阿波罗13号（英文：Apollo 13），是美国阿波罗计划中第三次载人登月飞船。阿波罗13号飞船于1970年4月11日发射升空，在空飞船飞离地球表面322000千米时，遭遇氧气罐爆炸事故。整个飞行任务中承担变轨任务最多的服务舱已经因爆炸受损，而选择登月舱的推进系统变轨则面临诸多限制。阿波罗任务团队选择了让飞船绕过月球背面再返回地球的方案，并且明智地选择了不再开启服务舱的发动机，使得飞船变轨到返回轨道成为可能。最终，登月舱的下降段发动机工作了30.7秒，重新建立了自然返回轨道，并在绕过月球后再次启动，使飞船能够提前10小时着陆，并把溅落地点从印度洋调整到太平洋。阿波罗13号飞船的3名航天员与地面控制中心的工作人员共同努力下，实现了奇迹般的脱险，最终于1970年4月17日成功返回地球。

中文名：阿波罗13号

外文名：Apollo 13

成员人数：3

发射时间：1970年4月11日世界时19:13:00

发射地点：佛罗里达州肯尼迪航天中心LC 39A

降落时间：1970年4月17日世界时18:07:41

降落地点：南纬21度38分 西经165度21分

地球轨道周期：88.07分钟

地球轨道倾角：33.5°

指令舱质量：28,945千克

登月舱质量：15,235千克

运载火箭：土星5号 SA-508

指令舱代号：奥德赛

登月舱代号：水瓶座

历史背景

阿波罗13号飞行任务标识

“阿波罗”工程是世界航天史上的一个重要里程碑，它把人类的足迹移上了另外一个星球。“阿波罗”工程始于1961年5月，至1972年12月结束，共组织了2万家企业、200多所大学和80多个研究机构约30多万人参加，历时11年，共耗资255亿美元。

研制进程

“阿波罗”工程包括运载火箭——“土星5号”和载人飞船——“阿波罗号”飞船两大部分。飞船总重45吨，由指挥船、服务舱和登月舱三部分组成。从1966年起，“阿波罗号”飞船共发射了17艘：“1号”至“3号”为试验用的模拟飞船；“4号”至“6号”为无人飞船；“7号”至“10号”为绕地球或月球轨道的载人飞船；“11号”至“17号”为载人登月飞船。

1969年7月21日，“阿波罗11号”飞船在月球静海西南角着陆，航天员阿姆斯特朗首先走下登月舱踏上月面，成为第一个到达月球的人。“阿波罗”工程总共把6艘飞船送到月球，12位航天员在月面上停留，使人类对月球的了解大大前进了一步。

飞行乘组

吉姆·洛威尔

吉姆·洛威尔

全名：小詹姆斯·亚瑟·洛威尔（James 'Jim' Arthur Lovell， Jr. ），昵称“吉姆”，阿波罗13号指令长，美国海军飞行员、试飞员、美国国家航空航天局宇航员。1928年3月25日出生于美国俄亥俄州克利夫兰，1952年以海军少尉军衔从美国海军学院毕业，1954年加入美国海军航空兵部队，担任F-2H战斗机的驾驶员。1958年1月，洛威尔在海军飞行测试中心（Naval Air Test Center，现美国海军试飞员学校，U.S. Naval Test Pilot School）接受为期六个月的训练，并以班级第一的成绩毕业，在帕图森河海军基地担任试飞员。同一年，洛威尔与其他109名试飞员一同参与水星计划的航天员选拔，但遗憾的是当时洛威尔胆红素偏高，没能胜出。1962年，洛威尔申请加入第二组宇航员选拔，这一次他成功晋级，担任双子星4号的替补驾驶员。1965年12月，洛威尔作为飞行员搭乘双子星7号升空，在轨时间14天。之后，由于双子星9号宇航员埃利奥特·希和查尔斯·巴塞特因坠机事故不幸罹难，洛威尔成为了双子星9A号的替补指令长。1966年11月，洛威尔作为指令长与后来大名鼎鼎的登月第二人——巴兹·奥尔德林搭乘双子星12号再度升空。

之后洛威尔担任了阿波罗计划的宇航员，他原本计划担任阿波罗9号的替补宇航员，由于飞船上出现技术问题，洛威尔被分配到阿波罗8号上担任指令舱驾驶员，提前开始了他的第三次飞行任务，他也由此成为了第一批绕月飞行的宇航员之一。洛威尔作为替补宇航员参与了阿波罗11号的训练活动，并准备指挥阿波罗14号登月，然而考虑到准备搭乘阿波罗13号的宇航员缺乏训练，美国航空航天局再次进行了人事调动，这才将洛威尔和两位搭档的飞行计划变更为阿波罗13号。

