纪念⼈类⾸次登⽉50周年,关于阿波罗⼯程的知识点全在这!
出品|新浪科技《科学⼤家》
撰⽂|庞之浩全国空间探测技术⾸席科学传播专家,神⾈传媒公司⾸席科学传播顾问,卫星应⽤产业协会⾸席专家,中
国⾸次太空授课专家团队组成员
2019年7⽉20⽇是⼈类⾸次登⽉50周年⽇⼦,这⼏天国内外都在开展各种形式的⼴泛纪念活动。
在当今美国要“重返⽉球”、建⽴⽉球空间站,其它国家也竞相探测⽉球的⼤背景下,⼈们更是不能忘怀阿波罗载⼈登⽉
对⼈类社会的政治、科学、技术、经济、⽣活和甚⾄精神等带来的巨⼤影响和促进作⽤。
就⽬前来看,美国“重返⽉球”计划还将⼤量借鉴阿波罗载⼈登⽉⼯程的经验和技术,许多当年的⽅案和技术即使在今天
也不过时。阿波罗载⼈登⽉⼯程将继续在各⽅⾯对全球影响多年,影响⼏代⼈。
庆祝阿波罗11号登⽉50周年标识(logo)。突出的两个字母O分别嵌套了⽉球和⽕星,寓意美国航空航天局先后探索的
两个星球,从“阿波罗”登⽉,到“重返⽉球”,再到未来登陆⽕星。下⼀个巨⼤飞越指下个时代探索重点:⽕星。三星代表
猎户座腰带上的三颗恒星。此标识由美国航空航天局图形艺术家马修·斯⾦斯亲⼿设计
1不可估量的作⽤
20世纪50年代末⾄60年代初,在美苏开展的激烈太空竞赛中,苏联连续获得数项第⼀:发射了世界第⼀颗⼈造地球卫
星、发射了世界第⼀个⽉球探测器、发射了世界第⼀艘载⼈飞船……
美国深感这是⼀个极其严重的政治问题,于是美国就虎视耽耽地提出⼀定要赶超苏联的⼝号,下定决⼼要显⽰⼀下美国
作为世界头号超级⼤国的科技⽔平和国⼒。
1961年5⽉25⽇美国总统肯尼迪向全世界宣布:实施雄伟的载⼈登⽉计划。
“我认为我们的国家应当在本10年结束之前,实现把⼈送上⽉球并使其安全返回地球这⼀⽬标。”由此可见,美国实施载
⼈登⽉计划是⼀项政治性决定,主要⽬的是为了在全世界⼈民的⼼⽬中重新确⽴美国的技术领先地位,振奋美国全民的
精神。
肯尼迪总统就“阿波罗”⼯程在国会发表演讲
该⼯程以太阳神“阿波罗”命名,它虽可看作是与苏联竞赛的特设计划,但也同样是⼈类向太阳系扩张的第⼀步,其⽬的
就是实现载⼈登⽉飞⾏和⼈对⽉球的实地考察,为载⼈⾏星飞⾏和探测进⾏技术准备。
阿波罗载⼈登⽉⼯程对美国进展缓慢的航天计划起了巨⼤的激励作⽤,全国各界纷纷献计献策,结果只⽤了8年时间,
就登上了⽉球。
阿波罗11号徽章
阿波罗计划获得的成功和取得的成就具有伟⼤历史意义和现实意义。
在政治上,它终于使美国在航天技术的许多⽅⾯确⽴了领先地位,产⽣了极⼤的声誉。
在科学上,它使⼈类对⽉球及近⽉空间有了⾸次直接的研究和认识。
在技术上,取得了许多突破,不仅为后来的航天计划奠定了基础,⽽且⼴泛地⽤于国民经济领域。
在技术上,取得了许多突破,不仅为后来的航天计划奠定了基础,⽽且⼴泛地⽤于国民经济领域。
在⼯程管理上,美国航空航天局因此取得了⼀系列宝贵的⼤型⼯程计划和管理的经验。
在经济上,这是⼀个较有争议的问题,但据蔡司报告指出,“阿波罗”计划使美国经济增长率提⾼2%,物价指数下降
2%,创造80万个就业指标,蔡司报告还认为,美国1958年国民收⼊为4062亿美元,1968年达到8640亿美元,1970年
增⾄9046亿美元,10间翻了⼀番,这是阿波罗计划刺激的结果。
该⼯程的实施,带动起了美国液体燃料⽕箭、微波雷达、遥控作业、⽆线电制导、超⾼强度和耐⾼温合成材料、新型电
⼦计算机、药物及⽣物⼯程等⼀⼤批⾼科技⼯业群体。
后来,该⼯程的⼈⼯智能、机器⼈和遥控作业等许多技术成果⼜转移到民⽤,促进了科技与⼯业的整体发展与繁荣,其
⼆次开发应⽤的效益,远远超过阿波罗计划本⾝所带来的直接经济与社会效益。
美国在20世纪后10年能够保持⾼速、⾼效增长,很⼤程度得益于阿波罗载⼈登⽉⼯程派⽣出的约上千种应⽤技术成果或
专利在经济领域的应⽤,美国领先于世界的信息、⽣物、新材料等⾼新技术,很⼤部分来⾃对⽉球探测技术的消化、优
化和⼆次开发。
例如,在实施阿波罗载⼈登⽉⼯程时,为了降温和确保登⽉航天员的⽣命安全,研制液冷服,其原理是靠泵输送冷⽔循
环制冷,后来,这项技术直接应⽤于陆海空三军,改善了坦克兵、潜艇兵和飞⾏员的⼯作条件,它还为⼀些特殊病⼈减
少了痛苦。例如,有个⼩男孩得了外⽪鳞化症,不能通过⽪肤散热,因此,他的⼤部分时间只能关在空调冷却的环境
中,许多⽇常活动都参加不了,有了液冷服后,他可以外出玩耍,从病痛和孤独中解救出来,航天液冷服技术在我国抗
击“⾮典”中也曾发挥过作⽤。
⼤众接触最多的购物计价⽤的条形码是航天技术杰作之⼀,它最初是美国为控制“阿波罗”计划不计其数的组件⽽发明
的。
条形码
重症监护病房是航天技术带来的重要医学进步之⼀,它是应阿波罗计划对登⽉航天员进⾏健康检测的需要⽽诞⽣的。
重症监护室的标识(logo)
⽅便⾯调料中的⼲菜叶就是航天⾷品中常说的脱⽔菜,它是蔬菜中所含过多⽔分脱去以便贮存、保管、运输出售,阿波
罗计划中⾸先使⽤这种技术让航天员吃上含有蔬菜的航天⾷品,现在这种航天⾷品已⼴泛普及。
各类时髦的运动鞋也是阿波罗成果的“产物”,其中“空吹塑成型”制造技术来源于阿波罗计划中航天服的制作技术,当时的
科学家为制造⼀个完整并且厚度均匀能耐受很⼤压⼒的航天服内胆,发明了把⼀团耐压软材料加热软化,放在⼀个模具
中,然后再向这个模具中吹⼊⾼压⽓体的⽅法,之后,运动鞋制造商发现这种⼯艺可以快速⾼效地来制造⼀个完整的鞋
帮,⼴泛地使⽤起来。
⽓垫运动鞋
2004年,在纪念阿波罗载⼈登⽉35周年时,耐克公司⼀则⽓垫运动鞋⼴告引吸了许多⼈的注意:这款畅销世界的⽓垫
运动鞋,靠的就是公司当年为阿罗波研制登⽉靴积累的技术。
阿波罗计划产⽣了3000多项专利技术,到现在⼈类仍然受益不浅,投⼊产出⽐是1:14,即投⼊1美元,产出14美元。
这⼯程结束后,“阿波罗”飞船还⽤于“天空实验室”空间站的建造,并与苏联联盟号飞船在太空对接1次。
为了同美国“阿波罗”登⽉计划竞争,苏联曾设计了⼀种体积过⼤,结构复杂,未经过充分地⾯试验的庞然⼤物——H1(这
种⽕箭西⽅国家称为N1运载⽕箭)运载⽕箭。
这枚⽕箭由5级组成,⾼113⽶,起飞推⼒45000千⽜,第1级装有30台使⽤常规推进剂的液体⽕箭发动机,第2级和第3
级也分别捆绑了8台和4台发动机,⽆论从级数、使⽤的发动机数量,还是起飞推⼒⽅⾯,都远远超过美国的⼟星5号运
级也分别捆绑了8台和4台发动机,⽆论从级数、使⽤的发动机数量,还是起飞推⼒⽅⾯,都远远超过美国的⼟星5号运
载⽕箭。
H1⽕箭结构过于复杂,发动机点⽕和级分离次数过多,⽕箭⽓动稳定性和控制相当困难,加之未进⾏全⾯的地⾯试
验,最终导致H1⽕箭4次发射全部失败。在这场载⼈登⽉的竞赛中,苏联输给了美国,⾄今⽢拜下风。
尽管当时美国国内对“阿波罗”登⽉计划有着不同的认识和结论,但是它对关键科学和各种边缘交叉学科的兴起与进步,
进⽽转化为国家未来经济实⼒并确保了国家安全这⼀点不可否认。
总之,“阿波罗”载⼈登⽉⼯程对促进科学发展、推动科技进步等起到了巨⼤的作⽤,它将永载⼈类史册。
