아폴로 13호

계획의 초점

아폴로 13호의 착륙 지점은, 직경 80 km의 프라 마우로 크레이터가 있는 프라 마우로 고지로 예정되어 있었다. 여기는 과거에 거대한 운석이 충돌했을 때, 지하의 용암이 분출한 것에 의해서 형성되었다고 생각할 수 있는 작은 언덕에서, 지질학적으로 극히 흥미로운 샘플을 채집할 수 있다고 기대되었기 때문에 후보로서 선택되었던 것이다. 프라 마우로에의 착륙은 다음의 아폴로 14호로 실현되었다.
아폴로 13호는, 실은 발사 직후부터 문제를 발생시키고 있었다. 우선 제 2단 로켓 S-II의 중앙 엔진이 예정보다 2분 빨리 연소를 정지시켜 버렸다. 그렇지만 이 때는 주위의 4기의 엔진이 자동적으로 연소시간을 연장해, 궤도를 수정했기 때문에 위험 상태까지는 도달하지 않았다. 후의 분석에 의하면 고장의 원인은 공진에 의하는 것으로, 엔진의 진동은 68 G, 16 Hz라는 위험한 수준에까지 달하고 있었다. 엔진을 지지하는 프레임은 76mm 도 비뚤어져, 제 2단을 공중분해 시킬 수 있을 만큼의 것이었지만, 이 진동에 의해서 센서가 압력을 과도하게 낮게 표시했기 때문에 컴퓨터가 자동적으로 엔진을 정지시켰던 것이다.
이것보다 작은 진동은 아폴로 13호 이전의 비행에서도 일어나고 있었지만(또 그것은 제미니 계획 초기의 무인 비행의 단계로부터 발생하고 있어 로켓 고유의 현상이다고 생각되고 있었지만), 아폴로 13호에서는 터보 펌프 안에서 공동 현상이 발생한 것에 의해 진동이 확대된 것이다.이 때문에 후의 비행에서는, 아폴로 13호의 시점에서는 아직 개발 도중이었던 진동 억제 장치가 설치되게 되었다. 동시에 압력 진동을 감소시키기 위해 액체 산소의 공급 라인 안에 헬륨 가스의 저장탱크를 설치해 고장이 발생했을 때에 중앙 엔진을 자동적으로 정지시키는 장치를 마련했고, 또 모든 엔진의 연료 밸브를 간소화하는 등의 개선을 도모할 수 있었다.

