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太陽神14號

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太陽神十四號
1971年2月，隨太陽神14號任務登上月球的艾倫·謝潑德與美國國旗合影（艾德加·米切爾拍攝）
任務類型載人登月（H類）
營運方美國太空總署[1]
國際衛星識別碼
  • 服務與指令艙：1971-008A[2]
  • 登月艙：1971-008C[2]
衛星目錄序號
  • 服務與指令艙：4900[3]
  • 登月艙：4905[4]
任務時長九天1分58秒
太空船屬性
太空船
製造方服務與指令艙：北美洛克威爾
登月艙：格魯門公司
發射質素46305公斤
着陸質素5208公斤
人員
人數3
乘組成員
呼號
  • 服務與指令艙：「小鷹」
  • 登月艙：「安塔瑞斯」
任務開始
發射日期世界協調時1971年1月31日，21:03:02
運載火箭農神5號SA-509
發射場甘迺迪太空中心39A號發射台
任務結束
回收方新奧爾良號兩棲攻擊艦
着陸日期UTC1971年2月9日，21:05:00
着陸地點南太平洋
27°1′S 172°39′W / 27.017°S 172.650°W / -27.017; -172.650 (太陽神14號濺落)
軌道參數
參照系繞月軌道
近月點16.9公里
遠月點108.9公里
週期120分鐘
月球軌道器
太空船組件服務與指令艙
入軌世界協調時1971年2月4日，06:59:42
脫軌世界協調時1971年2月7日，01:39:04
軌道34
月球著陸器
太空船組件登月艙
着陸日期世界協調時1971年2月5日，09:18:11
返回發射世界協調時1971年2月6日，18:48:42
着陸點弗拉·毛羅
3°38′43″S 17°28′17″W / 3.64530°S 17.47136°W / -3.64530; -17.47136
樣本質素42.8公斤
地表艙外活動2
活動時長
  • 合計：九小時22分31秒
  • 首次：四小時47分50秒
  • 第二次：四小時34分41秒
與登月艙對接
對接日期世界協調時1971年2月1日，01:57:58
分離日期世界協調時1971年2月5日，04:50:43
與登月艙上升段對接
對接日期世界協調時1971年2月6日，20:35:52
分離日期世界協調時1971年2月6日，22:48:00

從左至右：羅薩、謝潑德、米切爾

太陽神14號（英語：Apollo 14）是美國太空總署太陽神計劃的第八次載人任務和第三次登月任務，也是首次登陸月球高地。太陽神14號是最後一次「H任務」，出於科學目的在月球特定地點着陸，停留兩天並執行兩次月球艙外活動（又稱月球漫步）。

任務原計劃在1970年執行，但因太陽神13號事故及隨後的調查推遲，太空船因此修改。北美東部時區1971年1月31日（星期日），因天氣原因延遲40分2秒後，指令長艾倫·謝潑德、指令艙駕駛員斯圖爾特·羅薩和登月艙駕駛員艾德加·米切爾在下午4點03分02秒隨火箭升空，開始執行為期九天的任務。登月期間，乘組克服多種故障，若非如此，任務很可能也會失敗告終，進而整個太陽神計劃都可能因連續兩次任務失敗提前中止。

2月5日，謝潑德和米切爾乘登月艙在太陽神13號的原定着陸點弗拉·毛羅高地降落。太空人在兩次月球漫步期間共收集43公斤月岩並部署科學實驗。兩人未能按計劃抵達圓錐環形山邊緣，雖然相差距離不遠，但還是令部分地質學家深感失望。謝潑德將兩枚高爾夫球和球棍帶上月球，太陽神14號任務最知名的時刻便是他在月球上打高爾夫。

謝潑德和米切爾前往月球期間，羅薩留在繞月飛行的服務與指令艙做科學實驗並為月球拍照，其中包括將來太陽神16號任務的着陸點。他攜帶成百上千的種子飛上太空，其中許多回到地球時已經發芽（所謂月亮樹便由此而來），隨後幾年種在世界各地。登月艙從月面起飛並與指令艙順利對接，太空船飛回地球，三名太空人於2月9日在太平洋安全濺落。

乘組和關鍵任務控制人員

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崗位（英語：Astronaut ranks and positions） 太空人
指令長 艾倫·謝潑德
第二和最後一次飛行
指令艙駕駛員 斯圖爾特·羅薩
第一和唯一次飛行
登月艙駕駛員 艾德加·米切爾
第一和唯一次飛行

太陽神14號任務指令長艾倫·謝潑德是水星計劃七人太空人，1961年5月5日成為首位經亞軌道飛行進入太空的美國人[5]。此後他因耳部疾病美尼爾氏綜合症停飛，擔任太空人辦公室主任，在1968年的手術成功後恢復飛行資格[6]。謝潑德登月時已47歲，不但是最年長的月球訪客，也是飛行時最年長的美國太空人[7][8][9]。

指令艙駕駛員斯圖爾特·羅薩執行太陽神14號任務時37歲，曾是空降消防員，後於1953年加入美國空軍。成為戰鬥機駕駛員後，他於1965年在加利福尼亞州愛德華茲空軍基地順利完成航空研究機師學校培訓，次年入選第五組太空人。[10]他還曾是地面控制中心與太陽神九號太空人交流的航天艙通訊員[11]。登月艙駕駛員艾德加·米切爾執行本次任務時40歲，於1952年加入美國海軍，兩年後開始駕駛戰鬥機。在航空母航戰鬥機中隊服役一段時間後，他返回本土在海軍繼續深造，同樣在完成航空研究機師學校培訓後入選第五組太空人。[12]米切爾曾是太陽神九號支援人員，還是太陽神十號的替補登月艙駕駛員[13]。