2载⼈航天的壮举
美国的“阿波罗”载⼈登⽉⼯程始于1961年5⽉,1969年7⽉20⽇⾸次实现了登⽉的理想,航天员阿姆斯特朗和奥尔德林
驾驶阿波罗11号飞船的登⽉舱降落在⽉球⾚道附近的静海区,并相继⾛出舱外,在⽉球上迈出了⼈类的第⼀步,引起全
球震动。
此后,美国⼜相继6次发射“阿波罗”飞船,其中5次成功,共有12名航天员先后登上了⽉球。
整个登⽉⼯程分以下⼏个部分:确定登⽉⽅案;实施为登⽉飞⾏做准备的4项辅助计划;研制⼟星号系列运载⽕箭;研
制“阿波罗”飞船;进⾏试验飞⾏;实现载⼈登⽉飞⾏。
⼈类在⽉⾯留的第1个脚印
确定登⽉⽅案包括论证飞船登⽉飞⾏轨道和确定载⼈飞船总体布局,相应地确定了由指令舱、服务舱和登⽉舱组成
的“阿波罗”号登⽉飞船的总体布局。
率先实施的4项辅助计划是:发射9个“徘徊者”⽉球轨道器,在不同的距离上拍摄⽉球表⾯状况的照⽚,以了解飞船在⽉
球表⾯着陆的可能性;
发射5个“勘察者”⽉球⾃动着陆器,通过电视发回8.6万张⽉⾯照⽚,了解⽉球⼟壤的理化特性;
发射3个“⽉球轨道器”,对40多个预选着陆地点进⾏详细观测,获得1000多张⼩⽐例尺⾼清晰度的⽉⾯照⽚,据此选出
10个登⽉点;
发射10艘“双⼦座”飞船,进⾏⽣物医学研究和飞船机动飞⾏、对接及舱外活动训练等。
“徘徊者”⽉球探测器
1964年1⽉30⽇发射的徘徊者6号是美国第1个在⽉⾯硬着陆的⽉球探测器,着陆点在⽉球静海地区,但未能拍摄⽉球照
⽚。
1964年7⽉28⽇发射的徘徊者7号在硬着陆前逼近⽉球的过程中,⽤6台电视摄像机拍摄并向地⾯传回⽉⾯照⽚。
1965年2⽉17⽇发射的徘徊者8号和3⽉21⽇发射的徘徊者9号分别在⽉球的静海和云海地⾯硬着陆,共发回了1.2万张清
晰的⽉球近景照⽚。
“勘测者”⽉球着陆器
1966年5⽉30⽇发射的勘测者1号是美国第1个实现⽉球软着陆的探测器,着陆点在风暴洋地区,它向地球发回⿊⽩⽉⾯
照⽚。
1967年4⽉17⽇发射的勘测者3号是美国第1个装备⽉球取样设备的探测器,它按地⾯指令在⽉⾯掘出岩样,供给⽉壤分
析器分析,同时发回6300张照⽚。
1967年9⽉8⽇发射的勘测者5号为美国⾸次测定了⽉壤的化学成分;获得⽉壤化学性质的电视图⽚。
“⽉球轨道器”
1966年8⽉10⽇~1967年8⽉1⽇,美国相继发射5个“⽉球轨道器”,其中,⽉球轨道器1~3号围绕⽉球⾚道飞⾏,⽽4、
5号运⾏于⽉球极轨道,它们拍摄了⾼分辨率的⽉球表⾯照⽚。根据“⽉球轨道器”拍摄的照⽚资料,绘制了1∶4800的⽉球
地形图。
1966年11⽉6⽇发射的⽉球轨道器2号进⼊近⽉点39千⽶的绕⽉轨道,拍摄到⽉球⾚道以北枯海地区的清晰照⽚412
张,其中⼏幅近景照⽚有较⾼的科学价值。
为了研制发射“阿波罗”飞船⽤的⼤推⼒运载⽕箭⼟星5号,美国先研制了⼟星1号和1号B⽕箭,⽤以获取研制经验和进⾏
试验飞⾏。
此后研制成功的⼟星5号⽕箭近地轨道运载能⼒达127吨,这⼀能⼒⾄今仍是举世⽆双。
1966~1968年进⾏了6次“阿波罗”飞船不载⼈的试验飞⾏,在近地轨道上鉴定了“阿波罗”飞船的3个舱,尤其是登⽉舱的
动⼒装置;
1968~1969年⽤阿波罗7、8和9号飞船,先后进⾏了环绕地球、⽉球飞⾏等载⼈飞⾏试验,鉴定了飞船的可靠性;
1969年5⽉⽤阿波罗10号进⾏了登⽉全过程的演习,有2名航天员乘登⽉舱降到了离⽉⾯15.2千⽶的⾼度。
1969年3⽉6⽇,阿波罗9号航天员在舱外拍摄指令舱-服务舱与登⽉舱对接
⾸次载⼈登⽉是由阿波罗11号飞船于1969年7⽉完成。当时飞船载3名航天员飞⾏2.5天后,便开始接近⽉球。
此时服务舱的主发动机减速,使飞船进⼊环⽉轨道,接着,2名航天员进⼊登⽉舱,并驾驶登⽉舱与飞船分离,这时飞
船指令舱内的1名航天员继续驾驶飞船绕⽉球轨道飞⾏,⽽另2名航天员则乘坐登⽉舱在⽉⾯着陆。
登⽉后航天员采集了岩⽯和⼟壤,展开了太阳电池阵,安置了激光测距反射器、宇宙线探测器、太阳风收集器和⽉震仪
等仪器,带回了⽉⾯岩⽯样品和照⽚。任务完成后,他们乘坐登⽉舱的上升级返回⽉球轨道,与飞船对接,最后返回地
球。
从阿波罗11号飞船上拍摄的地球从⽉球地平线上升起的景象
⼩知识点:在⽉球上着陆是登⽉式飞船的关键技术,因为在⽉球上着陆与在⽕星和⾦星上着陆不同,⽉球上没有⼤⽓
层,所有靠⼤⽓阻⼒的着陆⼿段都⽆法应⽤,只能依靠反向推⼒制动。
此后,在1969年11⽉⾄1972年12⽉期间,美国⼜陆续发射了阿波罗12~17号飞船,其中除阿波罗13号因故没有登⽉
(航天员安全返回地⾯),另5艘飞船均登⽉成功。
阿波罗12号从环⽉轨道上将登⽉舱上升级射向⽉⾯,进⾏了⼈⼯“陨⽯”撞击试验,引起⽉震达55分钟。
阿波罗15和16号从环⽉轨道上各发射了1颗环⽉运⾏的科学卫星。阿波罗15、16和17号的登⽉舱中还各带有1辆重200
千克左右的⽉球车,航天员驾驶它在⽉⾯活动和采集岩⽯,进⾏科学考察,⾮常令⼈神往。
彩⾊摄像机和通信设备将航天员驱车巡游⽉⾯和登⽉舱从⽉⾯起飞的情景实时传回地球,在返回地球途中,航天员还出
舱进⼊太空,把相机和其他设备收回舱内。阿波罗17号飞船⾸次载运地质科学家参加登⽉活动。
舱进⼊太空,把相机和其他设备收回舱内。阿波罗17号飞船⾸次载运地质科学家参加登⽉活动。
阿波罗12号航天员举着1个特殊的环境样本容器,它⽤于搜集⽉球⼟壤
美国的⽉球车是有⼈驾驶的。它长3⽶,宽1.8⽶,重209千克,双座4轮,以电池为动⼒,最⾼时速可达16千⽶。航天
员坐在⾥⾯驾驶着它在⽉球表⾯巡游,爬越障碍,翻越沟壑,对⼭脉、峡⾕和⽕⼭⼝进⾏考察,并把激动⼈⼼的彩⾊图
像传回地⾯。
⼩知识点:⽉球车主要⽤于扩⼤航天员的活动范围和减少航天员的体⼒消耗,存放和运输航天员采集的岩⽯和⼟壤标
本。
它由蓄电池提供动⼒,每个轮⼦由⼀台电动机驱动,航天员操纵⼿柄驾车前进、后退、转弯和爬坡。车上有照相机、电
视摄像机和各种测量仪器等,⽤于拍照和探测⽉球的物理特性。
1971年9⽉30⽇,阿波罗15号飞船登⽉,2名航天员驾驶⽉球车⾏驶了27.9千⽶。阿波罗16和17号携带的⽉球车分别⾏
驶了27千⽶和35千⽶。
航天员驾驶⽉球车在⽉⾯上⾏驶⾃如
6艘“阿波罗”飞船的航天员在⽉球上⼀共停留了近280⼩时,⾜迹达100千⽶,带回岩⽯样品约385千克。这些均⼤⼤充实
了⼈们对⽉球的认识。
尤其是航天员在⽉球上钻取了3⽶深的⽉球岩芯,发现⼟壤多达57层,每层代表⼀次陨⽯冲击,还测量了⽉球内部发出
的热流,从⽽结束了100多年来关于⽉球是冷还是热的争论……
另外,1985年科学家们通过对“阿波罗”号登⽉飞船的航天员带回的⽉球岩⼟样品的分析,证实了⽉球上存在⼀种⾮常有
⽤的核能源氦3,这⼀发现给⽉球的研究和探测⼯作注⼊了巨⼤动⼒。
航天员在⽉⾯安放“阿波罗⽉⾯实验装置”
3复杂的登⽉⽅案
整个阿波罗登⽉⼯程历时约11年,到1972年12⽉第6次登⽉成功结束,耗资255亿美元。
在⼯程⾼峰时期,参加⼯程的有2万家企业、200多所⼤学和80多个科研机构,总⼈数超过30万,严格⽽科学地管理⼏