사고 발생

지구로부터 321,860km 떨어졌을 때, 2개가 있는 기계선의 산소 탱크 중 하나가 갑자기 폭발했다. 비행사가 제 2 탱크의 교반기의 스위치를 넣었을 때, 내부의 전선이 합선해 테플론제의 피막이 발화했던 것이다. 압력은 눈 깜짝할 순간에 한계치의 7 MPa 를 넘어 순간적으로 폭발했다. 무엇보다 이것은 나중에 사고 조사위원회의 분석에 의해서 밝혀진 것으로, 비행사들은 이 시점에서는 운석이 충돌했던 것이라고 생각했다.
이 폭발에 의해 1번 탱크도 손상되었다. 계기판의 잔량 표시는 천천히 내려가고 있었고, 수 시간 후에는 기계선의 산소는 완전하게 비어 버릴 것이었다. 관제센터는 비행사가 미터의 표시를 읽어 내리는 것을 중단시켜 내용물을 유지하는 것을 최우선으로 시켰다.
만약 기계선의 산소가 없어져 버리면, 사령선에 탑재되고 있는 것을 사용하지 않을 수 없게 된다. 그러나 그것은 기계선을 떼어낸 뒤 대기권 재돌입 시에 필요하게 되는 것으로 약 10시간분 밖에 준비되어 있지 않다.그 때문에 관제센터는 사령선의 기능을 완전하게 정지시켜 달 착륙선으로 피난하도록 비행사들에게 지시했다. 이 순서는 지상에서의 훈련에서는 몇 번이나 행해지고 있었지만, 설마 그것을 실행할 때가 온다고는 아무도 생각하지 않았다. 만약, 아폴로 8호 시와 같이 착륙선이 존재하지 않았으면, 비행사들은 목숨을 잃었을 것이다.
이 사고에 의해 월면 착륙은 불가능하게 되었다. 대신에 달의 중력을 이용하는 자유 귀환 궤도에 오르면 신속하게 지구에 귀환하는 것은 가능했다. 아폴로 13호는 당초는 이 궤도에 오를 예정이었지만, 프라 마우로에 착륙하기 위해 계획의 초기 단계에서 궤도가 변경되었었다. 자유 귀환 궤도로 돌아오기 위해서는 기계선의 엔진을 분사해 가속해야 하지만 문제는 중요한 로켓이 어느 정도의 손상을 입고 있는가 하는 것이 전혀 짐작이 가지 않는 것이었다. 그 때문에 달 표면에 최접근한 뒤 2시간 후에 착륙선의 강하용 엔진을 사용해 PC+2라는 분사를 행하기로 결정되었다.
(달 착륙선에는 45시간 분의 액체 산소가 들어 있는 산소 탱크가 있다. 즉 이틀에서 조금 못 되는 분량이다. 정확히 말하자면, 3시간 분이 부족한 것이다) 착륙선은 본래는 2명의 인간이 우주에 2일간 체류하도록 설계되고 있어 3명의 인간이 4일간이나 생존할 수는 없었다. 그러나 산소에 대해서는 그만큼 걱정할 필요는 없었다. 착륙선은 비행사가 달 표면에서 활동할 때, 일단 내부에 돌아온 뒤 다시 선내를 가압시키거나 하는 과정을 위해 산소는 충분한 양을 탑재하고 있었기 때문이었다. 문제는 전력이었다. 사령선과 기계선의 전력원이 연료 전지였는데 비해 착륙선은 산화은 전지를 사용하고 있었다. 연료 전지는 부산물로서 물이 생성된다. 이 물은 음료수로서 이용되는 것 뿐만 아니고, 기기의 냉각에도 이용된다. 그러나 산화은 전지에서는 물을 얻을 수 없기 때문에, 대기권 재돌입 직전까지 전지의 출력은 최저한도에까지 억제되어 비행사들도 물을 마시는 것은 극히 삼가지 않으면 안 되었다.
또 하나의 문제는 수산화리튬(LiOH)이었다. 우주선내에서 인간이 생존하기 위해서 필요한 물질은 산소 만이 아니다. 비행사들이 호흡을 할 때마다 선내에는 이산화탄소(CO2)가 방출된다. 그것을 제거하기 위한 필터에 사용되고 있는 수산화리튬의 양은, 착륙 선내에 탑재되고 있는 분만으로는 귀환에 필요한 양에까지는 도저히 맞지 않는 것이었다. 예비용은 선외의 격납고에 놓여 있어, 통상은 달 표면 활동을 할 때에 비행사가 취하러 가지만 아폴로 13호는 선외 활동을 할 만한 전력의 여유가 없었다. 다만, 사령선에는 충분한 예비용이 있었다. 그렇지만 여기서 문제가 되는 것은, 사령선의 여과 장치는 착륙선과는 규격이 완전히 차이가 나는 것이었다.
사령선의 필터는 사각형 모양이어서, 그대로는 착륙선의 원형의 것에 장착할 수 없었다. 그 때문에 지상의 관제관들은, 선내에 있는 남은 골판지나 비닐 봉투를 껌 테이프로 붙여 맞추어 카트리지를 제작하는 방법을 고안해 그것을 만드는 방법을 구두로 비행사들에게 전했다. 이렇게 해 완성시킨 임시적인 필터를 비행사들은 메일 박스라고 불렀다.
또 전력을 최저한도까지 떨어뜨렸기 때문에 선내의 온도는 극단적으로 낮아져 버렸다. 이 때문에 공기 중의 수분이 응결되어 계기판 위에 무수한 결로가 발생했다. 이 물방울은 다음에 사령선을 재기동할 때에 회로를 합선시키는 원인이 되는 것은 아닐까 염려되었지만, 아폴로 1호의 화재 사고 이후 사령선에는 안전 대책이 철저하게 실행되고 있었기 때문에 문제가 될 것은 없었다.
귀환의 직전, 후의 분석을 위해서 사진을 찍을 수 있도록 우선 최초로 기계선을 떼어냈다. 비행사들이 놀란 것은, 산소 탱크와 수소 탱크를 가리고 있는 커버가 전부 없어져 있던 것이었다.
착륙선 아쿠아리우스를 떼어낸 후, 사령선 오디세이는 무사히 태평양에 착수했다. 다른 두 명은 건강 상태에는 문제는 없었지만, 헤이스 비행사는 수분의 보급이 부족했기 때문에 요로 감염증에 걸려 있었다. 관제센터는 우주선의 궤도에 영향을 주지 않기 위해 선외에 소변을 투기하지 않게 지시하고 있었지만 비행사들은 그것을 오해하고 지구에 귀환할 때까지 소변을 보는 것을 참고 있었다.
월면 착륙의 본래 목적은 달성할 수는 없었지만, 폭발이 발생한 것이 달로 가는 도중의 일로, 착륙선의 물자가 충분한 상태였던 것은 불행 중의 다행이었다. 만약 착륙선을 떼어낸 후에 폭발이 일어났으면, 비행사들이 살아날 확률은 없었다.
또 다른 말로, 비행사들의 생명은 고장에 의해서 구해졌다고 말해도 괜찮다. 발사로부터 대략 46시간 40분 후, 제2 산소 탱크의 잔량 표시는 내부의 절연체의 손상에 의해 100% 의 값을 나타내고 있었다. 고장의 원인을 찾기 위해 비행사는 폭발의 원인이 된 저온 탱크 교반의 조작을 했지만, 이 조작은 본래의 예정에서는 월면 착륙의 뒤에 행해지는 것이었다.

