那艘太空飞船坠入海底,是因为宇航员误操作吗?娇

发布时间:2022-05-06 聚合阅读:
原标题:那艘太空飞船坠入海底,是因为宇航员误操作吗?格里森与自由钟7号飞船丨NASA1961年,美国宇航员维吉尔·格里森(VirgilGrissom)乘坐自由钟...

原标题:那艘太空飞船坠入海底,是因为宇航员误操作吗?

格里森与自由钟7号飞船丨NASA

1961年,美国宇航员维吉尔格里森(Virgil Grissom)乘坐自由钟7号飞船进入太空。

他的任务完成顺利,飞船返回的时候也平稳降落在大西洋上。本来,只等负责回收的直升机把整座飞船从水面吊起来,宇航员就可以开门出舱了。

谁也不会想到,在直升机还没钩住飞船之前,舱门却突然爆开。海水涌进了飞船,让它不断下沉,最终坠落海底。所幸,宇航员成功逃出,没有和飞船一同沉没。

从那时起,舱门为什么会提前打开,便成了谜。

后来的一些影视作品,比如1983年的电影《太空先锋》把这个事故描绘成:宇航员格里森惊慌之间误操作了爆炸螺栓,提前触发舱门爆炸,差点把自己淹死。

格里森在海水里丨电影《太空先锋》

虽然格里森当年坚定地说过,没有不小心碰到螺栓,没有触发爆炸。他相信事故是机械故障造成的,但电影里那样的说法还是流行了起来,深入人心。

如今60年过去,有研究者在《天文学》(Astronomy)杂志上发表了一篇新的分析,利用新的证据和旧的证言总结出:舱门爆开并非因为宇航员操作失误,而是因为静电

“我看到了静电放电!”

这是NASA的第二次载人飞行任务,代号叫水星-红石4号。

此前,宇航员们希望太空飞船有个快速出口,舱门爆开就能走的那种。而执行这次任务的飞船便设置了装有炸药的舱门,格里森也成为第一个试用这项新功能的宇航员。

即便如此,研究者们也认为当时的格里森并不惊慌。飞船降落顺利,且有完整的操作流程指引着他。在通讯记录当中,也没有过危险情况汇报。

给飞船部署了一根6.7米长的天线之后,格里森便和负责回收飞船的直升机保持着沟通。当他说准备就绪,直升机就靠过去。机组人员有两位,一位是驾驶员,另一位是执行回收步骤的约翰莱因哈德(John Reinhard)。

飞船与直升机联络用的天线丨参考文献[1]

当直升机来到飞船近前,莱因哈德要先伸出一把剪刀去剪断天线。剪刀是一根长杆,由爆炸装置控制,当莱因哈德在长杆一端触发装置,另一端的刀片便会开始工作。剪断天线,是为了直升机能在飞船周围自如地行动。

接下来的计划是,直升机钩住飞船、把它拖出水面,然后宇航员触发机制让舱门爆开,再借着放下的吊索登上直升机。最终,直升机会把飞船和宇航员都送到一艘回收船上。

只不过,事情没按照计划走。飞船因为舱门提早爆开而迅速灌水,宇航员格里森弃舱而逃,宇航服还进了水。他赶紧摘下头盔,在海水里挣扎了几分钟,这才有惊无险。

关于当时发生了什么,参加回收任务的莱因哈德在上世纪90年代接受访问时说,那时正在剪天线,当剪刀接触到天线的时候,他还没来得及操作,剪刀却被触发了。与此同时,他还看到了静电电弧(electrostatic arc)。

静电放电时产生的电弧演示丨《原来如此》

假如莱因哈德说的是事实,控制剪刀的爆炸装置,和控制舱门的爆炸装置,很可能都是被静电触发的。

那静电会是从哪里产生的?静电最常见的来源,便是物体与物体相互摩擦。而直升机的螺旋桨不断与空气发生摩擦,积累静电得天独厚。

研究者怀疑,在莱因哈德剪天线的过程中,直升机就通过剪刀向飞船放电,所以他才看到了电弧。

其实除了莱因哈德,还有一个人说过,曾经在剪天线时遇上静电,他的经历可能比“看到电弧”更加直接。

彼得阿米蒂奇(Peter Armitage)参加了水星计划当中飞船回收流程的制定,这次的水星-红石4号任务也是整个水星计划里的一步。关于剪天线的步骤,他亲自做过测试,当时由于没戴手套,他的手被静电狠狠地教育了。

图丨站酷海洛

如果他说的也是事实,就更能说明剪刀真的在放电。

不过,人的记忆终究可能出错,这些证言虽然重要,但也只能帮人们推测出一种可能:剪天线时发生的静电放电引起了舱门爆炸。

如果想让推测更有说服力,还需要一些证据。比如,用影像资料来说明,舱门爆开的时候莱因哈德真的在剪天线。

剪天线和舱门爆开真的有关吗?