⼗万⼈奋⽃8年,实现登⽉⼯程,集中体现了现代科技的⽔平,推动了航天技术的迅速发展,其主要负责⼈是冯·布劳
恩。
在肯尼迪航天中⼼,冯•布劳恩站在⼟星1号B运载⽕箭前
在实施过程中,登⽉⽅案的确定花了很长时间,直到1961年5⽉25⽇肯尼迪总统正式宣布美国将实施“阿波罗”登⽉计划
时,美国航空航天局仍没有在登⽉⽅案上形成统⼀的意见,此后⼜经过了半年多的紧张研究和详细论证,才于1962年最
终选定⽉球轨道对接法。
所谓⽉球轨道对接法就是将1艘载有3名航天员的飞船发射到⽉球轨道上。然后2名航天员乘登⽉舱在⽉⾯上降落,进⾏
⽉⾯探险。
另1名航天员仍留在指令舱中绕⽉球轨道飞⾏,并进⾏科学实验。
返回时,在⽉⾯上的2名航天员启动登⽉舱的上升级发动机飞上⽉球轨道与指令舱交会对接。2名航天员进⼊指令舱后,
抛弃登⽉舱的上升级,脱离⽉球轨道返回地球。
在再⼊⼤⽓层前,抛弃服务舱,仅指令舱在太平洋上溅落。这种⽅法的好处时只须在⽉⾯上降落⼩型登⽉舱,但在轨对
接的成功与否直接决定了航天员的⽣命安全。
⽉⾯⼯作结束后航天员返回登⽉舱,进⼊上升级,上升级从登⽉舱上起飞,离开⽉球表⾯上升
看到这⾥,可能不少读者会问:为什么不采⽤直接登⽉法,即把整个飞船直接送⼊⽉球表⾯?其实这种⽅法科学家早已
考虑,认为⽐较简单和安全,但对运载⽕箭的要求太⾼,⽽且⼤型飞船在⽉⾯上着陆有可能陷⼊尘⼟中。
刚开始,阿波罗⼯程总负责⼈冯·布劳恩及马歇尔航天中⼼都偏爱另外1种⽅法——地球轨道对接法,即先发射⼏枚⼟星
⽕箭,把⼤型飞船的⼏个部分分别送⼊地球轨道,然后对接起来;
对接后的飞船利⽤⾃⾝的发动机加速朝⽉球飞去;当靠近⽉球后飞船掉转⽅向,启动发动机减速,最后在⽉⾯上着陆;
当⼯作完毕后,抛掉这⼀级发动机,载⼈飞船部分利⽤上升发动机离开⽉球返回地球。
他们认为这种⽅法有2⼤优点,⼀是不需要研制名叫新星号的超⼤型运载⽕箭;⼆是在地球轨道上对接⽐较安全,万⼀
对接失败,载⼈飞船亦可以安全返回地⾯。
地球轨道对接法的优点是既不需要研制超⼤型运载⽕箭,也⽐⽉球轨道对接法安全,但它也存在⼤型飞船在⽉⾯着陆的
困难。
登⽉舱上升级与指令舱-服务舱组合体在⽉球轨道上交会
经过众多科学家对上述3种呼声很⾼的⽅案进⾏反复⽐较、分析,最终的结论是:
⽉球轨道对接法可在1967年10⽉实现,成本约77亿美元;
地球轨道对接法可在1968年7⽉完成,成本约92亿美元;
直接登⽉法所需资⾦106亿美元,且在1968年10⽉以前难以实现。这为⽉球轨道对接⽅案提供了更有利的证据。
所以,事先不被看好的⽉球轨道对接法最终被认定是载⼈登⽉的最佳途径。
该⽅案在技术、时间和资⾦⽅⾯的优点⼤致如下:
(1)只⽤⼀个较⼩的登⽉舱登⽉,以避免整个飞船降落⽉⾯的困难。登⽉舱重约13吨,⽉⾯可以经受得住,⽽且对于
飞船减速也极为有利。
(2)登⽉舱只需携带⼩型发动机,所以可以减少燃料携带量。这对于离开⽉⾯也有利,⽽且整个飞船的重量能⼤⼤减
轻,从70多吨减⾄50多吨,使⼟星5号⽕箭可以胜任。
(3)在返回时,由于登⽉舱可以抛掉,⼜可进⼀步减⼩返回舱的重量,从⽽简化服务舱的设计。另外,只有指令舱再
⼊回收,对于回收也有利;
(4)经济性较好,这⼀点胜于直接登⽉法和地球轨道对接法。
1962年6⽉7⽇,航空航天局在马歇尔中⼼举⾏了⼀次会议,对⽉球轨道对接⽅案进⾏最后的讨论。
冯·布劳恩在会上通报了马歇尔航天中⼼的最新研究结果,他说:“有4种模式在技术上都是可⾏的,只要有⾜够的时间和
资⾦”,但他认为,如果要求在10年内完成登⽉计划,那么⽉球轨道对接是最有保证的⽅案,在讲话的末尾,冯·布劳恩
坦率地承认在⽅案选择⽅⾯曾存在某种感情⾊彩。
指令舱-服务舱组合体进⼊环绕地球飞⾏轨道,在进⾏了最后的轨道修正后,将服务舱分离
航空航天局于1962年7⽉11⽇举⾏了记者招待会,将登⽉⽅案的最后决策公诸于世。在这次招待会上,向外界通报了最
终批准的⽉球轨道对接登⽉⽅案。
⼩知识点:美国“阿波罗”计划登⽉⽅案的选择由于开始计划⽬的尚不明确等原因,前后花费了近3年时间,确实长了些。
主要原因是参与研究的单位和⼈员太多,反复争论、各⾃为政不可避免地浪费了许多时间。
但正是由于在长时间的研究和讨论中,⼯作进⾏得⾮常细致、周到、全⾯,对于后来计划的顺利进⾏提供了保证,也避
免了许多不必要的失误。从后来“阿波罗”计划的执⾏来看,这些讨论不仅是有极⼤价值的,⽽且也是⾮常必要的。
4新颖的登⽉⼯具
在登⽉⽅案确定后,研制新型载⼈飞船就成为登⽉⼯程的“重头戏”了。“阿波罗”是⼈类发射的第1种、也是⽬前惟⼀1种
登⽉式飞船,构思⼗分巧妙,其技术对今天将要进⾏的⽉球基地建设和载⼈⽕星探测也有重要的参考价值。
“阿波罗”总⾼29⽶,重约50吨,由指令舱(相当于返回舱)、服务舱(相当于推进舱)和登⽉舱3部分组成,发射上升段时还
有救⽣塔,其中类似卫星式飞船返回舱的指令舱是航天员⽣活和⼯作的地⽅,也是全飞船的控制中⼼;服务舱装有主发
动机、姿控和电⽓系统;特设的登⽉舱由下降级和上升级组成,⽤于降落到⽉球表⾯和离开⽉⾯。
“阿波罗”载⼈登⽉飞船结构
指令舱为圆锥形,⾼3.5⽶,底部直径3.9⽶,重约6吨,舱内充以34.3千帕的纯氧,温度保持在21~24°C。
它⼜细分为前舱、航天员舱和后舱。前舱放置着陆部件、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、制导导航及船载
计算机和⽆线电分系统等。
指令舱的中央并排放着指令长、驾驶员和飞⾏⼯程师等3名航天员的座椅,飞船发射和返回地⾯时,3名航天员躺在椅⼦
上,其余时间航天员可离座活动。
指令舱
服务舱是⼀个⾼6.4⽶、直径4⽶的圆柱体,重约25吨,⾥⾯装有变轨推进剂和主发动机、3副氢氧燃料电池等,其中变
轨主发动机推⼒达95.6千⽜,能把飞船从⽉球轨道送回地⾯。
服务舱的前端与指令舱对接,后端有推进系统主发动机喷管。该舱⼜分6个隔舱,分别容纳主发动机、姿态控制系统
等,其中姿态控制系统由16台⼩⽕箭发动机组成。它们还⽤于飞船与第3级⽕箭分离、登⽉舱与指令舱对接和指令舱与
服务舱分离等。
登⽉舱质量为14.7吨,直径4.3⽶,⾼约7⽶,由下降级和上升级组成。下降级由下降发动机、4条着陆腿和4个仪器舱组
成,⽤于从⽉球轨道降落到⽉⾯,能把2名航天员送到⽉球上。
上升级为登⽉舱主体,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,在登⽉过程中,2名航天员
在这⾥⽣活和⼯作,完成任务后航天员乘上升级返回环⽉轨道与指令舱会合。
“阿波罗”飞船沿⽤了⽔星号飞船的发射救⽣系统,⽬的是在运载⽕箭第2级⼯作前20秒内,如果发⽣紧急事故,该系统
可将指令舱弹出并安全回收。
飞船研制出来后,相继进⾏过6次⽆⼈亚轨道和环地轨道飞⾏、1次环地飞⾏、3次载⼈环⽉飞⾏,最后才正式进⾏了登
⽉飞⾏。
⽉⾯上的登⽉舱和⽉球车,航天员在⽉球车后⾯⼯作