在阿波罗13号发生事故后，洛威尔和两位宇航员同僚成功将飞船轨道修正，期间他两度手动操纵登月舱的引擎和机动推进器，靠着在行动指令目录上作的计算，配合手表和舷窗作简单导航将飞船带到正常轨道上。他本人因为这次事故成为唯一一位两度抵达月球轨道却没能登月的宇航员，同时也创下了滞空715小时、经历太空日出269次的纪录，这个纪录直到1973年9月才被天空实验室3号的宇航员打破。

1973年，洛威尔以上校军衔从海军和航空航天局退役，在德克萨斯州休斯顿的休斯顿湾牵引公司（Bay-Houston Towing Company）工作，在1975年成为该公司的首席执行官，1977年担任菲斯克电话公司（Fisk Telephone Systems）的经理，后来又在森泰尔公司（Centel）任职，1991年退休时担任该公司副总裁。在1995年上映的电影《阿波罗13号》中，洛威尔本人客串了搜寻阿波罗13号的硫磺岛号两栖攻击舰舰长——用他本人的话说这与他的军衔正好对应（注：英语中海军上校与舰长恰好是一个词——“captain”） 。

杰克·斯威格特

全名：小约翰·莱昂纳德·斯威格特（Jack Leonard SwigERT， Jr. ），昵称“杰克”，阿波罗13号指令舱驾驶员，美国空军飞行员、试飞员，美国国家航空航天局宇航员、机械师、航空航天工程师。1930年8月30日出生于美国科罗拉多州丹佛市，1953年毕业于科罗拉多大学，随后加入美国空军，在日本和韩国服役，退出现役后加入美国空军国民警卫队，并先后在普拉特·惠特尼集团公司与北美航空公司担任试飞员。1965年，斯威格特从伦斯勒理工学院毕业并获得理学硕士学位，主攻航空航天工程方向，次年入选美国国家航空航天局第五组宇航员，1967年获得哈佛大学的工商管理硕士学位。斯威格特原本是被安排作为阿波罗13号的替补宇航员，但是，宇航局的医疗团队怀疑正式成员有感染麻疹的可能，而三人之中只有指令舱驾驶员肯·马丁利没有得过麻疹——换句话说他对麻疹没有免疫力，因此航天局高层决定撤换马丁利，让斯威格特替补。

阿波罗13号返回地球后斯威格特获得了总统自由勋章，1977年，他从航天局退休并投身政界。斯威格特终身未婚，也没有子嗣，1982年12月27日，他在代表共和党参加科罗拉多州的参议院议员选举期间，因淋巴癌去世，享年51岁 。

弗莱德·海斯

全名：小弗莱德·华力士·海斯（Fred Wallace Haise， Jr.），阿波罗13号登月舱驾驶员，美国空军飞行员、试飞员，美国国家航空航天局宇航员、航空航天工程师。海斯1933年11月14日出生于密西西比州比洛克西，1959年从俄克拉荷马大学获得航空工程学学位。他于1964年在美国空军试飞员学校下属的爱德华空军基地完成了研究生课程，还于1972年在哈佛大学商学院完成了PMD课程。他于1954年完成了美国海军的飞行训练，成为了一名美国海军陆战队的战斗机飞行员。1959年，海斯在美国国家航空航天局的刘易斯研究中心（Lewis Research Center）成为了一名航空研究飞行员，并于1963年在德来顿飞行研究中心（Dryden Flight Research Center）服役，1966年，还与杰克·斯威格特一道被选入第五组宇航员，他是同僚的第一个获得太空任务的人。海斯担任了阿波罗8号、阿波罗11号以及阿波罗16号的替补成员。1970年，海斯作为登月舱驾驶员参与了阿波罗13号任务。根据原本的计划，他还要在后来被取消的阿波罗19号任务中担任指令长。在1977年的企业号航天飞机任务中，海斯担任指令长。1979年6月，海斯从航空航天局退役，在格鲁曼飞机工程公司担任经理直到1996年退休 。

