Gå med i Space Magazine för att fira 45-årsjubileum för Apollo 13 med insikter från NASA-ingenjören Jerry Woodfill när vi diskuterar olika vändpunkter i uppdraget.
De sista scenerna i filmen Apollo 13 avbilda rymdskeppets dramatiska återinträde i jordens atmosfär. Eftersom sekunderna räknas utöver tiden då radioavbrytningen borde ha upphört, begär Capcom att Apollo 13: s besättning svarar, men det finns inget svar.
Allas tankar går igenom möjligheterna: Hade värmeskölden äventyrats av granat från den exploderade syretanken? Hade den tidigare klyftiga luckan misslyckats vid denna kritiska tidpunkt? Hade fallskärmarna förvandlats till isblock? Hade inertialmätningsenheten (IMU) -gyros misslyckats, haft otillräcklig tid att värma upp och orsakade kapseln att hoppa över atmosfären eller förbränna med besättningen i ett eldigt dödsfall på jorden?
Naturligtvis svarade besättningen äntligen, men bekräftelsen på att Lovell, Haise och Swigert hade överlevt återinträde kom nästan en och en halv minut senare än väntat.
Vissa kanske känner regissören Ron Howard kan ha över sensationell återupptagningsscenerna för dramatisk effekt. Men när man lyssnar till den faktiska radiokommunikationen mellan Mission Control och ARIA 4-flygplanet som letade efter en signal från Apollo 13-besättningen, är det verkliga dramaet lika påtagligt - om inte mer - än i filmen.
För nästan varje återinträde från Merkurius genom Apollo 12 var tiden för radio-blackout förutsägbar, nästan till den andra. Så varför förlängde Apollo 13: s radio-blackout-period med 87 sekunder längre än väntat, längre än någon annan flygning?
Under Apollo-eran var radioavbrytningen en normal del av återinträde. Det orsakades av joniserad luft som omger kommandomodulen under dess överhettade återinträngning genom atmosfären, som störde radiovågor. Radio-blackout-perioden för rymdfärjeprogrammet slutade 1988 när NASA lanserade Tracking and Data Relay Satellite System (TDRS), vilket möjliggjorde nästan konstant kommunikation mellan rymdskeppet och Mission Control.
Det är svårt att hitta officiell NASA-dokumentation om den förlängda radio-blackout-tiden för Apollo 13. I uppdragets rapport om olycksfallsrapport nämns inte denna anomali. Den enda diskussionen om något kommunikationsproblem kommer i ett avsnitt om förberedelser för återinträde, efter att servicemodulen drogs in. Det fanns en halvtimmes period med mycket dålig kommunikation med kommandomodulen på grund av att rymdskeppet var i en dålig inställning med Lunar-modulen fortfarande fäst. Vissa av reentry-förberedelserna förlängdes onödigt av dålig kommunikation, men var mer av olägenhet än en ytterligare fara för besättningen, säger rapporten.
I många intervjuer som jag har gjort och lyssnat på i förberedelserna för denna serie artiklar, när de som är involverade i Apollo 13-uppdraget frågas om varför blackout-perioden var längre än normalt, kommer svaret normalt som ett säkrad svar, med besättningen eller en flygdirektör som indikerar att de inte vet exakt varför det hände. Det verkar som att analys av detta har trotsat en rimlig och oåterkallelig vetenskaplig förklaring.
Vid ett evenemang på Smithsonian Air & Space Museum 2010, sa Apollo 13 Flight Director Gene Kranz att han aldrig hört något svar eller förklaring som han trodde, och Fred Haise skratta och sa: "Vi gjorde bara Ron Howard en tjänst!"
Jim Lovell gav det mest detaljerade svaret - vilket är det som ofta ges som en trolig förklaring - vilket tyder på att det kanske hade att göra med ett grundt problem med återvänningsvinkeln, med en konstig rymdliknande bris som tycktes blåsa rymdskeppet utanför banan med avseende på inträde.
"Jag tror att anledningen till att det var längre var det faktum att vi kom in grundare än vi hade planerat," sade Lovell vid evenemanget 2010. ”Normalt kommer vi in från en månlandning och måste träffa stämningen inuti en mycket smal pajformad kil och jag tror att vi ständigt pressades från kilen. Anledningen var att vi fick reda på cirka 2-3 månader efter analysen var landarens utluftning av kylånga. Hur vi kyler de elektroniska systemen i LM var att leda vatten genom en värmeväxlare, och att vattnet avdunstar ut i rymden. Den avdunstningen - som skulle vara obetydlig under ett normalt månlandningsuppdrag - pågick under de fyra dagarna som vi använde LM som en livbåt, och fungerade som en liten kraft och tvingade oss från den första banan. ”
Att komma in på en grundare bana skulle resultera i en längre period i den övre atmosfären där det fanns mindre retardation av rymdskeppet. I sin tur förlängde den reducerade hastigheten i retardationen tiden då återvärmningsvärmen gav de joniserade gaserna som skulle blockera kommunikation.