登⽉飞船说起来简单,实际上⼗分复杂。例如,阿波罗13号在飞往⽉球的途中因服务舱出现严重故障,别说登⽉,其上
⾯的3名航天员差点命丧太空。还有3名航天员在阿波罗1号飞船内做发射前的飞⾏实验时,因实验中电路短路引起失⽕
⽽被烧死,但是,这些都没能动摇⼈类登⽉的决⼼,最终有6艘飞船载12⼈登上了⽉球。
⼩知识点:美国第3代飞船“阿波罗”飞船的结构远⽐此前研制⽔星号和“双⼦座”第1、2代飞船复杂和危险。其飞⾏控制以
⾃控为主,⼿控为辅。航天员在飞⾏中主要起轨道试验员和⽉⾯探险者的作⽤。
在⼀些紧急情况下,航天员的⼿控操纵仍起到了决定性作⽤,如遇到危险的阿波罗13号就是通过⼿控安全着陆返回的。
5拥抱美丽的⽉球
1968年12⽉21⽇、1969年3⽉3⽇、1969年5⽉18⽇,美国先后⽤3枚⼟星5号⽕箭先后发射的阿波罗8、9、10号载⼈飞
船,除继续验证⼈与飞船的适应性和飞船的性能外,还进⾏了环⽉飞⾏、远距离通信、登⽉舱分离与对接、近⽉环境考
察等试验和探测⼯作,历时分别为147⼩时、241⼩时、192⼩时。
阿波罗8号实现了⾸次载⼈绕⽉飞⾏(共绕⽉飞⾏10周,达20⼩时),3名航天员拍摄了从地球不能直接看到的⽉球背
向地球⼀⾯的⼤量照⽚,并拍摄了⾯向地球⽉⾯的环形⼭、峡⾕及可能的登陆场的照⽚,为后来的⽉⾯着陆计划提供了
依据。
阿波罗8号载⼈飞船进⼊⽉球轨道⽰意图
阿波罗9号⾸次携带了登⽉舱,在地球轨道内试验了指令舱与登⽉舱的分离,此后再进⾏交会对接操作。
飞⾏第4天,载1名航天员的指令舱与载2名航天员的登⽉舱分离,在达到最⼤分离距离182千⽶时,登⽉舱抛掉下降级
发动机,⽽将15.5千⽜的上升发动机点⽕,模拟登⽉舱完成登⽉任务后从⽉⾯起飞的情况,成功地实现了与指令舱的交
会对接,初步完成了“阿波罗”飞船的登⽉与再返回的技术操作准备。
阿波罗10号为成功的登⽉预演试验飞⾏。包括指令舱、登⽉舱和服务舱的阿波罗10号飞船⾸次完整地进⼈⽉球轨道,并
成功地进⾏了登⽉预演,除未实际在⽉⾯着陆外,其飞⾏过程与后来的各次“阿波罗”系列飞船登⽉飞⾏⼏乎完全相同。
当⼟星5号⽕箭的第3级把飞船加速到第2宇宙速度并进⼊飞向⽉球的路径后,飞船的指令舱与服务舱分离、转向并与从
连接部弹出的登⽉舱对接,然后整个飞船系统再次转向并朝⽉亮飞⾏,飞⾏路程39.92万千⽶。
在进⼊⽉球轨道后,航天员约翰·杨驾驶指令-服务舱在距⽉⾯111千⽶轨道继续绕⽉飞⾏,登⽉舱在与指令舱分离后斯
坦福德和塞尔南驾驶登⽉舱依靠下降发动机减速朝⽉⾯降落,模拟登⽉动作,2次到达距⽉⾯15.2千⽶⾼度。
2舱在分离8⼩时后登⽉舱的航天员抛掉下降级,利⽤登⽉舱的上升级发动机返回轨道并与指令舱对接。在返回指令舱并
抛掉上升级后,3位航天员返回了地球。这次飞⾏为飞船的登⽉飞⾏完成了最后的技术准备。
阿波罗10号的2名航天员乘登⽉舱降到了离⽉⾯15.2千⽶的⾼度
阿波罗11号实现了⼈类⾸次登⽉。在登⽉舱接近⽉⾯时,航天员阿姆斯特朗在发现着陆场散布有巨⼤砾⽯的情况下,及
时果断地改⽤⼿控并选择新登陆场,在⽉⾯安全着陆。2名登⽉航天员在⽉⾯共活动2个多⼩时,采集了21.75千克的⽉
⾯岩⽯与⼟壤标本。
阿波罗12号采集了34千克的⽉⾯岩⽯与⼟壤标本,在⽉⾯安放并启动了第⼀台“阿波罗⽉⾯实验装置”(ALSEP,该装置
由核动⼒电池组驱动,带有6个科学试验项⽬),并回收了阿波罗11号乘员安放在⽉⾯的探测器上的电视摄像机与其他
设备,以供科研⼈员了解长期暴露于太阳风环境以及⽉⾯真空环境下的温度剧烈变化对这些仪器、设备的影响。
航天员还安置了⼀组为阿波罗⽉⾯科学实验⽽设计的实验仪器,除太阳风收集器(在⽉⾯短期曝露后,卷起来带回地球
进⾏分析研究)外,阿波罗⽉⾯科学实验装置还包括⼀台⽉震仪、磁强计、太阳风分光计、超离⼦探测器和冷阴极计,
这些探测仪器可以探测⽉震、磁场、太阳风粒⼦和⽉球表⾯上的⽓体,它们的探测数据通过中⼼发射及发回地球。在航
这些探测仪器可以探测⽉震、磁场、太阳风粒⼦和⽉球表⾯上的⽓体,它们的探测数据通过中⼼发射及发回地球。在航
天员离开⽉⾯后,⼤多数探测仪器还要继续⼯作很长⼀段时间。
阿波罗13号因故障未能登⽉。
阿波罗14号采集了44.5千克⽉⾯标本,并在⽉⾯安放了阿波罗⽉⾯科学实验装置和⼀个激光反射器。
飞⾏中还⾸次进⾏了材料科学演⽰试验,在地球转移轨道对⼀些熔融状态合⾦固化过程的观测证明,在微重⼒条件下,
不同密度的材料仍保持其合成时的原状态,⽽不像地⾯条件下那样因重⼒作⽤⽽出现密度较⼤材料的沉积。⾸次在空间
进⾏区带电泳试验,证明了在微重⼒条件下进⾏电泳的通过量和分离效率远⾼于地⾯条件。
阿波罗14号航天员艾伦·谢泼德在⽉球上打⾼尔夫球
阿波罗15号在进⼊⽉球轨道前及在⽉球轨道上,3名航天员使⽤装在服务舱内的测绘全景相机和光谱仪(其中2台光谱仪
装在长达6.1⽶的可伸缩悬臂上,以分析⽉⾯的成分)等仪器进⾏了8项科学实验,主要包括⽉⾯测绘与全景拍摄,⽉⾯
光谱分析,太阳X射线相互作⽤,以及粒⼦发射等。
⾸次使⽤⽉球漫游车,2名航天员乘漫游车在⽉⾯上⾏进12千⽶后,安置好阿波罗⽉⾯科学实验装置的设备和⼀个激光
反射器——登⽉点三⾓形的第3个顶点。
激光反射器的⽬的是为了使天⽂学家通过精确记录从地球上发射的激光束往返地-⽉之间的时间,来精细测定地-⽉之间
的距离。测量数据有可能揭⽰⽉球是否正在离开地球后退。
⾸次从⽉⾯直接向地球发送电视图像。并采集了78.6千克⽉⾯标本。完成登⽉任务后,乘组⼈员从飞船上将⼀颗质量为
35.4千克的⽤于观测⽉球质量密度等现象的科研卫星送⼊⽉球轨道。
⾃阿波罗15号开始,返回的航天员不再进⼊隔离车,在军舰甲板上,举⾏隆重的欢迎仪式
阿波罗16号的2名航天员在⽉⾯3次出舱活动,共历时20⼩时14分,⾏进27千⽶,采集了97.5千克⽉⾯标本。
在登⽉点附近,2名航天员在三⾓架上架起了⼀架天⽂观测紫外相机,借助钻机挖取⽉⾯深处的岩⽯样品,试图安装测
量⽉球内部热流的探测器(但因偶然情况损伤了它),并安置了⽆源和有源的⽉震仪。
磁强计试验提供了他们所处区域的资料,可能存在⼀个古磁场。完成登⽉任务后,乘组⼈员将⼀颗质量为40千克的科研
卫星从飞船送⼊⽉球轨道。
阿波罗17号的⽉球车⾏进了35千⽶,并创造了采集⽉⾯标本达113千克的最⾼记录。
阿波罗17号航天员正在采集⽉岩样本
⼩知识点:阿波罗11号在⽉⾯停留约21⼩时,航天员出舱活动约2⼩时;
阿波罗12号在⽉⾯停留约31⼩时,航天员出舱活动约8⼩时;
阿波罗14号在⽉⾯停留约33⼩时,航天员出舱活动约9⼩时;
阿波罗15号在⽉⾯停留约67⼩时,航天员出舱活动约18⼩时;
阿波罗16号在⽉⾯停留约71⼩时,航天员出舱活动约20⼩时;
阿波罗17号在⽉⾯停留约95⼩时,航天员出舱活动约22⼩时。
在6次成功的登⽉飞⾏中,共有12名美国航天员登上⽉球,在⽉⾯共出舱活动80⼩时36分,带回地⾯共约385千克⽉⾯
岩⽯与⼟壤标本,为⽉球研究提供了直接的依据,例如,通过对⽉⾯⼟壤样品的分析,科研⼈员确定,⽉⾯上⼟壤由微