替补成员

美国替补宇航员同样接受任务训练，准备在主力成员无法执行任务时接替。

约翰·杨（John Young，曾执行双子星3号、双子星10号、阿波罗10号、阿波罗16号、STS-1以及STS-9任务）指令/服务舱驾驶员

杰克·斯威格特（Jack Swigert，曾执行阿波罗13号任务），指令长

查尔斯·杜克（Charles Duke，曾执行阿波罗16号任务），登月舱驾驶员

备份乘组

备份乘组并不接受任务训练，但被要求能够在会议时代替某位宇航员，并参与任务计划的细节敲定。他们也经常在任务被执行时担任地面通讯任务。

文斯·布兰德（Vance Brand，曾执行阿波罗-联盟测试计划、STS-5、STS-41-B以及STS-51任务）

杰克·洛斯马（Jack Lousma，曾执行天空实验室3号以及STS-3任务）

约瑟夫·科文（Joseph Kerwin，曾执行天空实验室2号，STS-85任务）

成员变更

肯·马丁利是原计划中的指令/服务舱驾驶员，但是他由于接触了麻疹，在发射前3天被杰克·斯威格特替换。他后来成为担任了阿波罗16号任务的指令舱驾驶员。

飞控主任

白队：吉恩·克兰兹（Gene Kranz，首席飞控主任）

黑队：格林·伦尼（Glynn Lunney）

褐队：米尔特·温德勒（Milt Windler）

金队：格瑞·格里芬（Gerry Griffin）

美国总统尼克松与乘组合影

指令长：吉姆·洛威尔

杰克·斯威格特

弗莱德·海斯

阿波罗13号飞船乘组

飞船系统

“阿波罗”号飞船由指挥舱、服务舱和登月舱三个部分组成。

指挥舱

指挥舱是航天员在飞行中生活和工作的座舱，也是全飞船的控制中心。指挥舱为圆锥形，高3.2米，重约6吨。指挥舱壳体结构分为3层：内层为铝合金蜂窝夹层结构，中层为不锈钢蜂窝夹层隔热层，外层为环氧-酚醛树脂烧蚀防热层。舱内充以34.3千帕（0.35大气压）的纯氧，温度保持在21~24℃。

指挥舱分前舱、天员舱和后舱三部分。前舱内放置着陆部件回收设备和姿态控制发动机等。航天员舱为密封舱，存有供航天员生活14天的必需品和救生设备。后舱内装有10台姿态控制发动机，各种仪器和贮箱还有姿态控制、制导导航系统以及船载计算机和无线电分系统等 。

服务舱

服务舱前端与指挥舱对接，后端有推进系统主发动机喷管。舱体为圆筒形，高6.7米，直径4米，重约25吨。服务舱采用轻金属蜂窝结构，周围分为6个隔舱，容纳主发动机、推进剂贮箱和增压、姿态控制、电气等系统，主发动机推力达95.6千牛（9.75吨力），由计算机控制用于轨道转移和变轨机动。姿态控制系统由16台火箭发动机组成，它们还用于飞船与第三级火箭分离、登月舱与指挥舱对接和指挥舱与服务舱分离等 。

登月舱

登月舱由下降级和上升级组成，地面起飞时重14.7吨，直径4.3米，最大高度约7米。

①下降级：由着陆发动机、4条着陆腿和4个仪器舱组成。着陆发动机推力可在4.67~46.7千牛（476~4760公斤力）范围内调节，发动机摆动范围为6°。着陆腿末端有底盘，上面装有触地传感器。下降级内还装有着陆交会雷达和4组容量为400安时的银锌蓄电池。

②上升级：为登月舱主体。航天员完成月面活动后驾驶上升级返回环月轨道与指挥舱会合。上升级由航天员座舱、返回发动机推进剂贮箱、仪器舱和控制系统组成。航天员座舱可容纳2名航天员（但无座椅），有导航控制通信生命保障和电源等设备座舱，前方有舱门，门口小平台外接登月小梯。返回发动机推力为15.6千牛或1590公斤力（不可调），可重复起动35次。姿态控制系统包括16台小推力发动机。仪器舱装有两组容量为296安·时互为备份的银锌蓄电池 。

阿波罗飞船各舱段

阿波罗飞船登月舱

阿波罗飞船指挥舱

阿波罗飞船指挥舱

阿波罗飞船指挥舱

火箭系统

土星5号运载火箭

土星5号运载火箭（英文：Saturn-5 ，又称：Saturn V ），是20世纪60~70年代美国国家航空航天局（NASA）在阿波罗计划和天空实验室计划两项太空计划中研制使用的大型多级液体燃料运载火箭。

土星5号运载火箭总高110米，第一级直径10米，总发射质量2910吨；土星五号由三级火箭组成，第一级火箭采用的是液氧/煤油推进剂发动机，总推力约3400吨；第二级使用氢氧发动机，总推力约450吨；第三级使用氢氧发动机，推力约90吨。