飛行任務成員辦公室主任、水星計劃七人成員迪克·斯雷頓本將謝潑德等三人指定為太陽神13號乘組，但美國太空總署高管認為謝潑德1961年後就再沒進過太空，需要更多訓練時間，所以安排三人執行太陽神14號任務。原本的太陽神14號組員，指令長吉姆·洛弗爾、指令艙駕駛員肯·馬丁利和登月艙駕駛員弗萊德·海斯成為太陽神13號主乘組，三人還曾是太陽神11號替補組員。[14][15]

太陽神十號的替補指令長戈爾登·庫勃也是水星計劃七人成員，曾是預計的太陽神13號指令長人選，但最終未能入選，據作家安德魯·柴金（Andrew Chaikin）記載，這主要是因為他對待訓練過於隨意[16]。太陽神十號替補指令艙駕駛員唐·埃斯利同樣未能獲得再度執行太陽神任務的機會，這很可能是因為他執行太陽神7號任務期間的失態舉動，以及事後搞到焦頭爛額的離婚[14]。

太陽神14號的替補組員包括指令長尤金·塞爾南、指令艙駕駛員羅納德·埃萬斯和登月艙駕駛員約瑟夫·恩格[17]。塞爾南和埃萬斯後來成為太陽神17號主乘組，恩格的位置由哈里森·施密特取代[18]，這主要是因為航太總署受到很大壓力要把科學家送上月球（施密特是地質學家），而且太陽神17號是最後一次登月飛行任務[19]。恩格曾駕駛X-15試驗機飛抵外太空邊緣，後於1981年駕駛航太總署的哥倫比亞號太空穿梭機重返藍天，執行STS-2太空穿梭機任務[20]。

水星和雙子座計劃期間，每次任務都包括主要和替補兩組人員。各乘組都應派人參加會議，但太陽神九號指令長占士·麥克迪維特認為部分乘組未能做到，所以從太陽神計劃開始增加人稱支援團隊的第三組太空人。[21]支援團體成員通常資歷較淺，負責整理並及時更新任務規則、飛行計劃和檢查清單[22][23]。太陽神14號的支援團體包括菲利普·查普曼、布魯斯·麥坎德利斯、威廉·波格及戈爾登·福勒頓[9]。

埃萬斯、麥坎德利斯、福勒頓和海斯負責在任務控制中心同太空人通話。海斯參與的太陽神13號任務因故障中止，未能抵達月球，但他的訓練對太陽神14號太空人很有參考價值，兩次任務着陸月球的位置相同。[24]如果太陽神13號一切順利，海斯就能取代米切爾成為登上月球的首位第五組太空人[25]。

太陽神計劃的飛行主管負責「採取任何必要措施確保乘組安全和任務成功」[26]，太陽神14號的飛行主管包括：皮特·弗蘭克（Pete Frank，橙隊）、格林·倫尼（Glynn Lunney，黑隊）、米爾特·溫德勒（Milt Windler，栗隊）和傑拉爾德·格里芬（Gerald D. Griffin，金隊）[9]。

規劃和訓練

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謝潑德站在用於模擬着陸的登月着陸訓練機前

太陽神13和14號的主要和替補人員都在1969年8月6日公佈[27]。太陽神14號原計劃在1970年7月執行，但這年一月預算削減導致太陽神20號任務取消，航太總署決定每年執行兩次太陽神任務，其中太陽神13號在這年四月發射，太陽神14號計劃在十或十一月開始[28]。

太陽神13號的事故引發調查，太陽神14號再次推遲。1970年5月7日，航太總署局長湯馬士·潘恩（Thomas O. Paine）宣佈太陽神14號發射至少要推遲到12月3日，着陸點與太陽神13號原訂地點接近。太陽神14號的太空人繼續訓練。[29]發佈事故報告後，航太總署認為有必要研究如何修改太空船，因此在同年6月30日宣佈太陽神14號至少推遲至1971年1月31日開始[30]。

太陽神14號乘組接到任務後一起訓練達19個月，創下太陽神計劃人員共同訓練時長新紀錄[31]。除標準訓練外，他們還必須監督太陽神13號事故調查後對服務與指令艙的變更，謝潑德安排羅莎監督大部分修改過程[32]。據米切爾事後回憶：「我們心知肚明，如果這次任務也失敗——不得不原路返回——太陽神計劃很可能就完了。航太總署絕對頂不住連續兩次任務失敗的打擊。我們感到責任重大，必須成功。」[33]

太陽神14號原計劃在澄海利特羅隕石坑附近着陸，科學家根據地貌估計這裏有火山。計劃在弗拉·毛羅高地圓錐環形山附近着陸的太陽神13號因故障提前中止，航太總署認為在圓錐環形山着陸比利特羅隕石坑更具科研價值。弗拉·毛羅高地源自形成雨海的撞擊事件，由撞擊產生的噴射物構成，科學家希望取得月球地下深處的樣本。圓錐環形山同樣是深度撞擊事件產物，但比弗拉·毛羅高地年輕，這裏規模龐大，足以掀開雨海撞擊事件以來積累的碎片，地質學家希望取樣斷代。太空船在弗拉·毛羅高地着陸前後還能從繞月軌道拍攝候選着陸點笛卡爾高地的相片，這裏之後成為太陽神16號的着陸點。後來的太陽神計劃都沒有前往利特羅隕石坑，只有太陽神17號着陸的陶拉斯-利特羅谷較為靠近。[34]與太陽神13號的原訂着陸點相比，太陽神14號着陸點距圓錐環形山略近[35]。

着陸點變更後，太陽神14號乘組接受的地質訓練隨之改變。太空人本在地球各地火山訓練，後改為隕石坑，如西德萊斯隕石坑（Nördlinger Ries）和亞利桑那州佛得谷（Verde Valley）的人造隕石坑太空人訓練場。謝潑德對參與訓練熱情不大，米切爾的情緒也受到顯著影響，所以訓練效果有限。哈里森·施密特認為，指令長當時心有隱憂，估計是十年沒有參加過太空飛行，以及太陽神13號近乎災難的失敗後確保新任務成功的心理壓力。[36]

