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今年五月,我去了亚利桑那州图森市的 Spacefest V,这是为数不多的活动之一,你最好特别关注你在大厅里遇到的老人,因为他们可能刚刚在月球上行走。一天下午,我看到一群孩子匆匆忙忙地冲下走廊,急着去游泳池,他们当然不知道大楼里有一群历史人物。他们的父母也不是。整个人只是小心翼翼地从摩托车上的老人身边经过,没有撞到他。他们谁也没有多看他一眼。这个人是斯科特·卡彭特,是第二个绕地球运行的美国人。

斯科特·卡彭特是美国宇航局首批宇航员之一,也是所谓的水星七号之一。但他并不是这个团体中最知名的名字。当然,约翰·格伦是第一个绕地球飞行的美国人,现在是他班上唯一幸存的宇航员。 Al Shepard 是美国第一位宇航员,也是唯一一位在月球上行走的水星宇航员。 Wally Schirra 是唯一一位完成了所有三个阿波罗时代计划的宇航员——水星、双子座和阿波罗。 Gus Grissom 的职业生涯引人入胜,直到他在阿波罗 1 号大火中英年早逝。 Deke Slayton 于 1962 年因心脏病而停飞,在执行 1975 年阿波罗-联盟号测试项目任务之前,他领导了宇航员办公室。 Gordon Cooper 在他的 Mercury 和 Gemini 飞行中创造了两项长时间飞行记录。

卡彭特只执行了一次任务,即 1962 年 5 月 24 日相对较短的三轨道水星飞行。一直存在的遗产是一名宇航员不服从命令,将任务和他自己的生命置于危险之中。 但这远不是一个公平的评估。 这个故事还有很多。

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极光7

卡彭特的飞行任务让他的同龄人有些意外。德克·斯雷顿原定在约翰·格伦之后飞行,但因心房颤动而退出飞行轮换。但是,美国宇航局没有将航班交给斯莱顿的后备飞行员沃利·希拉,而是将其交给了格伦的后备卡彭特。逻辑是,几个月来一直与格伦密切训练的卡彭特是该机构准备得最好的宇航员。鉴于任务的复杂性,这可能是一个不错的决定。

格伦已经证明,宇航员不仅仅是太空中的乘客,因此美国宇航局在其第二次轨道任务中决定真正将宇航员推向核心角色。凭借从格伦的飞行中获得的经验,并寻求收集尽可能多的科学数据,卡彭特的飞行计划很快就完成了。

他的任务充满了科学目标、实验以及不断将生物医学数据发送到任务控制中心。 Carpenter 还可以更好地控制他的航天器。通过结合偏航滚动动作,美国宇航局希望宇航员定位他的航天器以查看日出、昼夜地平线、地球地标,并找到某些恒星作为导航参考。该机构还希望他将他的航天器倒置,将头朝向地球进行迷失方向实验。其他科学实验包括释放一个拴在太空舱上的彩色气球,作为太空深度感知的测试,观察液体在微重力下的行为,使用专门的测光表测量地球上耀斑的能见度,通过天文台拍摄天气照片各种不同的过滤器,并研究气辉层。

随着发射日临近,卡彭特将他的航天器命名为 Aurora 7。极光也意味着黎明——在这种情况下是新时代的黎明。”他也恰好在科罗拉多州博尔德的奥罗拉大道和第七大道的拐角处长大。

使命

在凌晨 1 点 15 分的叫醒电话、特制的菲力牛排、荷包蛋、滤过的橙汁、吐司和咖啡的早餐,以及身体检查之后,卡彭特身上覆盖着生物医学传感器,并紧贴在他的银色飞行服中。由于大雾而导致的一系列停顿使原本完美无瑕的发射前倒计时停止,直到最后,在上午 7 点 45 分,载有极光 7 的阿特拉斯号呼啸而至,并将卡彭特带离地球。

卡彭特进入轨道后的首要任务是将航天器调回正常的向后飞行姿态,这种姿态保证了简单的逆火燃烧并返回地球。他的任务是手动执行此操作;格伦让他的机载电脑进行了这个动作,这让他消耗了大量的燃料。在太空飞行中,燃料是最珍贵的商品之一。