Men NASA-ingenjören Jerry Woodfill erbjuder ytterligare inblick i förseningar i kommunikationen. Han talade nyligen med Jerry Bostick, Flight Dynamics Officer (FIDO) för Apollo 13, som berättade för honom, "Många tror att den extra tiden kom från kommunikationssignalen som hoppade över, som en sten, över lager av den övre atmosfären på grund av det grunda inträde vinkel."
"Bostick liknade radiosignalerna till en sten som hoppade över ett damm, och slutligen hittade signalen en plats att sjunka Earthward," sade Woodfill.
Men även denna förklaring lämnar frågor. Woodfill sa att han har studerat fenomenet "signalhoppning" och har hittat information för att både stödja och motbevisa konceptet i kraft av när en sådan händelse kunde förväntas.
"Konsensus var att det är en nattfenomen," sade Woodfill. ”Apollo 13 kom in i dagsljus i Stilla havet och i Houston. Ändå demonstrerar frågan fram till idag hur nära Apollo 13 kom till katastrof. Om radiosignalen nästan hoppade över jordens atmosfär undrar man, hur mycket nära var Apollo 13: s kapsel och besättning nära en dödlig hoppning ut i glömskan av rymden också. "
En annan "vinkel" på Apollo 13: s återinträde var hur den nästan undkom en annan potentiell katastrof: landning i en tyfon.
"En tropisk storm är en värsta mardröm som är retro (en eldfästare)," sade Woodfill. ”Att veta hur oförutsägbar rörelse och intensitet av sådana stormar gör det svårt att välja en landningsplats. Ingen NASA-återkomst hade någonsin landat i en tropisk storm, och Apollo 13 kan vara den första. Bland NASA: s forskare är meteorologer, och enligt deras bästa vetenskap förutspådde de att Tropical Storm Helen skulle flytta till den utsedda landningsplatsen Apollo 13 dagen för återinträde och stänk. "
Om Apollo 13 hade plaskat sig ner i stormen, kan kapseln ha drivit och gått förlorad till sjöss. För att spara inmatningsbatteriets ström hade systemet för bakgrundsbelysning inaktiverats. Besättningen skulle ha varit osynlig för dem som letade efter kapseln som gick upp och ner i Stilla havet. De skulle så småningom behöva blåsa luckan, och Apollo 13-kapseln skulle troligen ha sjunkit, liknande Gus Grissoms Liberty Bell under Mercury-programmet. Men besättningen på Apollo 13 kanske inte varit så lycklig som Grissom som hade helikopterräddare över huvudet som snabbt drog honom till säkerhet.
Men beslutet fattades att ignorera väderprognoserna, som slutade vara lyckosamma eftersom Helen så småningom ändrade kursen. Men då fanns det osäkerheten i posten på grund av den "grunda" rymdskeppet upplevde.
"Återigen fattade retro beslutet att ignorera den grunda återupptagningen på samma sätt som han hade ignorerat vädermännens olycksbådande förutsägelse," sade Woodfill. ”I båda fallen var retrosten korrekt. Han förutspådde med rätta att driften inte skulle vara ett problem i de slutliga stadierna av återföring efter att landaren fängslade. Återigen var detta helt framgångsrikt genom att ingen visste att landarens kylsystem var källan till drift. Tidigare hade emellertid retro kompenserat för den grunda driften genom att föra Apollo 13 in i rätt ingångskorridorvinkel genom att först ha besättningen avfyra landarens nedstigningsmotor och senare landarens thrustare. "
Som det visade sig de mystiska extra sekunder orsakade av att komma in i en låg vinkel var också lyckosamma.
Medan den extra tiden för kommunikationsmörklare var nagelbitt, läggs den mer grunda och längre vinkeln till Apollo 13, och släppte kapseln i lugnt vatten så nära den väntande flygplanet Iwo Jima att noggrannheten var bland de finaste av programmet, ”sade Woodfill.
