第755章 一步之遙

  第836章 一步之遙

  主導航台上的數據不斷變化。

  它們與火星之間的距離已經縮短到了最後一個階段，進取號即將結束長達90天的星際航行。

  準確來說，這是即將結束這段航行中最簡單的部分，真正具有挑戰的工作才剛剛開始。

  此前90天，進取號一直始終沿著一條以太陽為中心的轉移軌道飛行。

  地球和火星只是這條軌道兩端的起點和終點。

  飛船絕大多數時間都在太陽引力的主導下運動。

  現在火星引力開始越來越顯著地改變進取號的飛行軌跡。

  飛船即將從太陽中心參考系下的星際轉移進入一段以火星為主要參考天體的近距離飛行。

  如果他們什麼都不做，進取號將從火星附近掠過，在火星引力的作用下改變方向，然後重新進入到一條環繞太陽運行的軌道。

  

  從航天技術角度而言，這叫做飛掠。

  換一個容易理解的做法，就是好不容易飛了90天，結果在火星門口打了個轉，又飛走了。

  他們現在要做的事情是讓進取號在經過火星的時候減速，減到足夠慢，慢到火星的引力能夠把它留下來。

  這才叫進入火星軌道，才能近距離地看到火星。

  「巴茲，距離軌道捕獲還有多久？」林燃來到導航台前。

  奧爾德林回答道：「按照最新軌道結算，距離預定的近火點還有6小時17分鐘。」

  「偏差呢？」林燃接著問道。

  「在允許範圍內，近火點的高度預計是603公里，比任務計劃高3公里。」奧爾德林說。

  林燃：「誤差橢圓是多少？」

  奧爾德林看了眼計算機屏幕上顯示的數據：「已經收斂到我們可以接受的程度。

  地面最後一次定軌結果與我們光學導航的結果基本一致。」

  林燃點了點頭：「那就通知傑克。」

  奧爾德林拿起內部通話器：「傑克，起來工作！」

  「怎麼了？」幾秒鐘後，睡眠艙里傳來了洛斯馬含糊不清的聲音。

  「我們要到火星了。」

  「我知道。」

  「那你還睡？」

  「按照值班表，我還有37分鐘。」

  聽到洛斯馬的回答，林燃說：「告訴他，剩下的37分鐘由我批准取消。」

  奧爾德林笑著說道：「聽見了嗎？傑克，任務指揮官已經取消了你的睡眠權利。」

  洛斯馬的那頭傳來窸窸窣窣的起床聲：「馬上就到。」

  幾分鐘後，三個人全部出現在主控室。

  這是他們進入火星軌道前最後一次完整任務會議。

  按照原計劃，他們採取的是輪流睡眠。

  任何時刻保證兩名太空人清醒，一名太空人休息，但火星軌道捕獲是例外。

  在這項操作開始之前，他們已經提前兩天調整了睡眠安排，確保三個人在關鍵時間段都有相對充足的休息。

  接下來幾個小時，三個人必須都全程清醒，因為這一次操作所涉及的工作非常的重要。

  一不小心，不僅是任務出現問題，連帶著還有徹底回不去地球的風險。

  奧爾德林負責導航和飛行控制，洛斯馬負責主機推進系統、液氫供應、反應堆狀態以及其他飛船的關鍵系統。

  林燃則負責整個軌道捕獲程序，確認關鍵參數都正常。

  一但出現無法由預測程序解決的情況時，林燃將做最終決定。

  地球方面當然也會參與，但他們已經不可能依賴地球。

  當下進取號與地球之間的距離，使無線電信號單程傳播需要10多分鐘。

  隨便一個問題發回修斯敦，亨茨維爾收到以後花幾分鐘討論，然後發送答覆。

  進取號真正收到命令的時候，已經過去了半個小時。

  整個火星軌道捕獲過程也大概就只需要這個時間。

  所以如果他們在點火過程中遇到任何問題，唯一可靠的處理辦法就是自己決定。

  另外亨茨維爾給出的建議和林燃的建議衝突時，兩人會毫不猶豫地聽林燃的，而不是亨茨維爾的。

  林燃把任務程序調出來：「準備開始吧。」

  首先要確認的是，他們到底會從火星的什麼地方經過。

  進取號沒有採取首接朝火星中心飛過去的方式。

  因為這樣做雖然很簡單，但如果飛船沒有及時制動，他們就有可能撞上火星。

