太空競賽！（5）：阿波羅 1 號-永未完成的旅程
「雙子星計畫」是美國為了登月所進行的中繼計畫，同時也是美國在太空競賽中反超蘇聯的關鍵。在這基礎之上，登月任務「阿波羅計劃」開始了。然而，這個計畫出師不利，第一場載人發射任務「阿波羅 1 號」還在測試階段就造成三名太空人喪生。
撰文｜許世穎
來源：Wikipedia / Apollo 1
● 雙子星計畫（Project Gemini）
美國前總統約翰．甘迺迪（John Kennedy）的著名演講「我們選擇登月」，將登月任務從太空競賽昇華到全人類的使命，獲取了美國人民對登月計畫的支持。
當時美國還在進行「水星計畫」，有能力一次將一位太空人送到太空繞行地球。但 NASA 規劃的登月任務一次需要三名太空人，而且還得打開太空船走入外太空。這之間有許多技術需要克服。1962 年 1 月「雙子星計畫（Project Gemini）」就此誕生，目標是為了未來的登月任務作準備。
雙子星計畫時期重新設計了太空船。首先，能乘坐的太空人由一位變成兩位，這就是取名為「雙子星計畫」的原因。另外，太空船可以調整上下、左右、前後，也能改變飛行軌道，不像水星計畫只能在固定的軌道平面上調整。內部的設備則依照功能「分艙」，將動力系統、生命維持系統獨立出來。
圖一、雙子星計畫太空船｜來源：Wikipedia / Project Gemini
雙子星計畫是美國在太空競賽中勝出的關鍵，如果將太空競賽細分為好幾個小階段的話，美國就是在雙子星計畫期間正式超車蘇聯，替未來的太空霸權奠下基礎。
● 阿波羅1號（Project Apollo）：永未完成的旅程
美國的登月任務就是著名的「阿波羅計劃（Project Apollo）」。在「雙子星計畫」的基礎下，「阿波羅計劃」必須再度升級太空船，最終目標是把三名太空人直接送到月球。
為了讓人類在太空船中也能順利呼吸，船艙內勢必要有氧氣。但若填充與地表上一樣成分、一樣壓力的大氣（氮氣加氧氣共 1 大氣壓），則必須要搭載大量的設備，成本會大幅提高。相較之下，如果太空船內部是純氧，那就只需少量的氧氣（約為地面壓力的三分之一），就能讓太空人順利呼吸，成本就可以降低很多。
如果外面的氣壓（約 1 大氣壓）比太空船內部的氣壓大的話，外面的空氣就很容易跑到太空船裡面，污染內部的環境。在太空中當然沒有這個問題，可是在地面上時就要特別注意。換句話說，理想上發射之前，船艙內部是一大氣壓的純氧，在發射過程中要慢慢減調整，最後到了太空中只剩下低壓的純氧。
其實太空船在地面上時，內部的空氣也可以是氮氣加氧氣的組合，不過一來設計會變得非常複雜，二來氮氣有可能在減壓過程中造成潛水伕病。因此在水星計畫、雙子星計畫中都是使用純氧，而阿波羅計劃也打算沿用。
不過純氧非常危險，哪怕是一點點的小火花，都會引發爆炸、釀成火災。
「阿波羅-農神 204 號（AS-204）」任務原定在 1967 年 2 月執行，目標是載三名太空人繞行地球，這是阿波羅計劃中第一個載人升空的任務，因此預定要命名為「阿波羅1號（Apollo 1）」。為了確保這個任務的安全，必須先進行一系列的測試。然而就在預定發射的前一個月，最後測試時出了意外，導致裡面的三名太空人喪生：維吉爾．格里森（Gus Grissom）、愛德．懷特（Ed White）及羅傑．查菲（Roger Chaffee）
圖二、阿波羅 1 號的徽章（左），以及三名不幸喪生的太空人（右）維吉爾．格里森（Gus Grissom）、愛德．懷特（Ed White）及羅傑．查菲（Roger Chaffee）｜來源：Wikipedia / Apollo 1
根據調查，這場火是太空船內的電火花引起的。一般狀況下，小小的電火花不致於引來熊熊大火。可是太空船內填充的是純氧，因此火勢一發不可收拾。在內部太空人回報火警的短短 14 秒後，就沒有任何回應了。
圖三、發生火災後的遺骸｜來源：Wikipedia / Apollo 1
火災發生時，船艙內的三名太空人當然都曾嘗試逃生，可是太空船的艙門有兩層，還用了 12 個門閂來固定，根本就無法在短短幾秒內打開。另外，艙門設計為「向內開啟」，目的是在太空中的時候，內部的氣壓可以將門向外壓緊迫，減少氣體外洩。可是當大火發生時，內部的氣壓也快速增加，把門緊緊壓住，因此所有的門閂真的都解除，也不可能打開艙門了。
圖四、阿波羅 1 號的艙門，有兩層，由內向外開，還用了 12 個門閂｜來源：Wikipedia / Apollo 1
這場大火讓NASA趕緊取消這之後的一系列載人任務，並對原先的太空船、太空衣進行改正。包括將太空船在地面時的空氣改為「氮氣加氧氣」，在升空過程中才慢慢轉為純氧。太空船的艙門也改為向外推出，並且可以在 10 秒內打開。太空衣、太空船中許多易燃材料也換成會自動熄滅的材料。太空船內的線路也做了改良，並外加強絕緣防護。
「阿波羅-農神 204 號（AS-204）」是原先計畫中的第一個載人升空任務，雖然在測試階段就出了意外而沒有發射，但在犧牲者的遺孀堅持下，NASA 決定保留「阿波羅 1 號」的任務名稱給它。原先有人建議乾脆把前面兩次無人飛行任務（AS-201、AS-202）也依樣改名叫阿波羅 2 號、3 號，但最後 NASA 並沒有採用，而是直接把下一次的無人飛行任務命名為「阿波羅 4 號」。因此阿波羅 2 號、3 號官方命名中並不存在。
當時在任的美國前總統林登．詹森（Lyndon Johnson）一直是登月任務的擁護者，在他的努力下，總體而言美國仍然持續支持登月的目標。而這場大火讓NASA在太空船的安全上做出了極大的改良，認真檢討整個飛行任務，修正了本來許多潛在的風險。隔年 10 月的「阿波羅 7 號」是NASA在這之後的第一個載人飛行任務，任務相當成功，也替 NASA 打了一劑強心針 [3]。
在這之後的阿波羅飛行任務中，再也沒有意外事故造成太空人死亡 [3]。
參考資料：
[1] Wikipedia / Project Gemini (2022.02.03)
[2] Wikipedia / Apollo 1 (2022.02.03)
[3] Wikipedia / Apollo program (2022.02.03)
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