当年,参与回收任务的直升机不止上文提到的那一架,还有第二架直升机跟在旁边,拍下了一些影像资料。

如今,研究者们拿到尘封已久的视频,用一些图像增强技术做了处理,从中找到了高概率是舱门爆炸的瞬间(就在红色箭头出现之后):

修复后的视频丨Apollo Remasteredwww.zuilaiju.cn

假如你没看清发生了什么,下面有动图可以反复观察。水面那片一直存在的黑影,是飞船露在水上的部分;而标注箭头是在预警,一个小黑点要跃出水面了

水面跃出一个小黑点丨Apollo Remastered

研究者说,在拿到的影像资料里,发生在船舱附近的动作就只有这一处,共17帧,时长0.7秒。他们相信,跃出水面的黑点就是爆开的舱门。

于是,研究者便在这些帧里继续探索,看还能发现什么信息。

假如单看一帧,可能很难找到线索。但假如把前后多帧堆叠起来,可以有效降噪,提升画质,看到原本看不到的风景。

比如,下图A是17帧当中的一帧,而图B是多帧堆叠后的样子。原本漆黑的直升机侧门,门口隐约显现出一个人影。仔细看可能还会发现,他把一根长杆伸到了外面,仿佛朝着飞船的方向。

看不清杆子方向的话,请对照图C那条橙色的线(研究者把线延长到了大致能和飞船天线相交的位置)。

有人站在直升机侧门处丨参考文献[1]

这个场景,很有可能是莱因哈德在剪天线。假如是这样,那么剪天线和舱门爆开就都是在那0.7秒之间发生的。

这样一来,研究者便更相信剪天线和舱门爆开之间有所关联。至于有什么因素能让这两个动作产生关联,静电大概是最直接的解释。

而在这0.7秒之外,研究者也对往后的某一时段做了多帧堆叠(stacking)。比如,下图中的莱因哈德更加清晰了,研究人员说此时天线已经剪断,而这次他手里拿的长杆可能是用来挂住飞船的钩子。

还是有人站在直升机侧门处,手里拿着长杆丨参考文献[1]

下面还有一张多帧堆叠后的图像,也来自那0.7秒之后。研究者说,从这张图可以明显看出天线已经被剪断了。右边是天线原有的长度,可以对照观看。

左为天线被剪断(大概),右为天线原来的形态丨参考文献[1]

这些线索,唤醒了另一位证人的记忆。当年负责驾驶直升机的詹姆斯刘易斯(James Lewis)说:

我原本的印象是,我们当时正朝飞船靠近,舱门就爆开了。但看了修复的视频,我又重新检查了自己的记忆库。现在看来,莱因哈德肯定把天线剪断了,我大概还差一两秒就能把直升机停在一个合适的位置,好让他用设备钩住飞船,舱门应该就是那时候爆开的。

把剪天线和舱门爆炸两件事锁定在几乎同一时间,是此番图像增强操作最大的收获。这样一来,研究者们更有理由相信,是直升机上的静电导致了舱门提前爆炸。

当然,多帧堆叠的结果也告诉我们,事发大约5秒之后,宇航员格里森终于出现在了水面上。

宇航员浮出水面丨参考文献[1]

事故发生的年代,还没有多帧堆叠这样的操作能让人们看清图像。而近年图像处理技术日益精进,人们用起类似的方法也愈发得心应手。当一位多年关注舱门爆炸之谜的科技写作者,与一位图像专家拉起手来,60年前的事件便展现出了更清晰的面貌。

如果说格里森在这起事件里犯了什么错,可能就是不该在飞船完全出水之前,做好打开舱门前的一切准备,令舱门处于能被触发的状态。毕竟,他只能保证自己不碰爆炸螺栓、不提前触发爆炸,却控制不了静电什么时候来。

还是躲不过

1961年逃过一劫的格里森,后来又入选了阿波罗登月计划。如果一切顺利,他可能会一直参与训练,并跟随日后的某艘阿波罗飞船登上月球,留下脚印。

但在1967年的一次阿波罗飞船地面测试任务当中,舱内发生了凶猛的火灾,格里森和另外两位参与测试的宇航员全部丧生。

调查认为,火灾是电线某处的电火花引起的,而舱内的纯氧环境让火势迅速蔓延并失去控制,舱内气压也迅速上升。

火灾后的飞船AS-204丨NASA

重要的是,宇航员们未能成功逃生,依然与舱门有关。

出于避免舱门意外爆开的安全考量,飞船已经抛弃爆炸舱门,安装了手动舱门。为了在太空飞行过程中,利用舱内气压来增强舱门的密封性,舱门被设计成向里开启。

可在这起火灾当中,向内开的手动舱门成了宇航员们逃生路上的障碍:当他们解除所有门栓准备开门的时候,舱内气压已经大到三人完全拉不开门。

后来,为了纪念三位牺牲的宇航员,NASA将这次测试任务追授为“阿波罗1号”。

参考文献

[1] Did static electricity — not Gus Grissom — blow the hatch of the Liberty Bell 7 spacecraft? (2021, July 21). Astronomy.Com. https://astronomy.com/news/2021/07/did-static-electricity-blow-the-hatch-of-liberty-bell-7

[2]Peter J. Armitage Oral History. (2001, August 20). NASA. https://historycollection.jsc.nasa.gov/JSCHistoryPortal/history/oral_histories/ArmitagePJ/ArmitagePJ_8-20-01.htm

[3] Neuman, S. (2021, July 22). NPR Cookie Consent and Choices. NPR. https://www.npr.org/2021/07/22/1019254674/gus-grissom-liberty-bell-mercury-the-right-stuff

[4] Brooks, C. G., Grimwood, J. M., & Swenson, L. S. (2012). Chariots for Apollo: The NASA history of manned lunar spacecraft to 1969. Courier Corporation.

作者:栗子

翻译:Odette、Steed

一个AI

当年沉入4000多米深的海底,自由钟7号飞船直到1999年才被打捞上来。

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