水星飞船的能力有限。它可以让一名宇航员活着,并通过其三个逆火发动机的一次燃烧将他送回地球,并通过围绕其三个轴旋转来改变其姿态。主要的姿态控制系统是自动稳定和控制系统(或 ASCS),它有 12 个推进器,以 32 磅过氧化氢燃料为燃料。计算机可以控制这个系统,或者宇航员可以使用电传操纵命令强制控制。有一个由 6 个推进器组成的辅助手动控制系统,以 23 磅的燃料为燃料。分离系统及其各自的燃料储存是美国宇航局纳入航天器的冗余之一,但它并非万无一失。危险在于一个称为双重权限控制的问题:宇航员可以在不关闭手动系统的情况下切换到电传飞行,从两个油箱中抽取燃料。

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但除了有限的燃料储存之外,还有更多的潜在问题。一系列仪器监测太空舱的方位,并将数据输入机载计算机,以供自动稳定系统保持其姿态。这些仪器读数和计算机的任何缺陷都会失去方向。

卡彭特在试图按照他打包好的飞行计划在轨道上旋转 Aurora 7 时,并没有意识到他的地平线扫描仪,该仪器以光学方式将俯仰姿态信息提供给他的机载计算机,偏离了大约 20 度。他也没有意识到,在按照飞行计划的规定在电传操纵和手动控制之间切换时,他在第一个轨道上使用了六次双权限控制。到他的第二个轨道结束时,卡彭特的燃料供应已经下降到令人担忧的低水平——大约 42% 在手动油箱中,45% 在自动油箱中。休斯顿告诉卡彭特,40 是一个神奇的数字。只要他在两个油箱中都有 40% 的燃料,他就可以按时进行逆火并在整个再入过程中保持他的航天器的方向。再少一点,任务就可能以灾难告终。

Carpenter 似乎并不担心他的低油位,但飞行总监 Chris Kraft 却是。随着飞行从任务控制中的控制台进行,卡夫特看着两个油箱中的数字稳步下降,通过卡彭特不断发送命令,要求卡彭特节省燃料。 Aurora 7 的计算机也担心燃油油位下降。在第一个轨道之后,它给了卡彭特一个低燃料警告灯。他立即用胶带盖住它,以免打扰他。

卡彭特继续进行预定的实验,并在他的第三个轨道上进入一段漂流飞行以节省燃料。在他最后一次飞越夏威夷时,他设法在两个油箱中保持了神奇的 40% 燃料。但他非常专注于将相机中的胶卷更换为最后一轮照片,并调查让格伦在飞行中困惑的“萤火虫”,以至于他迟到了开始他的预燃检查清单。就在此时,当他需要快速完成关键步骤时,卡彭特注意到了他的地平线扫描仪的缺陷。自动稳定系统无法保持再入所需的 34 度俯仰和零偏航姿态。解决这个新问题使他更加落后,当他使用电传操纵模式时,他忘记关闭手动系统。 10 分钟内,两个系统都在燃烧燃料。

Carpenter 设法让 Aurora 7 对准逆火,但这不是一个完美的方向,也不是及时;飞船向右倾斜了大约 25 度,燃烧开始晚了三秒。只是在逆火之后,卡彭特才注意到两个控制系统都在消耗燃料。此时,手动系统是空的,自动系统只剩下 10%。 Carpenter 谨慎地使用电传操纵来保持地平线在视线范围内,设法保持了 Aurora 7 的姿态。剩余的燃料被辅助阻尼模式消耗,该模式在航天器坠入大气层时最大限度地减少了振荡。

在 15,000 英尺处,卡彭特武装了他的主降落伞并在 9,500 英尺处手动展开。他在距预定溅落点约 250 英里的大西洋上轻轻着陆。在从美国宇航局得知回收人员至少还有一个小时的路程后,卡彭特选择离开狭窄、热的太空舱。他爬过 Aurora 7 的脖子,把救生筏扔进海里,然后扑通一声摔了下去。想到独自一人在大西洋的塑料筏上,卡彭特并不担心,他花时间独自思考这次飞行。三小时后,救援飞机抵达,海军潜水员游上救生筏时,一位平静的卡彭特从他的救生包中给他们提供了一些食物。