견인료

착륙선을 제작한 그러먼 사는, 사령선을 제조한 노스 아메리칸 록웰 사에 대해, 달로부터의 귀환의 대부분을 착륙선이 견인했던 것에 대해 총액 31만 2,421 달러 24 센트의 청구서를 발행해, 아폴로 13호가 무사하게 귀환한 후, 파일럿 샘 그린버그가 쓴 운송장과 함께 송부되었다. 운송장에는 20% 의 관공청을 위한 할인과 만약 노스 아메리칸이 현금으로 일괄해 지불하는 경우에는 2% 의 할인을 하는 취지가 쓰여 있었다. 이것에 대해 노스 아메리칸은, 「당사의 사령선이 아폴로 10호, 11호, 12호의 비행의 귀환로에 착륙선을 견인했을 때에는, 요금의 지불은 일절 요구하지 않았다」면서, 그러먼 사의 청구를 거절했다.

미션의 기장

아폴로 13호의 기장에는, 로마 숫자로 「XIII」라고 기록된 계획 번호와 3마리의 천마가 아폴로의 전투 마차가 되고 우주를 달리는 모습이 그려져 있다. 또 짐 러벨이 해군 군인인 것으로부터, 해군사관학교의 교훈 「Ex scientia tridens(지식으로부터, 바다의 힘을)」을 차용하고, 「Ex luna, scientia(달로부터, 지식을)」이라는 표어가 쓰여 있다. 아폴로 계획 전체에서, 기장에 비행사의 이름이 쓰이지 않은 것은 아폴로 11호와 아폴로 13호 뿐이었지만, 원래 탑승할 예정이었던 켄 매팅리 비행사가 발사 이틀 전에 병으로 교체되었기 때문에, 이것은 오히려 행운이었다. 디자인을 한 사람은 화가인 루멘 윈터로, 자신이 이전에 그린 뉴욕의 호텔의 벽화를 바탕으로 해 이 도안을 디자인했다. 이 벽화는 후에 「아폴로 13」으로 짐 러벨의 역을 연기한 배우 톰 행크스가 구입해, 현재는 짐 러벨의 아들이 경영하는 시카고의 레스토랑에 장식되어 있다.