⼩的桔红⾊玻璃形式颗粒构成,这些颗粒⼀般富含铝、硫和锌,在⽉壳部分融化过程中。
在⽉⾯下约300千⽶深处形成,因⽕⼭活动⽽喷出到⽉⾯,并且通过对样品的分析与实验证实。从⽉⾯⼟壤和岩⽯中可
以制取⽔和氧,因为⽉⾯⼟壤和岩⽯中氧化铁的含量很⾼,这样就有可能在未来利⽤⽉⾯物质维持⽉球基地内⼯作⼈员
的⽣命,及为登⽉飞⾏器补充燃料。
航天员在舱外活动中展开的⽉⾯试验装置。前景中间是被动地震试验仪,背景中间是“阿波罗⽉⾯实验装置”,左边是放
射性同位素热电发电机,右边像旗⼦⼀样固定在地⾯的是主动地震试验仪
登⽉航天员在⽉⾯安放的各种科学仪器也为科研⼈员提供了⼤量有价值的数据,例如,利⽤各次登⽉飞⾏中登⽉航天员
安放的5个“阿波罗⽉⾯实验装置”(其中由阿波罗12号航天员安放的装置⼯作长达8年),地⾯科研⼈员能够测定⽉球上
11个地区的⽉震,甚⾄可提前⼀个⽉加以预报。
⽉⾯的仪器还向地⾯发回了有关⽉⾯温度变化、宇宙射线及陨⽯撞击等情况的⼤量数据。直⾄1977年10⽉1⽇,即最后
⼀次“阿波罗”登⽉飞⾏后近5年,美国航空航天局才停⽌接受⽉⾯仪器发回的数据。
航天员采集的⽉球岩⽯样品,质量142克
⼩知识点:1978年卡特总统的安全事务顾问布热津斯基到中国访问,送给华主席两件礼品,⼀件是⼀克⽉球样品,⼀件
是中华⼈民共和国的国旗,发射上⽉球后返回来的。
我们组织了全国的有关⼒量研究,只⽤了半克样品研究,发表了⼗⼏篇⽂章,我们可以证明它是在哪采的,样品的编
号,样品的物理、化学特点,样品的矿物组成和岩⽯结构,样品的成因等,这些都是可以证明⼈家真的上去了,还有半
克样品提供给北京天⽂馆供公众观看。
“阿波罗”计划始于1961年5⽉,结束于1972年12⽉,历时11年7个⽉。
6⼈类第⼀次登⽉
美国航空航天局在阿波罗10号综合演练了登⽉全过程飞⾏试验结束后,宣布阿波罗11号将执⾏载⼈登⽉任务。具体任务
和⽬标只是简单的2句话:完成载⼈登⽉并安全返回任务,完成⽉球考察和取样任务。
装载着阿波罗11号载⼈登⽉飞船的⼟星5号⽕箭升空
1969年7⽉16⽇美国东部时间9时32分,40层楼⾼的⼟星5号⽕箭在亿万⼈的关注下徐徐升空,载着世界上第1艘载⼈登
⽉飞船阿波罗11号飞往⽉球。
这⼀天,天空晴朗,万⾥⽆云,似乎亘古沉睡的⽉球正静静地等待着⼟星5号运送地球使者的来访,当⼟星5号把阿波罗
11号飞船送⼊近地轨道后,后者便开始独⾃飞向⽉球。
阿波罗11号航天员:阿姆斯特朗(左)、科林斯和奥尔德林(右)
阿波罗11号飞船上载有3名航天员,指令长是阿姆斯特朗,登⽉舱驾驶员是奥尔德林,指令舱驾驶员是柯林斯。
从地球到⽉球⼤约有38万千⽶,阿波罗11号飞船载着3名航天员经过75⼩时的长途跋涉,于18⽇进⼊⽉球引⼒圈,此时
⼀切正常。
19⽇凌晨,阿波罗11号到达距⽉球上空4500千⽶⾼时服务舱的主发动机逆向喷射,使飞船减速进⼊了远⽉点313千⽶,
近⽉点113千⽶的椭圆轨道,此时飞船绕⽉球⼀圈只需2⼩时。
近⽉点113千⽶的椭圆轨道,此时飞船绕⽉球⼀圈只需2⼩时。
在⽉球轨道上,航天员们紧张地进⾏登⽉前的准备⼯作,其中最主要的⼀项是阿姆斯特朗和奥尔德林进⼊名叫“鹰”的登
⽉舱,⽽柯林斯则仍留在称作“哥伦⽐亚”的指令舱中,⼀切就绪后,他们开始⽤呼号与休斯敦飞⾏指挥中⼼联系,等待
分⼿。
20⽇,⼀切就绪后伟⼤的时刻终于来到了。20⽇2时许,登⽉舱的发动机被点燃,它与指令舱分离,指令舱由柯林斯驾
驶继续绕⽉飞⾏,⽽登⽉舱则载2名航天员缓慢向⽉⾯飞⾏,当航天员检查舱内仪器时,休斯敦中⼼也在监视舱内情
况,并似乎从读数上发现⼀个问题,认为中⼼难与登⽉舱直接通信,须⽤指令舱作为中继站,然⽽,实际上每⼀步骤都
是良好的。
登⽉舱向地球源源不断地传输信息,以致休斯敦中⼼的计算机过载,不能及时处理这些数据,报警灯在闪烁,休斯敦中
⼼经分析认为这是地⾯仪器失灵,登⽉舱没有问题,指⽰阿姆斯特朗准备⼿动着陆系统着陆,当阿姆斯特朗向窗外看到
要降落的地⽅有乱七⼋糟的卵⽯时,便决定继续飞⾏,避开乱⽯嶙峋的危险地⽅,寻找平坦的地⽅,最后,奥尔德林⼿
控登⽉舱在⽉⾯静海的⼀⾓平稳降落,登⽉获得成功。
阿姆斯特朗向休斯敦中⼼报告:“休斯敦,这⾥是静海基地,‘鹰’已降落。”此时休斯敦中⼼⼀⽚沸腾,为⼈类⾸次登上⽉
球⽽欢欣⿎舞,奔⾛相告。
踏上⽉球的第1只脚
他俩向窗外眺望,进⼊眼帘的是⼀个遍布陨⽯坑和⼤⽯块的陌⽣世界,虽然他们都情不⾃禁地想⾛出去看⼀下这块神秘
的地外之,但还是⾃我克制按预定计划等待地⾯中⼼指令,他们先在舱内美美地睡了⼀⼤觉,醒后在舱内吃了⽉球上的
第⼀顿饭,接着⼜检查了舱内仪器、燃料装置、氧⽓供应情况,调查周围环境是否允许长时间停,地⾯中⼼对他们的健
康状况进⾏了检查。
当⼀切都经过精确核对后,阿姆斯特朗与奥尔德林彼此帮助穿上极笨重的航天服。
1969年7⽉20⽇11时56分,阿姆斯特朗率先打开“鹰”舱舱门,带着电视摄像机站在5⽶⾼的平台上,⼩⼼翼翼地放下梯
⼦,据悉这⼀动作在地球上未曾模拟过,扶梯的⼏级台阶他⾛了3分钟,左脚先迈上⽉球第⼀步。
在地球上收看电视的⼤约5亿⼈,⽤惊奇的眼光从屏幕上看到了第⼀个地球⼈踏上⽉⾯瞬间的情景,阿姆斯特朗在⽉⾯
上留下了第⼀个长约32.5厘⽶、宽15厘⽶的⼈类脚印,当他踏上⽉⾯时,道出了⼀句意味深长的名⾔:“这只是⼀个⼈的
⼀⼩步,但却是整个⼈类的⼀⼤步。”
这确是⼈类航天史上的⼀座丰碑。登⽉舱上的电视摄像机记录下了这具有历史意义的第⼀步,⼈们⽤惊奇的⽬光从电视上
看到了第⼀个地球⼈踏上⽉球的情景。
阿姆斯特朗感到⽆⽐幸福,贪婪地欣赏着这块从未有过⼈迹的地外星球,他后来在叙述踏上⽉⾯第⼀步看到的景象时
说:“⽉⾯是美丽的,仿佛上⾯铺着⼀层细细的炭粉,可以清楚地看到脚印登⽉舱⽀脚好像陷了进去,实际上⽴得很稳,
⾛路并不那么困难,⽐在地⾯模拟训练轻松多了。”
他围绕着登⽉舱跳跃式⾛动,向地球上居住的⼈们介绍看到的⽉⾯情景,然后俯⾸拾⽉岩和收集矿物,他证实⼈在⽉球上
可⾃由⾏动。
19分钟后,奥尔德林紧步阿姆斯特朗的后尘,也⾛出登⽉舱,与他的同伴共同进⾏⽉⾯活动,当他⾛到⽉⾯上时,第⼀
句话就赞叹说:“啊!太美了!”但他环顾四周,⼜感慨万千地说:“这真是⼀个荒凉⽽孤寂的世界。”
他也像阿姆斯特朗⼀样,很快学会了地球⼈不习惯的移动⽅法——跳跃,他俩时⽽⽤单脚蹦,时⽽⼜⽤双脚跳,有些像袋
⿏。
由阿姆斯特朗拍摄的奥尔德林,在奥尔德林的⾯罩上可以看到阿姆斯特朗的影像
2⼈⾸先在⽉球上安放了⼀块⾦属纪念牌,上⾯镌刻着:“1969年7⽉。这是地球⼈在⽉球⾸次着陆的地⽅。我们代表全
⼈类平安地到达这⾥。”
⼈类平安地到达这⾥。”
下⾯还签有阿波罗11号3名航天员和美国总统的名字,然后他们竖起⼀⾯美国国旗。接着,⼜表演在⽉⾯上的移动⽅式和
证实各种移动⽅法。
他们把⼀架电视摄像机放在三⾓架上向地球上的⼈们播放⽉⾯实况电视画,还与新上任的尼克松总统通了话,向总统和美
国⼈民致敬!