木匠玷污的遗产

尽管卡彭特知道他还活着,但卡夫特不知道,全国其他人也不知道。目前尚不清楚美国宇航局的第四次任务是否会成为其第一次死亡。当发现卡彭特还活着时,卡夫特松了口气,但很生气。他将这次任务的问题归咎于卡彭特的糟糕表现,称这位宇航员忽视了多次指示,以节省燃料并检查他的制导仪器。正如他在 2001 年的回忆录中所写的那样,卡夫特当时发誓,卡彭特再也不会在太空中飞行了。而他没有。卡彭特于 1963 年从宇航员团休假,然后于 1967 年完全离开美国宇航局。

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自 1963 年以来,卡夫特一直对卡彭特的罪行保持立场,而且他并不孤单。设计水星太空舱的 Max Faget 称卡彭特是一位比宇航员更好的诗人。去年,我遇到了前任务控制技术人员 Jerry Bostick 和 Glynn Lunney,向他们询问了 NASA 在飞行途中编写任务规则的故事,因为他们都在学习。他们告诉我这并不完全正确。水星当然是一种学习体验,但总是有一个飞行计划,尽管有些人,他们在向隔壁桌的卡彭特示意时低声补充道,没有遵守规则。

除了格伦之外,水星的其他宇航员也更多地支持卡夫而不是卡彭特。一路走来,Aurora 7 被昵称为“Stigma 7”,因为它给宇航员的集体声誉蒙上了阴影。下一个飞行的 Wally Schirra 将自己的个人目标定为证明宇航员在太空中的作用多于帮助而不是负担。他将他的航天器命名为 Sigma 7 以反映他对工程完美的目标,并于 1962 年 10 月 3 日,他在太空中漂流了六个轨道的大部分,并以惊人的速度降落在他的溅落目标点附近,并有足够的燃料可供使用。 Schirra 的任务并没有向 NASA 教授太空知识,但它返回了当时至关重要的工程信息。

围绕卡彭特飞行的争议说明了美国宇航局当时面临的一个更大的问题。 1962 年春天,航天局进行了两次亚轨道飞行和一次轨道任务,但尚未弄清楚人与机器在太空中的关系。一方面,任务控制中心的技术人员实时监控飞行的各个方面,绘制再入路径,并密切关注在发生紧急情况时他们可以将航天器安全带回家的时间和地点。另一方面是宇航员,所有经验丰富的战斗机飞行员都习惯于在不利条件下测试新飞机,并习惯于在瞬间做出挽救生命的决定。轨道上的宇航员想要指挥他的任务,但飞行主管也想要。通常,宇航员和飞行总监对工程数据的共同关注会缓和控制权的斗争。但卡彭特的情况并非如此。他对飞行实验的关注使他与卡夫公司产生了分歧。

关于这次飞行的一些争议不应该继续质疑卡彭特的能力或卡夫的控制本性。相反,关于 Aurora 7 不完善的燃料使用和超程着陆的问题应该被视为一个案例研究。这是一个很好的例子,说明航天机构在太空时代的早期是如何通过实践来学习的,以及两种管理任务的方式——一种是由地面上的工程师负责,另一种是由飞行员在空中负责——是如何形成的先。这也是不同类型的人如何处理太空飞行业务的一个例子——卡夫特坚定不移地关注工程精度,卡彭特则以飞行员的判断力和对我们星球的美丽和脆弱的非常人性化的欣赏。不幸的是,对于卡彭特来说,水星不是一个为满天星斗的宇航员准备的项目。

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Aurora 7 飞行后,宇航员与任务控制中心的合作进展缓慢。直到双子座计划,由于这些交会任务的复杂性,宇航员获得了更核心的作用,紧张局势才真正缓解,并建立了更好的工作关系。

真正的传奇

我在 2012 年 11 月的一次宇航员奖学金基金会活动中遇到了 Scott Carpenter。我不记得我对他说了什么,但我敢肯定,我是多么荣幸见到美国第一批宇航员之一,这是一些磕磕绊绊的评论。我有很多问题,但是当我坐在他旁边时,我想不出一个。因为无论他的名声如何,他仍然是在世界进入太空时代时站在最前沿的精英群体之一,而这些人是我二十多年来一直在读的。他再好不过了,摆姿势拍照并签署我的旧版《新海洋》,这是美国宇航局水星计划的官方历史,已成为非常珍贵的财产。

我的故事不是很好,但我很高兴我至少有一个关于与水星宇航员斯科特·卡彭特会面的故事。他于 2013 年 10 月 10 日去世,享年 88 岁。

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