土星5号超重型运载火箭是仅次于苏联能源号运载火箭的推力第二大运载火箭。在1967~1973年间共发射了13枚“土星5号”运载火箭，保持着良好的发射记录。共有9枚“土星5号”运载火箭将载人的“阿波罗”号宇宙飞船送上月球轨道。土星5号”运载火箭的生产线于1970年关闭。“土星5号”的最后一次发射是在1973年，该次发射将“天空实验室”空间站送入了近地轨道。续任者太空发射系统（SLS系统），号称史上最强运载火箭系统。

起飞升空

1970年4月11日，美国中部时间下午13:13，一再更改发射时间的阿波罗13号飞船发射升空。一开始，一切看上去井然有序。尽管出现一些小问题，但任务正常进行了下去。

阿波罗13号任务开始时也曾出现过一次不甚闻名但同样危险的事故。第二级火箭燃烧时，中间的5号推进器提前关闭了，使其他四台推进器必须延长燃烧时间。工程师们事后发现这个问题的起因是纵向耦合振动，而这种情况足以把第二级火箭撕裂。当时推进器承受着16赫兹的频率，68G的重力，发动机架被拉长了约7.6厘米（3英寸）。幸运的是，震动导致了推进器压力降低，控制电脑自动将其关闭。小幅度的纵向耦合振动也曾在之前的阿波罗任务中出现过（甚至在最早的巨人-双子星无人任务时就被认为是潜在的问题），但在阿波罗13号时涡轮泵中的气穴与纵向耦合的非正常作用时震动幅度加大。后来的任务中，火箭进行了反纵向耦合修改（阿波罗13号之前就已经在进行），解决了这一问题。修改是在中间推进器的液体氧线上添加一个氦气储存罐，以降低振动的几率，并保证在这一办法无效时5号推进器会自动关闭，以及在所有五个第二级火箭推进器上简化的燃料阀门。

土星5号火箭

氧罐爆炸

在阿波罗13号前往月球的航程中，离地球321860千米时，服务舱的二号氧气罐发生爆炸。 当时指挥中心要求三位太空人搅动氧气罐，以确保氧气均匀分布。斯威格特搅动氧气罐后，损坏的氧气罐特氟纶绝缘电线起火，使氧气罐内气压增加（标准气压为7百万帕）导致爆炸。爆炸的确切原因不明，一种说法是小行星击中了服务舱乃至于登月舱。

爆炸同时也损坏了服务舱其余部分，一号氧气罐尤其严重。爆炸后，指挥/服务舱失去了两个氧气罐中所有的氧气。服务舱里的氧气是指挥/服务舱供电系统的必要部分，换句话说，航天器的电力在爆炸后便所剩无几。指挥舱里还有返回大气层时所需的电池，但只能使用约十小时。由于电力必须留待返航大气层时使用，所以三位太空人不得不把登月舱当作“救生艇”。登月舱作为“救生艇”的步骤在阿波罗13号出发不久前才刚开始有模拟训练。

阿波罗13号登月舱

阿波罗13号飞船

阿波罗13号飞船

艰难返回

航天器受损使原定在弗拉·毛罗高地的登月任务被迫取消。指挥中心有人提议立刻让航天器掉头并加速返回地球。但是整个航天器上唯一有直接掉头所需推力的服务推进系统（SPS）位于发生事故的服务舱尾部，由于损坏状况不明，点燃推进系统有再次引起爆炸的风险，为了安全考量，指挥中心决定不使用推进系统。他们选择利用月球引力返航，绕过月球背面再让航天器进入自由返航轨道。为了进入自由返航轨道，必须校正一次飞行轨道；正常情况下会使用服务推进系统来校正轨道，但由于事故影响，在工程师团队长时间研究后，指挥中心决定使用登月舱的降落火箭。绕过月球后，登月舱降落火箭被点燃，进行PC+2（PeriCynthion，近月点+2小时）燃烧，以加速返回地球。返回地球途中登月舱降落火箭再次点燃，以完成一次简单的轨道校正。

如何操纵严重受损的航天器安全返回地球是三位宇航员和地面指挥人员最大的难题。登月舱原本只设计供两名宇航员使用两天，如今却有三名太空人要靠它存活四天。登月舱上用以过滤二氧化碳的氢氧化锂过滤器无法负荷这种需求。尽管指挥舱另有备用过滤器，但它们与登月舱上的接口形状不同。在二氧化碳浓度不停升高的情况下，地面指挥即时想出了解决办法，他们指导太空人用太空船上仅有的物资拼装连接起两种不同形状的过滤装置，成功降低登月舱的二氧化碳浓度。

在航天器逐渐接近大气层时，航空航天局作了一个特殊决定：拍摄服务舱的照片以便分析事故起因，先抛弃服务舱而不是常态下应先被抛弃的登月舱。当三位太空人首次看到服务舱时，他们惊讶地发现燃料电池和氧气罐上整块面板都被炸飞了。

