多样化的着陆地点

胡德良

艺术家的概念图：“阿波罗13”号上的航天员吉姆·洛弗尔和弗雷德·海斯正在探索月球上的弗拉·毛罗高地，“宝瓶”号登月舱显现在背景中。他们未实现的月球表面探索任务留给了后来的“阿波罗14”号机组人员阿尔·谢泼德和埃德·米切尔。

如果不是残酷的命运作祟，在将近半个世纪以前的4月，将要踏上另外一颗星球的第五个和第六个人就会在尘土覆盖的月球表面完成两次行走。执行载人登月计划的“阿波罗13”号发射升空后，本来计划利用4天时间在地月之间的太空中穿行370000千米，然后于1970年4月16日，指令长吉姆·洛弗尔和登月舱驾驶员弗雷德·海斯乘坐“宝瓶”号登月舱，完成人类历史上第三次登月计划。要不是那次差一点成为航天灾难的事件彻底改变了他们的任务，洛弗尔和海斯将会在一个叫作“弗拉·毛罗高地（Fra Mauro）”的地方进行两次舱外活动，他们将成为探索月球上山区高地的第一批航天员。多年后，提到那次航天任务的地点选择时，海斯告诉美国航空航天局说：“选择这个地点，是因为我们相信登月舱自身的性能及其可操控性。此外，如果想要采得合适的样品，你就不得不使采样地点多样化，这样才能得到想要的样品。”

如果不考虑多样化，弗拉·毛罗高地也算不上什么。

弗拉·毛罗高地的命名是为了纪念15世纪威尼斯制图师弗拉·毛罗，他绘制了旧大陆上最早的地图之一，而且相对准确。月球上跟他同名的这个地点明显不同于“阿波罗11”号和“阿波罗12”号的航天员探索的相对平坦、开阔的平原，这里崎岖不平，类似于月球风暴洋（Ocean of Storms）中地势低洼的岛屿。在20世纪60年代末，许多地质学家认为：从地质化学和形态学角度来看，自从45亿年前月球形成以来，其高地基本上没有变化。通过探索更加古老的、布满更多陨石坑的月球高地，洛弗尔和海斯希望能够发现月球表面上一些最古老的岩石。

1969年11月，“阿波罗12”号机组人员从月球轨道上对弗拉·毛罗高地进行了大范围拍摄。从宁静海（Sea of Tranquility）和风暴洋带回的样品在组分上跟月球上普通的平原材料有着明显不同，研究人员认为：由于月球高地上发生了大范围的陨石撞击，样品中的材料是经过长距离的猛烈喷射而来的。一个明显的例子是，一次陨石撞击在目标处形成了直径为1200千米的雨海盆地（Imbrium），该盆地的南部边缘位于“阿波罗13”号选定的弗拉·毛罗高地着陆点以北480千米处。事实上，研究人员认为，弗拉·毛罗高地的大部分地区是由来自那次古代大撞击的喷溅物构成的。有关雨海盆地形成之前月球的外壳是由什么组成的，洛弗尔和海斯相信，通过在这些丘陵地带的采样能够揭示一些重要的情况，并帮助确定那次碰撞发生的确切时间。

在所谓的弗拉·毛罗构造中，最重要的是科恩陨石坑（Cone Crater），它犹如一个敞开大口的饭碗，直径为300米。研究人员认为，此次撞击深深地钻入了雨海喷射物形成的一道山脊之中。美国航空航天局无人驾驶的轨道卫星拍摄的图片显示，这个陨石坑边缘上散布着来自雨海物质层内部深处的巨石。科恩陨石坑也是“阿波罗13”号任务的主要采样地点之一。海斯解释道：“通过对科恩陨石坑进行采样，在陨石坑外围放射状地形上采集到的材料将会是最深处的材料。如果是撞击面造成的，将会发生‘内外倒置现象。在放射状地形上采样的时候，较远处的物质才是陨石坑内最深处的材料；如果你在陨石坑近处边缘进行采样，你采集到的其实就是表面的物质。”

前往弗拉·毛罗高地和科恩陨石坑，涉及一项新的推进保护计划。以前的“阿波罗”航天任务进入的都是近圆形的轨道，高度约为110千米，然后登月舱与被称为“奥德赛”号的指令服务舱分离，开始驱动下降至月球表面。然而，在“阿波罗13”号航天任务中，飞船将进入一个椭圆形轨道，最高点为110千米，最低点仅为15千米。这样一来，将会有效消除“宝瓶”号登月舱进行降落轨道切入特技飞行的必要性，从而为洛弗尔提供15秒的空中盘旋时间，可用来选择合适的着陆地点。在接近着陆地点的过程中，洛弗尔将会越过300米宽的山脊，进入“镶嵌”着锥形陨石坑的地带，在被称为“二连坑”和“三连坑”的区域，找一片安全的平地着陆。

1970年4月13日晚上，“阿波罗13”号上搭载的两个氧气罐中的一个发生了严重的爆炸。如果没有发生那次爆炸，如果那次航天任务能够按照预期进行，那么在发射77.5小时之后，机组人员会在美国东部时间1970年4月14日19时38分进入月球轨道。差不多一整天之后，在“阿波罗13”号环绕月球第12圈期间，于东部时间15日17时29分，洛弗尔和海斯将会使“宝瓶”号登月舱跟“奥德赛”号指令服务舱分离，将指令舱驾驶员杰克·斯威格特单独留在月球轨道上。“阿波罗13”号的宣传资料夹中写着：“服务舱反应控制系统0.3米/秒径向向下的加力，将会使指令服务舱处于最大间距为4.6千米的等距轨道上。”大约1小时之后，斯威格特将要做环形加力，使“奥德赛”号处于96.3千米×114.8千米的轨道上。由于月球引力势的扰动，近两天之后，在“宝瓶”号登月舱返回时的上升阶段，预计这一轨道会几乎变为圆形。

与此同时，洛弗尔和海斯将在环绕月球第14圈时开始动力下降，通过下降引擎对登月舱实施制动，使其脱离下降轨道。关于这一点，有人解释说：“从动力下降启动到制动阶段结束，飞船将保持舱窗向上的方向，以便登月舱的着陆雷达数据可以连续地通过登月舱制导计算机得到整合，可以保持较好的通信。”在月球上方约2250米处，制动阶段将会结束，“宝瓶”号登月舱将会朝着“直立”的、艙窗向前的方向旋转，从而能够使机组人员看到着陆地点。

在接近登陆地点的过程中，随着从较高阶段进入较低阶段，“宝瓶”号登月舱将在大约30米的高度开始最终的垂直下降，这时候所有向前的速度都会被取消。根据“阿波罗13”号的新闻资料夹中记载的情况：打算在弗拉·毛罗高地着陆的时间是4月15日21时55分，大约相当于在离开地球103小时42分之后。预计着陆的地点位于弗拉·毛罗高地的陨石坑以北48千米处。