Genom att granska längden på kommunikationsmörkligheten, finns det vissa avvikelser i olika källor om längden på den extra tiden Apollo 13: s blackout-tid varade. Vissa webbplatser visar 25-30 sekunder, andra en minut. Återigen kunde jag inte hitta ett "officiellt" NASA-uttalande om ämnet och transkriptionen av teknisk luft till mark röstkommunikation innehåller inte tidsstämplar för början och slutet av blackout. Dessutom har två av de definitiva böckerna om Apollo 13 - Lost Moon av Jim Lovell och Jeffrey Kluger, och En man på månen av Andrew Chaikin - ge inte exakta siffror om tidpunkten för blackout.
Men Air & Space Magazine citerade Gene Kranz som sa att det var 87 sekunder.
"Per min uppdragslogg började den vid 142: 39 och slutade vid 142: 45 - totalt sex minuter," sade Kranz till journalisten Joe Pappalardo 2007. "Blackout var 1:27 längre än förutspådd ... Tuffaste och en halv minut vi någonsin haft.”
87 sekunder bekräftas också av en sändning inspelad på ett av ARIA, Apollo / Advanced Range Instrumentation Aircraft, som tillhandahöll spårnings- och telemetriinformation för Apollo-uppdragen, särskilt vid lansering och återinträde, när spårning av Manned Spaceflight Network inte kunde.
ARIA 4 skilde sig från att vara den första som återköpte Apollo 13 efter den längre än förväntade kommunikationsmörklingen, eftersom det var nära den förutsagda återvändandepunkten. Kapten David Dunn, som tjänade som uppdragskoordinator ombord på ARIA 4-flygplanet, tillhandahöll en inspelning till historiker vid Honeysuckle Creek Tracking Station, som har satt ihop en underbar historia om sin roll i Apollo-uppdragen.
Space Historian Colin Mackellar från Honeysuckle Creek-webbplatsen berättade för Space Magazine att tills inspelningen nyligen publicerades på Honeysuckle Creek-webbplatsen hade inspelningen inte hörts av någon annan än Dunns familj. Mackellar förklarade att det innehåller samtidigt ljud från NASA Public Affairs-kommentarer, ljud från Flight Director's loop, ARIA-sändningarna och en del av den australiska radiokanalens radiotäckning.
Återigen kan du höra den påtagliga spänningen i inspelningen, som du kan lyssna på på denna länk. Klockan 7:21 i ljudet, när kommunikationsmörklaren närmar sig det förutsagda slutet, frågar en av ARIA-kommunikatörerna ARIA 4 om de kan se rymdskeppet. Negativt är svaret.
Klockan 7:55 kan du höra Kranz fråga om det finns något signalförvärv ännu. Åter kl. 08:43 frågar Kranz, "Kontakta ännu?" Svaret är negativt. Slutligen, klockan 8:53 i ljudet, rapporterar ARIA 4 AOS (förvärv av signal), som vidarebefordras till Kranz. Du kan höra hans lättade utandning när han svarar: "Rog (roger)."
Sedan kommer Kranz och säger: "Capcom, varför försöker du inte ringa dem?"
Capcom: "Odyssey, Houston står vid."
Swigert: "OK, Joe."
När besättningen plaskade var uppdragets officiella varaktighet 142 timmar, 54 minuter och 41 sekunder.
Dunn skrev om sina erfarenheter för Honeysuckle Creek historikwebbplats:
Det krävde ingen stor fantasi att veta att tillbaka i USA, och i själva verket över hela världen, limmades folk på sina TV-apparater i väntan, och att Walter Cronkite höll på med Wally Schirra på CBS och på Houston Space Center andningen hade upphört.
Men vi var där, mark noll, med främre radstolar och vi skulle vara de första att veta och de första som berättade för resten av världen om Apollo 13-besättningen hade överlevt ...
På alla flygplanen och alla luftvågorna var det tyst och vi lyssnade intensivt på alla signaler från Apollo 13.
ARIA 2 hade ingen rapport om kontakt; ARIA 3 hade inte heller någon rapport.
Sedan såg jag en signal och Jack Homan, röstradiooperatören meddelade mig att vi hade kontakt.
Från Apollo 13 kom svaret ”OK, Joe ……” vidarebefordrat igen från våra radioapparater till Houston och resten av världen. Inte mycket, men till och med ett så snett svar räckte för att låta världen känna rymdskeppet och dess besättningar hade överlevt. I en tid innan satellit-TV, telekonferenser och Internet var det lätt för oss i molnen på 30 000 meter över splashdown-zonen att visualisera andning som återupptas i Houston och runt om i världen.
Dunn drog slutsatsen, "Varför skulle Ron Howard lämna ett så dramatiskt ögonblick ur sin film? Det finns ett riktigt mysterium! "
Imorgon: Isolera överspänningstankarna
Tidigare artiklar i denna serie:
Del 4: Tidigt inträde i Lander