美国总统尼克松在⽩宫对⽉球上的2位航天员说:“今天,对每个美国⼈来说,是⼀⽣中最值得⾃豪的⽇⼦,对全世界的
⼈类来说也是如此。由于你们的成功,太空已成为⼈类世界的⼀个组成部分。”
说完他们⼜安放了地震测量仪和激光反射器,让地球上的科学家测定地球到⽉球的精确距离(精度达0.15⽶),最后,他
们清除了登⽉舱内的垃圾及污⽔,⼜相继回到登⽉舱上睡觉。
阿姆斯特朗在登⽉舱外逗留了2.5⼩时,奥尔德林也⾄少呆了⼏⼗分钟。在⽉⾯时,由于⽉球的引⼒只有地球的1/6,所
以他们显得轻飘飘的。
地⾯控制中⼼告诉阿姆斯特朗:“你们能拿到的⼀切都放⼊盒⼦⾥带回来。”他们把收集的⽉球岩⽯和⼟壤标本带回登⽉
舱,关紧舱门后启动发动机,告别静海,与分别28⼩时在⽉球轨道上的指令舱会合。
当登⽉舱停靠指令舱,出现了轻微摇动,经受了少许对接困难,在⽆重⼤故障情况,阿姆斯特朗和奥尔德林与指令舱驾驶
员柯林斯会合,带着约22千克⽉岩、⼟壤及⾝临其境拍摄的⽉球照⽚,进⼊指令舱。登⽉舱完成⾃⼰的使命后被弃置在
⽉球轨道上。
阿波罗11号指令舱降落在太平洋
7⽉21⽇下午1时56分,阿姆斯特朗奉命指挥阿波罗11号飞船指令舱离开⽉球轨道,踏上返回地球的旅途。
23⽇上午,在飞船返回途中,阿姆斯特朗通过电视向地⾯发表了最后⼀次谈话,他说:“100年前,法国作家凡尔纳写了
⼀本关于⽉宫旅⾏的⼩说。他的飞船哥伦⽐亚号从佛罗⾥达出发,结束⽉宫旅⾏后,降落在太平洋,现代的哥伦⽐亚号明
天就要如同⼩说⾥的哥伦⽐亚号⼀样溅落到太平洋上了。”
7⽉24⽇凌晨1时50分,阿波罗11号飞船指令舱载着3名航天英雄平安溅落在太平洋中部海⾯,⼈类⾸次登⽉宣告圆满结
束。
尼克松总统在⽩宫举⾏盛宴欢迎他们凯旋归来,尼克松对登⽉英雄们说:“当你们胜利返回地球,就意味着我们取得了
巨⼤的成功。我想,这次飞⾏的8天,不仅是短暂的⼀周,⽽且也是漫长的⼀周,更是创世以来最伟⼤的⼀周。”他们所
到之处充满了鲜花、⿎声……
⾸次登⽉的航天员返回到军舰上后进⼊移动隔离车,美国总统尼克松也只能与航天员们隔窗相望
不过,这些都是在关进检疫室内⼀段时间后确认没有“⽉球瘟疫”以后进⾏的,即使是总统接见,也必须隔窗相会,后来
经过3次登⽉后的隔离,并未发现任何⽉球病毒和细菌,证明“⽉球瘟疫”之说只不过是⼀场虚惊⽽已。
⼩知识点:登⽉第1⼈阿姆斯特朗先后获得了美国⾃由勋章、国家宇航⾼卓越服务奖章和国际宇航联合会⾦质奖章。
第⼀次登⽉成功之后,他告别了航天员职业,先到国家宇航局设在华盛顿的机构⼯作。1971年到⾟⾟那提⼤学航天⼯程
系任教,1979年担任航天电⼦贸易公司顾问,并作过⽉球之⾏电视纪录⽚的主讲⼈。后来在俄亥俄州莱巴嫩城的家庭农
场过着平静的⽣活。
1999年7⽉16⽇在美国宇航局纪念阿波罗11号登⽉成功30周年的新闻发布会上,阿姆斯特朗在会上露⾯,并发表讲话
说:“阿波罗计划的成就在于证实了⼈类可以不被束缚在地球上,我们的想象会⾛得更远,登上⽕星将是⼈类的下⼀步
跨越。”
7那些真真假假的秘闻
7那些真真假假的秘闻
据1999年公开的⼀份秘密⽂件透露,如果当年第1批登⽉航天员遇上技术故障⽽⽆法飞离⽉球,他们将会悄⽆声息地在
⽉球死去,美国航空航天局当时曾发出“秘密警报”和相应的善后措施:由于没有任何救援计划,如果确认阿姆斯特朗和
奥尔德林⽆法飞离⽉球,两⼈与地⾯的通讯届时将会被切断,⽽他们所能做的只能是等死或者⾃杀,尼克松总统甚⾄已
拟定了1份讣⽂,准备在两位登⽉者未能成功离开⽉球时发表演讲。
讣⽂中说:“命运已做出安排,这两位登上⽉球打破其平静的⼈将在平静中安息。这两位勇敢的⼈会清楚,他们已失去
返回地球的希望,但更清楚他们的牺牲将为⼈类带来希望。”
欢迎阿波罗11号航天员凯旋
有关阿波罗11号登⽉活动,还有⼀些有待进⼀步证实的传闻。⽐如,有报道称,臃肿的航天服不慎刮断了启动引擎极为
关键的⼀个电路开关,如果不能修复,飞船就⽆法起飞,奥尔德林灵机⼀动,⽤⼀根圆珠笔插⼊电路开关,接通电路,
使得登⽉舱得以起飞,奥尔德林⾄今仍珍藏着挽救了他们⽣命的那⽀笔。
另外,阿波罗11号升空没多久,飞船上的航天员就发现飞船后⾯跟随着⼀些“闪亮的光球”,这些“光球”以同样的飞⾏轨
迹跟随着阿波罗11号⼀路飞⾏。
当航天员将观测到“不明飞⾏物”(UFO)的情况向休斯敦地⾯任务控制中⼼汇报后,引起了巨⼤的震惊和担忧,⼀些美
国航空航天官员认为,这⼀定是苏联玩的“肮脏把戏”,其中⼀种传闻是,苏联为了挫败美国的登⽉计划,⽤⽕箭秘密发
射“太空鱼雷”跟踪阿波罗11号,试图将其炸毁在太空中。
在阿波罗11号飞抵⽉球轨道后,登⽉舱载着阿姆斯特朗和奥尔德林降到⽉球表⾯,当时,全世界都在倾听从⽉球上传回
的声⾳。
航天员的声⾳听起来有些怪:“我看到了许多⼩陨坑,有的直径只有5⽶到15⽶。在离我们登⽉舱半英⾥外的地⽅,显然
有⼀些轨迹,看起来就好像是⼀辆坦克留下的⼀样。”
突然间,数百万电视观众听到⽆线电中传来了类似⽕车头或电锯发出的混合声⾳,阿姆斯特朗更换了⼀个频道继续对地
⾯控制中⼼说:“我想知道这⼉到底发⽣了什么。”
地⾯控制中⼼问:“怎么了?那⼉有什么事不对头吗?”航天员说:“阁下,那⼉有许多⼤东西!⽼天,它们真的⾮常⼤!