地面指挥中心还担心返航途中为了省电关闭维生系统而失温的指挥舱，会因为水凝结导致电子控制系统短路，这无法预防，只有在系统重开机的当下才会知道系统是否顺利运作。幸运的是最后一切正常。

三位宇航员最终安全返回了地球，尽管海斯由于缺少饮用水以及排尿困难患了尿道感染必须住院。返回途中，三位宇航员被告知不可将尿液或其他液体排出舱外，因为在没有推进器校正轨道的情况下，这会影响航天器的运行轨道。

尽管事故本身非常不幸，但三位宇航员仍应该感到幸运航天器是在去月球途中出现问题，而非回程；否则他们在紧急情况下可调动的剩余资源会大大减少。如果服务舱的爆炸发生在绕月或返航途中，三位宇航员生还的机会非常渺茫。（若正常完成登月任务，登月舱会被抛弃，三位宇航员就没有救生舱）

矛盾的是，爆炸前氧气罐的另一次故障可能刚好救了阿波罗13号三位宇航员的性命。任务开始后46小时40分钟后，二号氧气罐指针读数异常，一度超过100%。为了找出原因，斯威格特被要求搅动氧气罐：这次额外的搅动原本会被安排在登月之后。如果真的是这样，洛威尔和海斯可能登月后就再也没有机会回到地球了。

航空航天局事后进行了详细调查，并修改了航天器设计以避免再发生类似事件。

阿波罗13号返回舱

阿波罗13号返回溅落

阿波罗13号返回溅落

阿波罗13号返回溅落

飞船影片

《阿波罗13号》（英文：Apollo 13）是美国环球影业公司发行的一部的纪实电影，由朗·霍华德执导，小威廉·布罗伊勒斯、阿尔·莱纳编剧，汤姆·汉克斯、比尔·帕克斯顿、凯文·贝肯、加里·西尼斯、艾德·哈里斯等主演。该片根据吉姆·洛威尔、杰弗里·克鲁格创作的回忆录《失去月球：阿波罗13号的危险之旅》（Lost Moon：The Perilous Voyage of Apollo 13）改编，讲述了1970年发射升空的阿波罗13号飞船在飞往月球的过程中，发生爆炸事故，三名宇航员——詹姆斯·洛威尔、弗莱德·海斯与杰克·斯威格特经历重重考验，九死一生回到地球的故事 。

《阿波罗13号》于1995年6月30日在美国首映，获得了极高的评价，全球票房收入高达355 200 000美元，并获得了次年的奥斯卡最佳电影剪辑、最佳音效奖以及另外九项提名。主角杰姆•弗洛尔由两届影帝汤姆•汉克斯扮演，他进行了长期的阅读与实验准备工作。正如他愿，他的演出让真正的太空英雄弗洛尔也大为赞赏。汉克斯又再次成为美国人民心目中的英雄偶像。本片荣获1996年奥斯卡金像奖最佳录音、最佳剪接奖，1996年芝加哥影评人协会最佳影片奖，并被评为1995年全美十大卖座片第3名 。

《阿波罗13号》电影海报

纪念邮品

世界多国发行关于阿波罗13号飞船的纪念邮票和纪念邮封。

也门纪念邮票

澳大利亚纪念封

卢旺达纪念邮票

美国航空航天局在挽救阿波罗13号飞船的过程中，拥有飞船的地面仿真模拟模型。地面人员依据通信信息调整地面模拟器环境参数以匹配阿波罗13号的实际受损情况，在地面模型上尝试解决方案并发送安全操作指令，最终引导航天员们安全返回地球。

在阿波罗计划中，高保真的模拟器和相关的计算机系统，以及持续通畅的通信数据流构成了一套初步的阿波罗13号地面孪生模型。在此基础上，美国航空航天局不断完善并于20世纪末正式提出“数字孪生”的概念，将其定义为“集成了多物理量、多尺度、多概率的系统或飞行器仿真过程”。 （光明网 评）

阿波罗13号的事故调查也带来了诸多启示。在营救航天员的过程中，地面控制中心在确保航天员安全的前提下，仍然头脑清醒地进行拍照，为查明故障原因留下了宝贵的资料。而发生故障的氧气罐在生成过程中的一系列错误决策都提醒航天任务的参与者，如何在工程进度与可靠性、安全性之间进行取舍。阿波罗13号留下太多的启示与回味，应当说，这次任务是所有航天人的宝贵财富。 （中国空间技术研究院 评）

阿波罗13号乘组安全返回