參加地質訓練的謝潑德（左）和米切爾

羅薩的任務是在繞月軌道觀察月球並拍照，只需接受軌道飛行等訓練。他對地質學家法魯克·埃爾巴茲（Farouk El-Baz）訓練太陽神13號指令艙駕駛員馬丁利的做法很滿意，請埃爾巴茲來訓練他。兩人仔細研究月球地圖上服務與指令艙會經過的區域。謝潑德與米切爾前去地質訓練時，羅薩就乘飛機在訓練地點上空拍照和觀察。羅薩乘坐埃爾巴茲駕駛的T-38教練機觀察，飛行高度和速度同服務與指令艙在月球上空飛行契合。[37]

太陽神13號存在的另一個問題是最後時刻因傳染病調整乘組[38]。為防同類情況再發，航太總署為太陽神14號任務制訂飛行乘組健康穩定計劃。從火箭發射前21天開始，組員就住在佛羅里達州甘迺迪太空中心的宿舍，只能與配偶、替補組員、任務技術員及其他直接參與訓練的人員接觸。上述人員均需接受身體檢查並接種疫苗，組員活動範圍儘可能限制在甘迺迪太空中心和附近地點。[39]

服務與指令艙於1969年11月19日送抵甘迺迪太空中心，登月艙上升段21日抵達，下降段三天後送到，接下來是裝置檢查、測試和安裝[40]。1970年11月9日，頂部裝有太陽神太空船的運載火箭從航天器裝配大樓運到39A號發射台[41]。

硬件設施

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太陽神太空船

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1970年11月9日，太陽神14號的運載火箭送出航天器裝配大樓

太陽神14號太空船主體部分包括110號指令艙、110號服務艙和八號登月艙，其中指令艙和服務艙合併成110號服務與指令艙，呼號「小鷹」（Kitty Hawk），登月艙呼號「安塔瑞斯」（Antares）[42]。羅薩為服務與指令艙所選呼號與當年萊特兄弟首次飛行所在的北卡羅來納州小鎮同名，登月艙呼號與天蠍座恆星心宿二的英語名稱相同，由米切爾選中[43]，太空人之後需要利用這顆恆星定位飛船着陸月球[44][45]。此外，太空船還包括發射逃生系統和太空船與運載火箭配接器[46]。

太陽神13和14號太空船的變化比過去兩次任務間要多，這不單是因為太陽神13號發生事故，還因為太陽神14號在月表的活動更多[42]。太陽神13號的事故由氧氣罐爆炸引起，發射前罐內氣體加熱導致內部接線絕緣層受損，此前技術人員沒有發現氧氣溫度已經高到足以破壞絕緣，恆溫保護開關設計時考慮欠周到，不能適應地面測試期間施加的電壓導致失效。爆炸還導致另一個氧氣罐或其送氣管受損，致使內部氣體泄露。[47]

為解決問題，氧氣罐重新設計，恆溫保護開關足以應付所需電壓[48]。服務艙的一號托架還加裝第三個氧氣罐，與登月艙和指令艙側面相對，還配有能在緊急情況下防止氧氣外泄、只向指令艙供氧的隔離閥。各儲罐內的存量探測器由鋁製升級成不鏽鋼。[49]

太陽神13號的爆炸位置是四號托架，太陽神14號此處的電線裝進不鏽鋼護套。燃料電池供氧閥重新設計，將聚四氟乙烯塗層的布線與氧氣隔離。太空船和任務控制中心的監控系統也經修改，能更即時並顯眼地發出異常情況警告。[48]太陽神13號事故期間，太空人需要克服缺水少電的困境[50]，為此太陽神14號的指令艙加裝19升應急用水，服務艙加裝與登月艙上升段供電電池相同的應急電池；登月艙也經修改，能更方便地向指令艙輸送電能[51]。

登月艙下降段的推進劑貯箱加裝防晃動擋板，防止燃料不足警示燈像太陽神11和12號那樣過早亮起。登月艙的結構也有調整，配合月表使用的模組化裝置運輸車（Modular Equipment Transporter）等設施。[52]

運載火箭

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發射太陽神14號的農神5號運載火箭編號SA-509，與太陽神8至13號使用的火箭類似[53]。SA-509重295萬零867公斤，比太陽神13號的發射火箭重1730公斤，創下航太總署的新紀錄[54]。

太陽神13號發射火箭中央的J-2火箭引擎在二級階段因縱向耦合振動提前熄火，為避免這種情況再度發生，太陽神14號火箭中央引擎的液氧管線裝有氦氣儲罐，還有用來切斷髮動機的備用裝置，並在五個J-2引擎上增加簡化的二位推進劑控制閥[55]。

太陽神月球表面實驗封包及其他月面裝置

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太陽神14號攜帶的太陽神月球表面實驗封包（Apollo Lunar Surface Experiments Package）包含多種科學儀器和實驗裝置，如被動地震實驗包（Passive Seismic Experiment）、主動地震實驗包（Active Seismic Experiment）、超熱離子檢測器（Suprathermal Ion Detector），冷陰極電離真空計（Cold Cathode Ion Gauge）和帶電粒子月球環境實驗包（Charged Particle Lunar Environmental Experiment）。此外還有兩個不屬太陽神月球表面實驗封包的月表實驗包，分別是部署在太陽神月球表面實驗封包附近的激光測距反射器，以及第二次月球漫步時供太空人使用的手提式月球磁強計（Lunar Portable Magnetometer）。[56]太陽神12和13號都曾配備被動地震實驗包和冷陰極電離真空計，太陽神12號還配有超熱離子檢測器，太陽神13號配有主動地震實驗包，激光測距反射器曾在太陽神11號配備。手提式月球磁強計雖是首次使用，但與太陽神12號攜帶的裝置類似。[57]太陽神13號的登月艙在地球大氣層燒毀，攜帶的太陽神月球表面實驗封包也不例外[58]。部署太陽神月球表面實驗封包及其他裝置都是太陽神14號的任務目標[56]。

