

每一次阿波罗登月任务本质上都是一系列需要近乎完美执行的操作才能成功完成正常任务;当然,阿波罗13号是一个例外。在这些至关重要的操作中,有一个是“翻转对接”,这是宇航员唯一一次机会回收登月舱并准备进行实际的月球着陆操作。如果宇航员无法回收他们的登月舱,那么任何任务都不可能着陆,而阿波罗14号差点就失败了。

将“月球轨道交会对接”作为阿波罗任务模式的决定意味着,两艘对接的航天器——登月舱(LM)和指令服务舱(CSM)——将抵达月球。一旦到达,它们将分离,以便登月舱着陆,而指令服务舱则在轨道上等待。从月球表面起飞后,登月舱的上升段将与等待的指令服务舱进行交会对接,然后宇航员将转移回主航天器并返回地球。
但登月舱和指令服务舱并非以准备着陆月球的配置离开地球。想象一下直立的土星五号火箭,登月舱离开地球时是打包在S-IVB级上方和指令服务舱下方的航天器发射适配器中。火箭的整个这部分——S-IVB级、储存的登月舱和指令服务舱——都进入了地球轨道。一旦进入轨道,S-IVB级的发动机将第二次点火,进行至关重要的月地转移轨道注入燃烧,将乘员送出轨道并飞向月球。
一旦乘员踏上奔向月球的旅程,就该让登月舱和指令服务舱对接了,这个操作正式称为“翻转对接”。首先,指令服务舱利用其姿态控制推进器从S-IVB级分离;如果如此近距离地使用服务舱的主发动机,很可能会严重损坏登月舱。从那里开始,指令舱飞行员的任务是掉转航天器,缩小两艘飞行器之间的距离,并小心地将指令舱的对接探针与登月舱的诱导器对齐。

从指令舱伸出的对接探针有三个锁扣。当探针的尖端进入登月舱锥形诱导器上的一个孔时,由氮气驱动的气动系统将锁扣从锁紧位置移动到锁定位置。这反过来激活了一个探针回收系统,将两艘飞行器拉到一起。同时,登月舱上的一个隧道环激活了指令服务舱探针上的十二个锁扣,在两艘航天器之间形成了一个严密的压力密封。
对接完成后,指令服务舱和登月舱之间新形成的隧道通过指令舱一侧的阀门加压,然后才能安全地移除舱门,露出隧道。在双重检查十二个锁扣是否牢固锁定后,乘员回收并接通了脐带,为登月舱的释放机构提供动力,将其从储存位置释放出来。随着登月舱脱离其保护罩,指令服务舱和登月舱组合体就准备好前往月球了。S-IVB级也是如此,虽然它的任务最终以坠毁而非软着陆告终。
实际的月球着陆取决于能否从储存位置回收登月舱,因此,“翻转对接”操作至关重要。当时没有预留进行舱外活动(EVA)将宇航员转移到航天器的准备,因此,回收登月舱的失败意味着无法着陆月球,而这几乎发生在阿波罗14号任务中。

就像他们为每个任务阶段所做的那样,宇航员们为“翻转对接”进行了训练,以至于当需要提取登月舱时,它看起来和感觉起来就像在模拟器中一样熟悉。但在阿波罗14号任务中,指令舱飞行员斯图·鲁萨无法让航天器保持对接。在对接时,他说“一切看起来都很正常。我想说——整个对接操作和模拟器(CMS)太像了,简直难以置信。”他缓慢地将指令舱导向登月舱,速度约为每秒2/10英尺,但当对接探针碰到诱导器时,它似乎弹开了。
鲁萨知道航天器没有牢固对接,他后退并再次尝试,这次速度稍快一些,每秒一英尺。这感觉很快;他告诉任务控制中心,看起来像是“要直接穿过那个东西”。但即使速度更快,结果也一样。锁扣没有抓住,指令舱从登月舱弹开了。
鲁萨没有一次又一次地将指令舱撞向登月舱试图强制连接,而是后退并与休斯顿的地勤人员商讨可能出了什么问题。在休斯顿的建议下,他再次尝试,结果相同。指令舱撞开了登月舱。但有些不同。在第三次尝试后,鲁萨注意到登月舱诱导器组件上有浅浅的划痕。他向休斯顿描述了这些划痕,地勤人员证实这些标记是锁紧的锁扣刮擦诱导器造成的。所以锁扣处于对接的正确位置,只是不知道为什么没有锁定。
在又两次尝试失败后,休斯顿让鲁萨尝试一种“硬对接”程序。他操纵指令舱,使其对接机构抵靠登月舱的对接环,然后手动收回对接探针。这迫使对接锁扣接合并将两艘航天器拉到一起。

对接成功后,问题变成了导致锁扣失效的原因;没有人热衷于在月球轨道上再次对接时出现同样的异常。乘员将探针和诱导器组件带入指令舱并对其进行检查,并将他们看到的情况以及实况电视转播告知休斯顿。工程师们再次将注意力集中在划痕上,作为锁扣位置正确但未锁定的证据。
考虑到这个问题,出现了几个可能的原因。一种是对接探针上的侧向载荷导致锁扣卡住,这是技术人员在早期鉴定和验收测试中看到过的。另一种可能性是一些小异物,甚至像尘土或污垢这样的东西,以某种方式卡在探针中,阻止了正常运行。但由于没有明显的缺陷,NASA认定该异常不太可能危及第二次对接,因此阿波罗14号任务得以继续,并实现了该机构第三次成功的月球着陆任务。

当阿波罗14号于2月9日溅落时,乘员们将探针带了回来以供进一步分析。拆解后发现探针机构中含有氧化铁、双面胶带和镉颗粒。但它们非常小——发现的十二个颗粒中最大的只有0.060英寸长——而且没有一个足够强壮以阻止对接探针锁定。他们无法解释这个异常。
最终没有找到确切的解释。NASA最终认为,故障是由于异物或机械问题阻止了锁扣正常工作。任务结束后,对对接组件进行了一些小的调整,重点是消除侧向力影响锁扣的可能性。测试过程也进行了更改,以鉴定每个探针的水平和垂直运动。最后,在发射前的倒计时中增加了捕获锁扣定时测试,作为发射前的最后一次检查。
对接异常事件再也没有发生。1971年7月26日,阿波罗15号任务的乘员成功回收了他们的登月舱,四天后成功着陆在月球静海盆地东部一个名为风暴洋的区域。
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资料来源:阿波罗经验报告:对接系统;阿波罗14号任务转录本,[可在处获取](https://www.jsc.nasa.gov/history/mission_trans/apollo14.htm/。