  所以早在幾千公里之外，他們就經過多次中途軌道修正，把進取號的飛掠軌道精確調整到了火星的旁邊。

  這個過程里最重要的一個概念叫做β平面，它不是真實存在的一張平面，而是航天導航使用的一種數學工具。

  可以把它理解為飛船在朝著火星接近的時候，導航員在火星附近建立了一張與入射速度垂直的假象平面。

  飛船最終從平面上的哪個位置穿過，就決定了它以什麼方向、什麼距離接近火星。

  選對位置，飛船就能從預定高度掠過火星，並且進入適合制動的位置。

  選錯位置，輕則軌道偏差很大，重則根本沒有機會完成捕獲。

  此前九十天，奧爾德林最重要的工作，就是不斷修正進取號在這張假想平面上的落點。

  如果只是他自己，那他肯定需要和亨茨維爾不斷溝通，把實時的數據傳回去，再等亨茨維爾的大型計算機把結果算好，傳到進取號上。

  但飛船上有教授。

  在計算問題上，教授和亨茨維爾的結果不一致，奧爾德林會通知地球，該喊IBM的工程師來修計算機了。

  「β平面參數確認，目標通過點和預定值相符，近火點高度六百公里，目標軌道傾斜角度六十五度。」奧爾德林說道。

  洛斯馬問：「六百公里是不是有點低了？」

  奧爾德林搖頭道：「不低。

  我們不會依靠火星的大氣減速。

  600公里已經足夠避開需要重點擔心的大氣阻力區域，又能讓我們在引力最有力的位置上進行主推進位動。

  我們需要火星的引力幫忙。

  核動力飛船的能源比傳統化學燃料要高效得多。

  但我們這次任務為了大幅度縮短航行時間，所以使用的是一條能量和要求很高的快速轉移軌道。

  代價就是我們抵達火星的時候，相對速度會遠遠高於其他普通的火星探測任務。」

  奧爾德林調出了最新的速度數據：「相對於火星的雙曲線剩餘速度，我們的速度達到了8.1公里每秒。」

  洛斯馬說了聲「酷」，然後說：「我們越接近火星會越快，等到了預定近火點的時候，速度豈不是要到9公里每秒？」

  奧爾德林補充道：「更具體點，是每秒9.3公里。

  而我們準備進入的第一條火星軌道，是一條遠近點高度相差很大的橢圓軌道。」

  奧爾德林做了個很大的手勢。

  「近火點是600公里，遠火點足足35000公里，軌道周期在26個小時。

  在這樣的軌道里，飛船經過近火點時的速度應該只有每秒4.4公里。

  也就是說，我們必須在經過火星的過程中，把相對速度削減每秒4.9公里。

  這意味著我們要燒掉非常多的氫。」

  按照進取號當前的質量、發動機比沖和推進劑儲備，這次捕獲所需的液氫將以百噸計。

  如果考慮發動機並非瞬間完成全部減速，還需要給實際點火過程留出餘量。

  這是一場昂貴得驚人的操作，三台核熱發動機必須連續工作數十分鐘，而且必須工作得足夠穩定。

  「我們為什麼要到近火點減速？」

  在地球上，因為知道即將要掠過火星，各個電視台也在做相關節目。

  克朗凱特所在的NBC，就邀請到了來自NASA的專家擔任嘉賓進行講解。

  「因為那個時候我們飛的最快，在高速位置進行同樣幅度的逆向速度改變，可以更有效地降低軌道能量。

  假如我們在距離火星很遠的地方開始減速，同樣消耗一份推進劑，不一定能得到相同的捕獲效果。

  而在近火點附近，飛船受到火星引力加速，速度達到局部的最高值。

  這個時候逆著飛行方向制動，改變軌道能量的效率最高。

  這就是奧伯特效應。

  我們不能隨便找個地方踩剎車，得找最合適的地方。」

  「所以教授他們能順利完成這一任務嗎？」克朗凱特問。

  來自NASA的專家說：「百分之百能完成，這對教授來說，沒有任何難度可言。」

  在靠近火星近火點的宇宙飛船上，林燃問：「地面最後一次軌道解發來了嗎？」

  奧爾德林切換到通信頁面，正在接收來自地球的最新數據包，很快傳輸完成。

  NASA沒有在最後時刻臨時設計一條新軌道，這不屬於他們的權限。

