效的热开关被完全移除。最后，所有与风扇相关的电线都用氧化镁绝缘，并用不锈钢护套保护。整个系统也发生了变化。服务舱内安装了第三个低温氧气罐，以及辅助电池以提供应急电力。第一艘改装后的服务舱——航天器110——于1971年2月搭载阿波罗14号升空。所有改动都完美运行；NASA成功进行的第三次月球着陆任务中，服务舱没有出现任何重大异常。
额外的趣闻：阿波罗任务总指挥杰里·格里芬（Gerry Griffin）曾担任罗恩·霍华德（Ron Howard）1995年电影《阿波罗13号》的技术顾问。格里芬告诉我，霍华德为了增加混乱感和整体的慌乱气氛，添加了背景动态，比如走廊里匆匆忙忙的人们，而实际上当时的情况要更有条理。毕竟，这些人都是专业人士！
来源：阿波罗14号任务报告附录A；阿波罗13号审查委员会（纯文本）；阿波罗13号地空通信文本（纯文本）。此外，如果您好奇，请查看阿波罗13号的阿波罗月球表面杂志条目……里面有大量精彩内容！