它们正坐在⼤陨坑的另⼀头,它们正在⽉球上看着我们到来!”
没有⼈知道阿姆斯特朗说的是什么,因为美国航空航天局已经迅速切换到了安全通讯频道,防⽌阿姆斯特朗后来说的话
被全世界听到。
美国总统奥巴马在⽩宫接见阿波罗11号航天员
有报道称,阿波罗11号登⽉时,登⽉舱由于燃料箱漏⽓差点坠毁⽉球,阿姆斯特朗和奥尔德林差点长眠在⽉球上!当登
⽉舱和指令舱分离之后飞向⽉球表⾯时,登⽉舱的燃料箱开始轻微漏⽓,但当时谁都没有觉察到这⼀轻微的漏⽓现象。
在阿姆斯特朗把“⾃动驾驶”模式更改为“⼿动控制”操控登⽉舱飞过了迎⾯逼来的⽉球乱⽯堆,登⽉舱燃料够⽤时间已经不
到30秒,登⽉舱计算机也发出了严重超负荷警告,幸运的是,就在这⽣死攸关的紧急关头,临危不乱的阿姆斯特朗终于
成功找到了⼀处安全着陆地点,驾驶登⽉舱平稳降落⽉球。
地⾯控制室⼀开始并不知道登⽉舱经历了那样⽣死攸关的时刻,因为当登⽉舱降落⽉球前⼏秒钟,⼈们只听到奥尔德林
的“倒数计时声”,⽽阿姆斯特朗始终保持沉默,没说⼀句话,唯⼀泄漏他当时正⾯临⽣死挑战的信号,来⾃于他所穿航
天服的遥感勘测数据,因为阿姆斯特朗航天服上的传感器当时传回地球的数据显⽰,他当时的脉搏竟飙升到了每分钟
150下!
还有报道称,1969年,登⽉第1⼈阿姆斯特朗⼀句被后⼈奉为经典的话——“这只是⼀个⼈的⼀⼩步,但却是整个⼈类的
⼀⼤步。”但⼀项语⾔分析证实,阿姆斯特朗在说出这句登⽉名⾔时遗漏了⼀个单词“a”(⼀个),他当时所说的并不是“one
smallstepforaman”(⼀个⼈的⼀⼩步)。
smallstepforaman”(⼀个⼈的⼀⼩步)。
经过分析,研究⼈员第⼀次证实阿姆斯特朗当时本想说“aman”(⼀个⼈),但可能由于压⼒太⼤,他遗漏了“a”。
研究⼈员表⽰,虽然从严格意义上讲这句话并不完全正确,但却有⼀丝诗的风格和味道,从其韵律和对称性来看,阿姆
斯特朗的登⽉名⾔完美地诠释了这个具有史诗性的历史时刻。
有新证据显⽰,阿姆斯特朗富有灵感的登⽉“开场⽩”完全是出⾃本能或者说临场发挥,⽽不是美国航空航天局或者⽩宫
事先为他准备的台词。可能正是因为这种“即兴”,才导致阿姆斯特朗犯下⼀个⼩⼩的语法错误……
阿波罗11号飞船指令舱降落到海⾯
尽管经历了起飞时的波折,碰到了“不明飞⾏物”,遭遇燃料不⾜,计算机故障,以及靠圆珠笔绝处逢⽣等等危险,有⼈
仍然认为他们是不可能失败的:“回顾过去的时候,我不会抚着⾃⼰的胸⼝,为⾃⼰活下来感到庆幸,仿佛九死⼀⽣。
我认为我们做了⼀些⼤胆的决定。不错,有些地⽅也确实出了问题,但我们是⼀群充满激情、勇于进取的⼈。那些让我
活着登上⽉球,⼜让我活着下来并且⽣活到今天的种种状况,让我⾮常感念。只有现在,我们才会真正了解到,阿波罗
11号曾经⾯对过怎样的考验。”
8登⽉之路不平坦
实际上,执⾏阿波罗计划并⾮⼀帆风顺,它曾屡遭磨难,其中最惨痛的是1967年1⽉27⽇的那次⼤事故,这也是第1次
被全世界⼈民所知道的重⼤恶性事故。
1967年1⽉27⽇,3名美国航天员进⼊位于肯尼迪航天中⼼内的阿波罗1号飞船,做发射前的飞⾏实验。
这3名“天使”都是从美国⾸批和第2批选拔出来的太空“精英”,其中指令长格⾥索姆中校已参加过2次航天飞⾏;怀特中校
则曾乘双⼦星座4号飞船升空,并是美国第1个到舱外进⾏太空⾏⾛的英雄;另1名航天员是查⾮少校。
阿波罗1号飞船的3名航天员进⾏训练
这次实验的⽅案是3名航天员在采⽤1/3⼤⽓压和纯氧的阿波罗1号飞船指令舱中,进⾏模拟太空飞⾏,假若这次实验圆
满成功,这3名航天员便能乘阿波罗1号飞船升空进⾏勘测,为登⽉飞⾏做准备了,然⽽,意外的事情发⽣了。
在实验中突然有⼀个电路短路出现⽕花,只听“砰”的⼀声,⽕焰顿起,全舱⼀⽚⽕海,3名航天员被浓烟和⽕⾆包围,有
⼈不禁⼤喊:“着⽕了!“快放我们出去”。但⽆论是舱内还是舱外⼀时间都打不开舱门,因为这个舱门被设计成需要1.5
分钟才能打开,⽽此刻舱内着⽕形成负压,⼈再有劲也⽆济于事了。
就这样眼看着3名航天员在很短时间内被活活烧死了。最为感⼈的是格⾥索姆死前曾说过⼀段话:“如果我们死了,请⼤
家不必⼤惊⼩怪,⽽是把它看成⼀件普通事件,因为我们从事的是⼀种冒险事业,我们希望不要影响计划及进程,征服
宇宙是值得冒⽣命危险的。”
这些话充分表现了航天员们视死如归的⼤⽆畏精神,⾄今让⼈难以忘怀,给后⼈以极⼤的⿎舞。
被烧毁的阿波罗1号试验飞船指令舱内部
“阿波罗”⼯程并没有因此⽽搁浅。在安葬了这些先驱者后,有关⼈员总结了沉重的教训,从安全⾓度出发,改进了飞船
结构,使舱门能在2~3秒内⾃动打开,把所有能出现明⽕之处都改成暗⽕,对防⽕、⽣命系统等也进⾏了不同程度的改
进,并决定再度发射⼏艘⽆⼈飞船,此后才慎重地在1968年10⽉⽤阿波罗7号飞船进⾏了第1次载⼈飞⾏。
“阿波罗”载⼈登⽉也不是⼀件浪漫的事,那⾥没有空⽓和⽔,没有任何⽣命⽓息,更没有⽂⼈笔下的诗情画意,⽽是充
满着风险,其中阿波罗12、13号的飞⾏就是典型例⼦。
1969年11⽉14⽇,110⽶⾼的⼟星5号⽕箭竖⽴在肯尼迪发射场,其上装有阿波罗12号飞船。这是美国第2次载⼈登⽉
飞⾏,因此很受重视,尼克松总统、阿格纽副总统和基⾟格国务卿等显要⼈物全来到发射场观看。
飞⾏,因此很受重视,尼克松总统、阿格纽副总统和基⾟格国务卿等显要⼈物全来到发射场观看。
但天不作美,没多久就下起了⼤⾬,把在露天等待的观看者淋成了“落汤鸡”,发射前半⼩时,⾬势减⼩,但还是细⾬绵
绵,远处还有雷声,从设计上讲,阿波罗12号是允许⾬中发射的,但怕雷击,所以,发射负责⼈曾考虑延期发射,不
过,因有总统亲临现场,名⼈⼜多,所以⼜担⼼推迟发射影响不好。
此时⽓象部门报告,在发射阵地上空32千⽶范围内⽆闪电,⽽且发射前1⼩时液氧补加装置已失灵,若延期发射,蒸发
的液氧⽆法补加,根据这些情况,发射负责⼈决定在上午11时准时发射。
指令舱内的航天员在轨拍摄阿波罗12号登⽉舱在⽉⾯着陆
阿波罗12号在蒙蒙细⾬中离开了发射台,飞船指令长不时回答地⾯问话:“感觉良好,⼀切正常。”
但在起飞后36.5秒,突然⼀道闪电划空⽽过,飞船指令舱的红⾊警⽰灯亮了,警铃也鸣叫起来,3名航天员均惊呆了。
在场的⼈们也在⽕箭与发射台之间看到了⼀道蓝⾊闪光,包括总统在内所有观看者⼀时间不知所措,⼀阵骚动后尼克松
总统马上询问情况,飞船指令长回答:“燃料电池失灵,飞船上稳定平台失灵。”
此时⽓氛骤然紧张,因为这有可能危及航天员的⽣命。就在这千钧⼀发之机,飞船指令长康拉德果断命令驾驶员⽴即启
⽤备份电池,以保证飞船正常⼯作,经过1分钟的紧急“抢险”,电源故障及其它⽑病被排除了,飞船顺利进⼊绕地轨道,
重新校准后,稳定平台也恢复了正常。⼀场灾祸总算幸免了,真是有惊⽆险啊!