太陽神14號月表實驗封包中心控制站部置月球的近距離相片

被動地震實驗包類似太陽神12號留在月球上的同類地震儀，用於測量月球地震活動。登月艙上升段與指令艙分離後撞擊月面，這樣就相當於用已知質素和速度的物體撞擊月球已知方位，撞擊過程就能用於校準。太陽神14號的太空船進入繞月軌道後，第三級火箭將撞擊月表，啟用太陽神12號留在月球上的儀器。兩台地震儀與後來太陽神任務留在月球不同位置的地震儀組網。[59]

主動地震實驗包分成兩部分，也能測量地震波。第一部分是組員在距太陽神月球表面實驗封包中心控制站不同方向各94米位置部署的三個地震檢波器，組員部署完畢回途期間每隔4.6米就發射一枚月震炸藥；第二部分是四門效能不同的迫擊炮，能根據實驗需要開炮撞擊不同距離位置。科學家希望通過撞擊產生震動波，進而提供地震波在月球岩層中傳輸的數據。迫擊炮原計劃在太空人返回地球後發射，[60]但為避免影響其他實驗最終沒有發射。後來的太陽神16號成功部署類似實驗並行射迫擊炮。[61]手提式月球磁強計是在第二次月球漫步時使用，用於測量月球不同位置的磁場[62]。

超熱離子檢測器檢測月表源自太陽風及其他途徑的離子，與用於檢測月球大氣層是否隨時間推遲變化的冷陰極電離真空計合在一起。帶電粒子月球環境實驗包檢測太陽傳達到月球表面的質子和電子粒子能量。[63]激光測距反射器充當激光束的被動目標，用於測量地球到月球的距離，確定距離會如何隨時間推遲變化[64]。時至今日，只有太陽神11、14和15號留在月球上的激光測距反射器仍在向地球送回數據[65]。

夥伴二級生命保障系統（Buddy Secondary Life Support System）隨太陽神14號首度飛上太空，系統由軟管套件組成，一旦謝潑德或米徹爾的生命保障系統背包故障，兩人可以利用夥伴二級生命保障系統共用冷卻水。如果出現這種緊急情況，生命保障系統背包故障的太空人能從備用氣瓶獲得氧氣，夥伴二級生命保障系統則能確保他不需要用氧氣降溫，延長氧氣淨化系統使用壽命。[66]過去任務的氧氣淨化系統還裝有內部加熱器，但因毫無必要而在太陽神14號取消[67]。

太陽神14號太空人還把人稱「岡加丁」（Gunga Din）的水袋帶上月球，在出艙前插入頭盔內部，以便他們在月球漫步時飲水[66]。太陽神13號也曾攜帶岡加丁，但直到謝潑德和米切爾才首度在月球上使用[68]。謝潑德是將指令長條紋太空服穿上月球的第一人，條紋呈紅色，位於雙臂、雙腿和頭盔上，如果太陽神13號一切順利，這份榮譽本該屬於洛弗爾。這些條紋是為區分相片中身穿太空服的太空人。[69]

模組化裝置運輸車

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謝潑德和模組化裝置運輸車

模組化裝置運輸車是只在太陽神14號任務使用的兩輪手推車，用於方便太空人攜帶工具、設施和月岩。之後的太陽神任務改用內建動力的太陽神月球車。[70]

模組化裝置運輸車在月表打開後約長2.2米，寬99厘米，高81厘米，所配加壓橡膠輪胎寬10厘米，直徑41厘米的，內充氮氣，氣壓約一萬帕斯卡[71]。這種輪胎由固特異開發，人稱實驗月球輪胎模型，是首次在月球使用。滿載的模組化裝置運輸車約重75公斤[72]。停車時，車輪和兩條車腿一起形成四點支撐，穩定車輛[71]。

任務重點

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太陽神14號升空

發射並飛向繞月軌道

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世界協調時1971年1月31日21點03分02秒，太陽神14號在甘迺迪太空中心39A號發射台升空[42]，發射時間因天氣又推遲40分2秒，在太陽神計劃中尚屬首次。此次發射把握的發射窗口略短於四小時，原訂發射時間19點23分是在發射窗口剛開始的時候。如果未能把握此次發射窗口，太陽神14號就至少要等到三月才能出發。太陽神12號是在惡劣天氣下發射並遭兩次雷擊，所以發射規則收緊對天氣的要求。在場觀看發射過程的包括美國副總統斯皮羅·阿格紐和西班牙王子、未來的西班牙國王胡安·卡洛斯一世。[42][54]為彌補天氣延誤的時間，儘量讓各項活動遵照原計劃時間，太陽神14號縮短軌道時間飛往月球。火箭發射剛過兩天後，任務計時器調快40分3秒。[73]

火箭抵達軌道後，第三節火箭關閉，太空人在重新啟動火箭切入地月轉移軌道前檢查太空船，火箭點火後開往月球。接下來服務與指令艙同第三節火箭分離，羅薩通過換位元運算將艙體轉向，與登月艙對接後整個太空船再同火箭分離。羅薩已經多次練習艙體轉向，想要重新整理最節省推進劑的對接操作紀錄。但他把艙體輕靠在一起時，對接功能卻不起作用。此後兩小時他反覆嘗試，地面控制中心也發來建議。如果不能將登月艙與火箭分離，太空人就沒有辦法登月，這樣連續兩次任務都以失敗告終，太陽神計劃很可能提前結束。[74]任務控制中心建議太空人收回對接探頭後再次嘗試，希望此時兩艙接觸能觸發閂鎖。方法果然有效，不到一小時後，連接登月艙的完整太空船便同火箭分離。[75]火箭此後撞向月球，撞擊發生在任務開始剛過72小時後，太陽神12號留下的地震儀記錄超過三小時振動[76]。

乘組設定飛船朝弗拉·毛羅高地進發。任務啟動60小時30分鐘後，謝潑德與米切爾進入登月艙檢查裝置，並拍下服務與指令艙的廢水排放，這次排放是為太空實驗室的顆粒污染研究做準備[76]。太空船在地月轉移段兩次中途校正，第一次點火持續10.19秒，第二次0.65秒[77]。