  在此刻有權這樣做的只有林燃。

  從地球傳來的數據是對之前已經確定的捕獲方案進行最後確認。

  包括最新的距離測量、無線電都卜勒測速結果、光學導航修正值以及火星引力模型帶來的微小影響。

  1971年的時候，水手9號就已經成功進入過火星軌道。

  那時候取得的觀測數據，就已經足夠用於現在的建模了。

  奧爾德林把地面數據與林燃計算的結果進行比較：「教授，誤差小干我們需要修正的閾值，不愧是亨茨維爾的計算機。」

  林燃覺得有點好玩，你難道不應該誇我嗎？沒有誤差怎麼能夸地面的計算機呢。

  「好的，維持當前航道。」

  接下來是推進系統檢查。

  核熱發動機與傳統的化學火箭發動機有很大的區別。

  化學發動機需要把燃料和氧化劑混合燃燒，利用高溫高壓燃氣推動火箭。

  進取號使用的核熱發動機不需要氧化劑參加燃燒，它的核心就是核裂變反應堆。

  反應堆產生巨大熱量，把液氫加熱到極高的溫度。

  氫在被加熱以後，經過噴管高速噴出產生推力。

  由於氫的分子質量很小，核熱發動機能夠獲得遠高於傳統化學火箭發動機的比沖。

  但它也有一個相當麻煩的地方，反應堆的工作狀態必須和液氫流量嚴格配合。

  如果反應堆功率已經提高，冷卻和推進所需的氫沒有及時進入。

  堆芯燃料元件就會面臨過熱的風險。

  所以核熱發動機的啟動，需要先確認液氫儲箱。

  「主儲箱壓力正常。」洛斯馬開始逐項讀取數據：「溫度正常，液位與質量估算相符，液氫輸送主管路壓力正常...」

  林燃聽完後問：「渦輪泵狀態？」

  「也通過了檢查。」洛斯馬說道。

  進取號的液氫被儲存在大型低溫儲箱裡。

  氫的沸點極低，長時間星際航行必須儘可能控制熱量進入儲箱，還要持續處理少量不可避免的蒸發氣體。

  九十天時間足夠讓很多不起眼的問題變成嚴重故障。

  「推進劑沉底程序準備。」洛斯馬說道。

  奧爾德林檢查了一遍姿態控制系統：「確認。」

  林燃問：「反應堆？」

  「中子通量監測正常。」

  「堆芯溫度傳感器正常。」

  9

  一連串的正常從洛斯馬口中說出。

  林燃又問：「停堆以後的餘熱冷卻？」

  洛斯馬抬起頭：「已經單獨確認。」

  這同樣重要。

  核裂變反應堆即使結束主要裂變功率輸出，也不會立刻變冷。

  裂變產物衰變釋放的熱量依然需要帶走。

  因此核熱發動機關閉以後，還需要按照程序繼續進行一段時間的冷卻。

  否則飛船在已經成功進入火星軌道以後，也可能因為關閉發動機的操作不當損壞堆芯。

  核是好東西，但需要萬分小心也是真的。

  蘇俄沒有工匠精神，搞出了車諾比，霓虹有工匠精神，但也搞出了福島核泄漏。

  林燃看了一眼檢查表：「很好，巴茲，飛行姿態準備。」

  「收到。」奧爾德林輸入指令，進取號的姿態控制噴嘴開始間歇工作。

  輕微的振動沿著飛船結構傳播，整艘飛船開始緩慢轉身。

  過去九十天，大多數時候，進取號都保持著適合巡航的姿態。

  現在它需要把主發動機產生的推力方向，轉向當前飛行速度的反方向。

  由於主發動機安裝在飛船尾部，發動機噴管將大體指向飛船原本前進的方向。

  這樣發動機點火以後，推力便會與運動方向相反，使飛船減速。

  這是一次真正意義上的剎車。

  只不過剎車的對象，是一艘重達數百噸、正在以每秒數公里速度接近火星的核動力飛船。

  姿態調整用了幾分鐘。

  奧爾德林沒有完全依賴自動控制系統。

  他重新檢查了慣性測量裝置，然後利用恆星跟蹤器和光學設備進行獨立校驗。

  「姿態誤差正在收斂，航向正確，滾轉角正確，角速度接近零，慣性平台穩定。」

  林燃問：「能進入點火姿態保持嗎？」

  「可以。」奧爾德林說。

  「那就進入！」林燃看著舷窗里已經變得清晰的火星表面：「巴茲，傑克，一步之遙。」

  （還有更新耶）