우주선 잔해

귀환 후, 사령선 내의 기계류는 사고 조사를 위해서 모두 떼어내졌다. 대신에 수중 탈출 훈련으로 사용된 BP-1102 A라는 기체의 계기류가 탑재되어 파리의 항공 우주 박물관에 전시되었다. 그 다음은 켄터키주 루이스 빌딩의 국립 역사 과학 박물관에 옮겨져 2000년에는 본래의 계기류가 다시 탑재되고 , 현재는 캔자스주 핫틴손의 박물관에 전시되고 있다.
착륙선은 1970년 4월 17일 대기권에 재돌입해 소멸되었다. 그 때, 달표면 실험장치군의 동력인 소형 원자력 발전 장치가 태평양에 낙하하도록 제어되었다. 연료의 플루토늄은 대기권에서 모두 불타지 않고, 뉴질랜드 북동쪽의 통가 해구의 바닥에 가라앉아, 향후 2,000년간은 방사선을 계속 방출할 것으로 예측되고 있다.

문화

아폴로 13호와 관련되는 에피소드는 1998년에 아폴로 계획을 그린 「지구에서 달까지(From the Earth to the Moon)」라는 일련의 텔레비전 시리즈 중에서 「우리는 계획을 중지했다(We Interrupt This Program)」라는 제목으로 드라마로 만들어졌다. 내용은 계획을 세부에 걸쳐서 충실히 재현하려고 한 것으로, 극히 다큐멘터리 성격을 지녔다.
짐 러벨과 제프리 클루거의 공저 「없어진 달」은, 1995년에 「아폴로 13」이라는 제목으로 영화가 만들어졌다.감독은 론 하워드로, 짐 러벨 선장은 톰 행크스, 헤이스 비행사는 빌 팩스톤, 스위거트 비행사는 케빈 베이컨, 비행 지휘자 진 크랜즈는 에드 해리스, 짐 러벨 부인은 카스 린 킨란, 켄 매팅리 비행사는 게리 시니스가 연기했다.
진 크랜즈를 비롯한 몇 명의 주요인물들은, 이 영화는 사실을 충실히 재현하고 있지만, 영화적으로 연출된 것도 군데군데 볼 수 있다고 평하고 있다. 기술적인 잘못도 지적되고 있고, 예를 들어 사고의 순간의 「휴스턴, 무엇인가 문제가 발생한 것 같다(Houston, we've had a problem.)」라는 러벨의 보고가, 「휴스턴, 문제가 발생했다(Houston, we have a problem.)」라고 되어 있는 것 등이다. 전미 영화 랭킹 등에서는 당초는 비판적인 의견이 많았지만, 후에는 아카데미상의 최우수 작품상, 조연 남우상(해리스), 조연 여배우상(킨란)에 노미네이트되어 최우수 편집상과 최우수 녹음상을 획득했다. 이 영화는 아폴로 계획이나 미국의 우주 개발의 역사에 관한 일반의 흥미를 환기했다고 말할 수 있다.
1974년에 공개된 「휴스턴, 문제가 발생했다(Houston, We've Got a Problem)」라는 영화는 완전한 픽션으로, "사고는 지상의 직원이 원인으로 계획의 스케줄은 완전하게 붕괴해 비행사들의 생명은 새로운 위험에 처해져 단지 뉴스의 기사와 나레이터 위주의 소리만이 사실을 전하고 있다"라는 것이었다.
1983년에는 「발사 10초전, 초읽기 속행：우주 세대의 노래」라는 제목의 카세트 테이프에 녹음된 가집이 오프 센타우르 프로덕션으로부터 발매되어 그 중에 「아폴로 13호의 발라드」라는 곡이 수록되었다.