繞月軌道和下降

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從「小鷹」號觀察「安塔瑞斯」號

任務啟動81小時56分41.7秒後（世界協調時2月4日6時59分43秒），服務艙的服務推進系統（Service Propulsion System）點火370.84秒，將太空船送入遠月點313公里、近月點107.6公里的繞月軌道。火箭發射86小時10分52秒後的第二次點火，將太空船送到遠月點108.9公里、近月點16.9公里的軌道，準備分離登月艙。太陽神13號任務提前中止，所以太陽神14號是服務與指令艙首次直接將登月艙推進至近月軌道。此舉主要是出於登月艙要在崎嶇地形着陸的安全考慮，能夠增加太空人的懸停時間。[77]

登月艙在近月軌道與指令艙分離後出現兩個嚴重問題。首先，登月艙電腦開始收到故障開關發出的中止資訊。美國太空總署認為，這可能是因為漂浮在開關和觸點之間的微小焊錫球引起短路，導致登月艙電腦收到錯誤中止資訊。即時解決方案是敲擊開頭旁邊的面板，但僅短暫恢復工作就馬上再度短路。如果下降引擎點火後問題仍未解決，電腦就會認為故障屬實並啟動自動中止程式，將上升段與下降段分離並把登月艙升回軌道。航太總署和麻省理工學院的軟件團體匆忙尋找解決方案。軟件依靠實線連接，所以不能從地面升級。修複方法是讓系統以為中止操作已經啟動，進而不再響應傳入的自動中止訊號。太空人接下來仍然可以駕駛登月艙，但如果真的需要中止，他們就必須手動操作。[78]米切爾輸入修複方法，距原計劃的點火時間只剩幾分鐘[79]。

第二個問題發生在引擎點火推動登月艙下降期間，登月雷達未能自動鎖定月表，這樣導航電腦就無法取得登月艙高度和垂直下降速度這些至關重要的資訊。太空人反覆啟動登月雷達斷路器，最後裝置在距月表約6700米時終於取得訊號。根據任務規定，如果降至1000米登月雷達仍不起作用就必須中止任務，不過謝潑德可能會無視規則堅持登月。他藉助登月雷達轉動登月艙，實際着陸點與目標位置非常近，在所有太陽神登月任務中最為精準。[80]

月表作業

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太陽神14號着陸點全景圖

謝潑德踏上月表後表示：「經過漫漫長路，我們終於來了」[81]。受通訊系統故障延誤，首次月球漫步在着陸五小時後才於世界協調時1971年2月5日14點42分開始，其後大部分時間用於拆卸裝置、部署太陽神月球表面實驗封包、安插美國國旗[82]，以及安裝模組化裝置運輸車並裝載裝置。地球上能看到這些活動的電視轉播，但月球漫步後期圖像畫質趨於惡化。[83]米切爾部署主動地震實驗包的地震檢波器線路，解開並安放兩條從太陽神14號月表實驗封包中心控制站向外延伸的94米線纜，接下來發射人工月震炸藥，產生的振動能讓地球科學家了解月球岩層深度和成分。全部21枚引爆器有五枚未能發射。[84][83]太空人在返回登月艙途中收集並記錄月岩樣本，拍下取樣地點相片[82]。首次月球漫步時長四小時47分50秒[83]。

米切爾在月球上研究地圖

太空人本以為着陸點地形平坦，對實際起伏地面頗感意外，這也對第二次月球漫步造成困難。謝潑德和米切爾拖着模組化裝置運輸車前往圓錐環形山邊緣，但兩人用於導航的環形山從月表觀察與地圖上差異很大，這些地圖是根據繞月軌道拍攝的俯瞰鏡頭繪製。此外，兩人一直高估走出的距離。電視攝像放像機留在登月艙附近，所以任務控制中心和航天艙通訊員海斯對此一無所知。謝潑德和米切爾擔心月球漫步時間有限，監控表明兩人呼吸沉重，心跳加速。他們登上山脊，原以為這就是環形山邊緣，但卻看到後面還有更多的類似地形。米切爾認為環形山邊緣肯定就在附近，但兩人都已筋疲力盡，海斯指示他們就地收集樣本開始返回登月艙。事後分析兩人拍攝的相片後，科學家認定他們最近時離環形山邊緣不到20米。[85][86]月球勘測軌道飛行器拍攝的相片也顯示兩人及模組化裝置運輸車一度到達環形山邊緣不到30米處[87]。謝潑德和米切爾遇到的困境說明有必要提供帶導航系統的月表運輸工具，已計劃隨太陽神15號登上月球的太陽神月球車就能滿足要求[88]。

回到登月艙附近及電視鏡頭內後，謝潑德開始他計劃多年的特技表演，這很可能也是太陽神14號最為後世銘記的活動[89]。他帶來六號高爾夫鐵杆頭和兩顆高爾夫球，在應急採樣杆上安裝杆頭充當高爾夫球棍。因艙外活動太空服的靈活程度有限，他只能多次單手揮杆。月球的引力很小，他興高采烈地宣稱第二球飛出「好幾哩遠」。[90]米切爾接下來也像擲標槍一樣擲出手柄，「標槍」和其中一枚高爾夫球都落在隕石坑內，米切爾所投距離稍遠。謝潑德事後在接受採訪時表示，另一顆高爾夫球落在太陽神月球表面實驗封包附近。[91]第二次月球漫步共持續四小時34分41秒[92]。

月表電視轉播顯示謝潑德打高爾夫球

部分地質學家很高興太空人能夠非常接近環形山，在任務後的檢疫期間就給三人送來整箱蘇格蘭威士忌，但後來檢閱樣本卻對他們的熱情潑下冷水。謝潑德和米切爾收集樣本的記錄不足，地質學家有時根本沒辦法分辨各樣本取樣位置[93]。另據唐·威廉斯（Don Wilhelms）記載，大部分地質學家對太空人在圓錐環形山所取樣本不滿意，特別是在太空人還有時間電視轉播打高爾夫球的情況下。整個任務共用哈蘇相機拍攝417張相片，其中僅有16張是在環形山邊緣附近，「全部十公斤月岩中有九公斤就是一塊石頭（14321號樣本，又稱大伯莎），只有六塊石頭重量超過50克。也就是說，除14321號樣本外我們只有不到一公斤月岩，準確來說是962克，在我看來，太空人能到達這個位置意義重大（，可惜收穫太少）。」[89]地質學家李·西爾弗（Lee Silver）稱：「太陽神14號乘組態度不端正，對任務了解不夠，還受到飛行前相片資料不足的影響，而且他們沒有做好準備」[94]。李察·奧爾洛夫（Richard W. Orloff）和大衛·哈蘭德（David M. Harland）的著作認為，即便太陽神13號一切順利，洛弗爾和海斯的着陸點更遠，也不大可能到達比謝潑德和米切爾更靠近圓錐環形山的位置[35]。

太陽神14號採集樣本

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大伯莎（14321號樣本）是太陽神計劃收集的第三大月岩

太陽神14號共帶回43公斤月岩，其中大部分是角礫岩，由其他年代更久遠的岩石碎片組成。隕石撞擊時產生的熱量和壓力能把岩石碎片融合，形成角礫岩。角礫岩的碎片中包含少量玄武岩。與其他任務相比，太陽神14號取回的玄武岩大多鋁含量更高，有些鉀含量也更高。太陽神計劃收集的大部分月海玄武岩都是在30至38億年前形成，但太陽神14號的是40到43億年前形成，比太陽神計劃所至其他月海地點發生的火山活動更加久遠。[95]

2019年1月，研究結果表明重8998克的大伯莎很可能源自撞擊月球的地球隕石。大伯莎內確認存在地球上常見、但月球上非常罕見的花崗岩和石英。為確定樣本年齡，科廷大學研究組檢視大伯莎內部的鋯石礦物碎片。研究員亞歷山大·內姆欽（Alexander Nemchin）表示：「通過確定樣本中鋯石的年齡，我們判斷主岩大約是在40億年前形成，和地球上最古老的岩石差不多」，他還稱，大伯莎中鋯石的化學成份與其他月球樣本差異很大，與地球上發現的鋯石非常相似。這表明大伯莎很可能是已知最古老的地球岩石，而且是人類發現的第一塊地球隕石。[96][97]

繞月軌道任務

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繞月軌道上的「小鷹」號

羅薩獨自在「小鷹」號繞月球飛行近兩天，執行人類歷史上首批密集月球科學觀察任務，這些任務大多原計劃由太陽神13號完成[98]。「安塔瑞斯」號分離、指令長和登月艙駕駛員準備登月期間，羅薩在「小鷹」號點火服務推進系統，將服務與指令艙送到約110公里軌道，隨後變更軌道傾角補償月球自轉的影響[99]。

羅薩在繞月軌道拍照。月球地形相機本應拍攝大量月表相片，包括太陽神16號計劃着陸的笛卡爾高地，但相機快門很快發生故障，雖有休斯頓提供大量建議，但羅薩還是無法修復。約有半數拍照目標只能放棄，但羅薩還是利用哈蘇相機拍下笛卡爾高地的相片並確認這裏適合着陸。他還用哈蘇相機拍下太陽神13號三節火箭在蘭斯伯格隕石坑附近的撞擊點。[100][101]任務結束後的故障排查發現，月球地形相機的快門控制電路被小塊鋁污染，導致快門無法停止[102]。

羅薩在繞月飛行第17圈時看到「安塔瑞斯」號閃耀的陽光，以及登月艙在月表長長的陰影；第29圈又看到太陽神月球表面實驗封包反射的陽光[103]。他還拍下對日照和地球後方拉格朗日點的天文相片，驗證對日照是由拉格朗日點粒子反射產生的理論。他執行雙基地雷達實驗，還把「小鷹」號的甚高頻和S波段傳送器對準月球，訊號反彈後可由地球接收，以便了解更多月球岩層深度的資訊。[92][104]

返回、濺落和檢疫

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太陽神14號降落

世界協調時1971年2月6日18點48分42秒，「安塔瑞斯」號從月表升空[42]。起飛一小時47分鐘後，登月艙在軌道第一圈與「小鷹」號對接。太空人擔心此前遇到的對接問題重現，但第一次對接就成功，只不過登月艙用於導航的中止導引系統在對接前一刻失效。人員、設施和月岩樣本轉移到「小鷹」號後，上升段分離並撞擊月球[105][106]，太陽神12和14號留下的地震儀記下震波[107]。

世界協調時2月7日1點39分04秒，「小鷹」號在圍繞月球旋轉第34圈時點火350.8秒，切入月地轉移軌道[42][108]。太空人在此期間兩次測試氧氣系統，其中第一次用於確保氧氣罐在存氧少時仍能正常工作，第二次檢查氧氣罐在高流量下能否正常工作，這項功能是飛行期間艙外活動必須，會在太陽神15號及之後的任務中用到。此外，太空人還通過導航演習模擬通訊中斷後如何返回地球。所有測試和演習都順利完成。[109]米切爾在任務休息期間執行超感官知覺實驗，嘗試通過意念把帶上太空船的卡片圖像傳達給地球上四人，航太總署對此一無所知。他在任務結束後表示，四人中有兩人在200張圖片中說對51張，另外兩人成績更差，隨機比率應該只有40張正確。[110][111]三人在太空的最後一晚舉辦新聞發佈會，問題已經提前交給航太總署，此時由航天艙通訊員念給太空人聽[112]。

世界協調時1971年2月9日21點05分，「小鷹」號指令艙在美屬薩摩亞以南約1400公里洋面濺落。打撈上新奧爾良號兩棲攻擊艦後[113]，組員先飛到塔富納的帕果帕果國際機場，接着是檀香山，再到休斯頓附近的埃靈頓空軍基地（Ellington Air Force Base），所乘飛機帶有流動檢疫設施拖車，最後在月球物質回收和回歸太空人檢疫實驗所繼續檢疫[114]，直到1971年2月27日獲許離開[115]。太陽神14號組員是最後一批從月球返回後接受檢疫的太空人，也是唯一執行任務前後都經過檢疫的太陽神太空人[116]。

年輕時曾從事林業的羅薩將成百上千的樹種帶上太空，許多回到地球時已經發芽，此後作為紀念栽在世界各地，人稱月球樹（Moon tree）[117]。部分幼苗在1975和1976年贈予州林業協會，紀念美國建國二百周年[118]。

任務徽章

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太陽神14號太空飛行羅賓斯紀念銀章

太陽神14號的任務徽章呈橢圓形，上繪地球和月球[119]，還有離開地球飛往月球且帶慧星拖尾的太空人徽章[120]。邊緣是金色圓環，上有任務名稱和三名太空人的姓氏。任務徽章由讓·比尤（Jean Beaulieu）根據謝潑德所繪草圖設計。[119]謝潑德曾任太空人辦公室主任，徽章象徵所有太空人都通過他在精神上抵達月球[32]。

替補乘組自行設計惡搞版任務徽章，上面的威利狼鬍鬚灰白（代表任務期間已經47歲，創下最年長月球訪客紀錄的謝潑德）、大腹便便（代表體格矮胖的米切爾），一身紅毛（代表紅髮男羅薩）。威利狼還在趕往月球的路上，但代表替補組員的嗶嗶鳥已經抵達，所攜除美國國旗外還有「第一隊」字樣旗幟。[121]原本太陽神14號任務名稱的位置改為「BEEP BEEP」（「嗶嗶」），並附替補人員姓氏。替補組員把惡搞徽章藏在太空船上，飛行期間主乘組在筆記本，「小鷹」號和「安塔瑞斯」號的儲物櫃，甚至模組化裝置運輸車內都有發現。[81]其中一枚附在謝潑德主生命保障系統着陸月表，任務結束後，他把這枚徽章裝在名牌上送給塞爾南[121]。

硬件設施位置

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甘迺迪太空中心展示的「小鷹」號指令艙

「小鷹」號指令艙曾在佛羅里達州泰特斯維爾附近的美國太空人名人堂（United States Astronaut Hall of Fame）展示多年，後轉移到甘迺迪太空中心太陽神與農神五號中心展出[122]。服務艙再入地球大氣層後燒毀，沒有追蹤和目擊紀錄[123]。

第三節火箭於2月4日撞擊月球，撞擊點位於8°10′52″S 26°01′50″W / 8.181°S 26.0305°W / -8.181; -26.0305 (太陽神14號第三節火箭)[124]。登月艙上升段於世界協調時2月7日0點45分25.7秒撞擊月球，撞擊點位於3°25′S 19°40′W / 3.42°S 19.67°W / -3.42; -19.67 (太陽神14號登月艙上升段)[124]。「安塔瑞斯」號下降段及其他裝置留在弗拉·毛羅高地，坐標3°39′S 17°28′W / 3.65°S 17.47°W / -3.65; -17.47 (太陽神14號登月艙下降段)[4]。

月球勘測軌道飛行器2009年拍攝的相片於7月17日公佈。從相片上看，位於弗拉·毛羅高地的裝置在所有人造設施中最清晰，這主要是因為照明條件特別好。2011年，月球勘測軌道飛行器以更低高度再次經過太陽神14號着陸點，拍攝的相片解像度更高。[125]

參見

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參考資料

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註腳

[編輯]
  1. ^ Orloff 2004.
  2. ^ 2.0 2.1 Orloff & Harland 2006，第396頁.
  3. ^ Apollo 14 Command and Service Module (CSM) & NASA Space Science Data Coordinated Archive.
  4. ^ 4.0 4.1 Apollo 14 Lunar Module /ALSEP & NASA Space Science Data Coordinated Archive
  5. ^ Press Kit，第72–73頁.
  6. ^ Chaikin 1998，第341–343, 346頁.
  7. ^ Rincon 2011.
  8. ^ 1971 Year in Review: Apollo 14 and 15 & UPI.
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 Orloff & Harland 2006，第394頁.
  10. ^ Shayler & Burgess 2017，第61–62頁.
  11. ^ Moseley 2011，第112–114頁.
  12. ^ Shayler & Burgess 2017，第58–59頁.
  13. ^ Press Kit，第78頁.
  14. ^ 14.0 14.1 Slayton & Cassutt 1994，第236頁.
  15. ^ Chaikin 1998，第349頁.
  16. ^ Chaikin 1998，第347–348頁.
  17. ^ Press Kit，第79–83頁.
  18. ^ Chaikin 1998，第499頁.
  19. ^ Chaikin 1998，第449–450頁.
  20. ^ Shayler & Burgess 2017，第40, 325頁.
  21. ^ Slayton & Cassutt 1994，第184頁.
  22. ^ Hersch 2009.
  23. ^ Brooks, Grimwood & Swenson 1979，第261頁.
  24. ^ Shayler & Burgess 2017，第288頁.
  25. ^ Moseley 2011，第133頁.
  26. ^ Williams 2012.
  27. ^ MSC 69-56 & NASA 1969.
  28. ^ Apollo's schedule shifted by NASA; next flight in April & The New York Times 1970，第17頁.
  29. ^ 50 Years Ago: Apollo 14 and 15 Preparations & NASA.
  30. ^ Released by NASA Headquarters & NASA.
  31. ^ Chaikin 1998，第351頁.
  32. ^ 32.0 32.1 Chaikin 1998，第350頁.
  33. ^ Moseley 2011，第129頁.
  34. ^ Apollo 14 mission: Landing site & Lunar and Planetary Institute.
  35. ^ 35.0 35.1 Orloff & Harland 2006，第406頁.
  36. ^ Phinney 2015，第111–113頁.
  37. ^ Moseley 2011，第125–126頁.
  38. ^ Biographical Data & NASA 1983.
  39. ^ Press Kit，第85頁.
  40. ^ Mission Report，第B-2—B-3頁.
  41. ^ Granath 2016.
  42. ^ 42.0 42.1 42.2 42.3 42.4 42.5 Apollo 14 mission: Mission overview & Lunar and Planetary Institute
  43. ^ Mitchell 2014，第25頁.
  44. ^ Moseley 2011，第132頁.
  45. ^ Dick Lattimer & Call signs.
  46. ^ Mission Report，第A-1頁.
  47. ^ Orloff & Harland 2006，第372–375頁.
  48. ^ 48.0 48.1 Gatland 1976，第281頁.
  49. ^ Press Kit，第96–97頁.
  50. ^ Orloff & Harland 2006，第369–370頁.
  51. ^ Press Kit，第96–98頁.
  52. ^ Mission Report，第A-6, A-9頁.
  53. ^ Press Kit，第90頁.
  54. ^ 54.0 54.1 Woods, Hansen & Feist 2019.
  55. ^ Press Kit，第93頁.
  56. ^ 56.0 56.1 Press Kit，第27頁.
  57. ^ Mission Report，第A-11頁.
  58. ^ Moon‐rock project lost; equipment will burn up & The New York Times 1970，第29頁.
  59. ^ Press Kit，第27, 29, 31頁.
  60. ^ Press Kit，第31, 33頁.
  61. ^ Klemeti 2018.
  62. ^ Press Kit.
  63. ^ Press Kit，第34–35頁.
  64. ^ Press Kit，第35頁.
  65. ^ Apollo 14 mission: Science experiments—Laser Ranging Retroreflector & Lunar and Planetary Institute.
  66. ^ 66.0 66.1 Press Kit，第66頁.
  67. ^ Mission Report，第A-10頁.
  68. ^ Jones 2010.
  69. ^ Jones 2006.
  70. ^ Apollo Program Summary Report，第4-98頁.
  71. ^ 71.0 71.1 Press Kit，第68頁.
  72. ^ Celebrating 50 years of moon exploration & Goodyear 2019.
  73. ^ Woods, Hansen & Feist 2017.
  74. ^ Moseley 2011，第145–147頁.
  75. ^ Chaikin 1998，第354頁.
  76. ^ 76.0 76.1 Orloff & Harland 2006，第398頁.
  77. ^ 77.0 77.1 Orloff & Harland 2006，第399頁.
  78. ^ Adler 2019.
  79. ^ Chaikin 1998，第357–358頁.
  80. ^ Chaikin 1998，第358–359頁.
  81. ^ 81.0 81.1 Jones 1995.
  82. ^ 82.0 82.1 Apollo 14 mission: Surface operations overview & Lunar and Planetary Institute
  83. ^ 83.0 83.1 83.2 Orloff & Harland 2006，第400頁.
  84. ^ Jones 2017.
  85. ^ Climbing Cone Ridge—Where are we? & Apollo 14 Lunar Surface Journal.
  86. ^ Chaikin 1998，第369–377頁.
  87. ^ Lawrence 2009.
  88. ^ Shayler & Burgess 2017，第289頁.
  89. ^ 89.0 89.1 Wilhelms 1993，第254頁.
  90. ^ Chaikin 1998，第375頁.
  91. ^ Jones 2015.
  92. ^ 92.0 92.1 Orloff & Harland 2006，第401頁.
  93. ^ Chaikin 1998，第377–378頁.
  94. ^ Phinney 2015，第112頁.
  95. ^ Apollo 14 Mission Lunar Sample Overview & Lunar and Planetary Institute.
  96. ^ Bellucci et al. 2019，第173–185頁.
  97. ^ Gohd 2019.
  98. ^ Chaikin 1998，第361–364頁.
  99. ^ Mission Report，第9-19頁.
  100. ^ Moseley 2011，第159–160頁.
  101. ^ Mission Report，第9-20–9-22頁.
  102. ^ Mission Report，第14-42–14-43頁.
  103. ^ Mission Report，第9-20頁.
  104. ^ Mission Report，第4-1–4-3頁.
  105. ^ Press Kit，第8頁.
  106. ^ Orloff & Harland 2006，第401–402頁.
  107. ^ Mission Report，第12-13頁.
  108. ^ Mission Report，第1-2, 6-2頁.
  109. ^ Mission Report，第1-2, 7-3, 9-27–9-28頁.
  110. ^ Chaikin 1998，第356頁.
  111. ^ Astronaut tells of E.S.P. tests & The New York Times 1971，第22頁.
  112. ^ Moseley 2011，第166頁.
  113. ^ Wilford 1971，第1頁.
  114. ^ Crew of Apollo 14 to begin quarantine at Texas lab today & The New York Times 1971，第1頁.
  115. ^ Orloff & Harland 2006，第404頁.
  116. ^ Moseley 2011，第170–171頁.
  117. ^ Williams 2009.
  118. ^ Moseley 2011，第172頁.
  119. ^ 119.0 119.1 Lattimer 1985，第81頁.
  120. ^ Apollo 14 Emblem & National Aeronautics and Space Administration.
  121. ^ 121.0 121.1 Lotzmann & Jones 2005.
  122. ^ Location of Apollo Command Modules & Smithsonian National Air and Space Museum.
  123. ^ Orloff & Harland 2006，第403頁.
  124. ^ 124.0 124.1 Impact Sites of Apollo LM Ascent and SIVB Stages & NASA Space Science Data Coordinated Archive
  125. ^ Neal-Jones, Zubritsky & Cole 2011.

書籍

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網頁

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圖庫

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外部連結

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維基共享資源中相關的多媒體資源：太陽神14號

美國太空總署報告

多媒體

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