阿波罗12号着陆在以前发射的勘测者3号⽉球着陆器附近
事后,尼克松总统感到太“丢份⼉”,下令调查此事。结果是没有敌⼈破坏,⽽是⼀次由于⽕箭飞⾏⽽引起的“激发闪电”现
象。
有道是祸不单⾏。阿波罗12号刚刚躲过⼀场灾难,紧接着升空的阿波罗13号⼜在太空遇到更⼤的危险。
9⼀次成功的失败
1970年4⽉11⽇,阿波罗13号飞船顺利升空了,刚开始⼀路平安,航天员们也轻松愉快,13⽇晚,飞船已正常飞⾏了
56⼩时,此时离地球已有33万千⽶,距⽉球只有6万千⽶左右了,当夜9时零8分,飞船上忽然传来⼀声巨响,把3名航
天员从胜利的憧憬中惊醒。他们⾯前的警灯全亮了,主要电器的电压也在下降。
航天员施韦格特⽴即意识到⼤难临头,马上向地⾯中⼼报告:“我们这⾥出事了,已听到⼀声巨响,主线路电压不⾜。
”指令长洛弗尔从窗⼝看到⼀股股⽓流从飞船服务舱冒出来,⼜⽴即补充道:“服务舱正向空中放出什么东西,好像是某
种⽓体。”
另⼀航天员海斯急忙从登⽉舱返回指令舱,在他经过2舱之间的通道时,听到了⼀种⾦属折曲的声响,飞船也晃了起
来。当海斯到达指令舱时,他看到⼀些电器的电压已降到零,服务舱的3组燃料电池坏了2组,这预⽰登⽉任务要告吹,
然⽽险情还在加剧,更多的红灯在闪光,另1组电池也不⾏了,1个贮氧箱空了,另1个贮氧箱的压⼒也在迅速下降。
显然,有1个贮氧箱爆炸了,另⼀个被它炸裂,因破洞漏⽓使飞船失去稳定⽽翻动起来,施韦格特⼏次试图⽤服务舱推
进器来稳定飞船的船⾝,但都告失败,这些都表明服务舱损坏严重,好在指令舱和登⽉舱均好,与地⾯的联系未曾中
断。
阿波罗13号乘组在升空前⼀天的合影
看来登⽉已不可能了,当务之急是千⽅百计保全⽣命,设法安全返航。由于服务舱的燃料电池失效,丧失了⼤部分电
⼒、⽔和氧⽓,所以全部希望只能寄托在登⽉舱有限的电⼒、⽔和氧⽓,由于这时飞船已离⽉球较近,⽉球引⼒吸引着
它,飞船本⾝也没有那样⼤的动⼒使其脱⾝⽽归,要想脱离险境,只能继续往前飞,待绕过⽉球后选择⼀条新的轨道返
回地球,指令长洛弗尔把这个计划报告给地⾯控制中⼼。
爆炸发⽣后25分钟,飞船指令舱内的氧⽓只能再供应15分钟,3名航天员惟⼀⽣还的希望,就是外壳薄得⼏乎可⽤拳头
砸⼀个洞的登⽉舱。但飞船升空前根本就没有应急计划,所以他们根本没有学习如何紧急启动登⽉舱维⽣设施。
航天员在地⾯的指导下,⼀步步往登⽉舱的计算机中输⼊复杂的数字,他们知道,哪怕输错⼀个数字,对他们来说就意味着
死亡,最后,就在指令舱中的氧⽓含量只剩5分钟可⽤时,登⽉舱的功能终于被激活。
阿波罗13号飞船服务舱在奔⽉途中爆炸⽰意图
由于指令舱内的氧⽓不够3⼈⽤,因此洛弗尔和海斯进⼊登⽉舱,把登⽉舱当作临时救⽣艇。斯韦格特1⼈留在指令舱
内,他把服务舱中剩下的氧⽓输送到指令舱的后备贮箱内,把应急电池组接到指令舱的⾃动控制设备上,使它能运⾏到
登⽉舱推进系统启动为⽌,因为爆炸的碎⽚和泄漏的⽓体弥漫在飞船周围,经太阳强烈的反射挡住航天员的视线,所以
⽆法找到导航的基准天体,为此,地⾯控制中⼼要航天员把⼀个窗⼝始终对准太阳以确定航向。
3名航天员⼀直等到了4⽉14⽇凌晨,⽽休斯敦地⾯控制中⼼此时仍处在⼀⽚繁忙和焦虑之中,他们遇到的主要问题是按
设计,登⽉舱的电⼒只能供2⼈⽤45⼩时,⽽今却是3⼈要⽤100⼩时。
航天员海斯也在计算,如关闭登⽉舱的⼤部分系统,则电⼒能延长4天,但冷却⽔是⼀个问题,要保持飞船的电⼦设备
不致过热,冷却⽔是必不可少的,不过这时只能头痛医头,脚痛医脚了,海斯关闭舱内的部分系统。这⼀做法与地⾯中
⼼的想法不谋⽽合,因⽽休斯敦中⼼对此备加赞赏。
为了节省电⼒,航天员们铤⽽⾛险关掉飞船上的计算机、导航系统和其他电⼒设备,让飞船的电流消耗量降低到12安培
———只相当于⼀个家庭搅拌机使⽤的电量。当加热设备关闭后,登⽉舱中的温度急剧下降,尽管他们穿上了宇航靴和
剩余的内⾐裤,仍然冻得⽆法⼊睡。
阿波罗13号服务舱严重损坏
不久,登⽉舱中的⼩型空⽓过滤器开始⽆法处理他们排出的⼤量⼆氧化碳⽓体,他们⾯临中毒⾝亡的危险。他们在地⾯科
学家的指导下,⽤⼀些粘性胶带、⼀块从飞⾏⼿册后⾯撕下的纸板以及从他们太空内⾐裤上扯下的⼀些塑料⽚,做成了
⼀个帮助空⽓过滤器更有效⼯作的粗糙适配器,登⽉舱中的空⽓最后终于从毒性状态降到了清洁状态。
经过艰难、细致的分析,在爆炸的第12⼩时,休斯敦地⾯控制中⼼果断做出逃⽣计划第⼀步的决定:继续向前飞,认为
这是最省燃料的返回轨道。
当飞船距离⽉球218千⽶时,洛弗尔启动登⽉舱的降落发动机进⼊绕⽉飞⾏的轨道,15⽇上午飞船绕⽉21⼩时后,海斯
再次启动登⽉发动机,飞船进⼊了返回地球的航程,在此期间,3名航天员困乏已极,他们轮流休息。
尽管通过登⽉舱的窗⼝已可看到⼀个巨⼤、灰⾊⽽带⿇点的⽉球,⽉⾯上的陨⽯坑⽤⾁眼就可⼀⽬了然,但此时他们毫
⽆观赏兴趣。
近看受损服务舱
虽然休斯敦已编完了返地飞⾏程序,可是登⽉舱的导航系统⽆法使飞船精确瞄准地球,为此航天员只得使⽤航⾏望远镜
寻找恒星作为参照物。
然⽽事故发⽣后,阿波罗13号周围的天空充满了闪烁的碎⽚,根本⽆法找到恒星,真是雪上加霜,危急时刻,地⾯导航
专家告诉他们:“你们可⽤太阳来定向,那是⼀定能找到的。”结果还真获得成功,可谓雪中送炭。
飞船朝地球奔去。在返回途中,飞船上所剩的⽔、氧、电都越来越少,航天员们感到悲观失望,地⾯⼈员不时提醒他们
吞服兴奋剂,以驱散疲劳、寒冷和失望。
为了节省电⼒,以备再⼊⼤⽓层时使⽤,飞船温度调节系统被关闭了,舱内温度降⾄4°C;⼈呼出的⼆氧化碳在不断增
加,舱内氧⽓逐渐减少,航天员千⽅百计去战胜这些困难。
他们把指令舱内的清洁空⽓剂灌⼊登⽉舱的圆形装置内,使登⽉舱内的⼆氧化碳下降到正常⽔平;为了取暖,3⼈紧围
在⼀起,互相拥抱⽽坐……
在阿波罗13号飞船处在最艰难境地时,美国国会动员全国为航天员的安全祈祷,并呼吁、恳请世界13个国家提供飞机和
舰只救援,这3名航天员的⽣命安全引起了全世界的关注。
阿波罗13号飞船指令舱成功地返回地球后,出现在⼈们的视野中
到了16⽇下午7时30分,休斯敦向阿波罗13号发出了最新编制的重返⼤⽓层的程序表。到了午夜,航天员们开始兴奋,
因为已隐约看到⼀轮似眉⽑形状的地球,⽽且⼀分钟⼀分钟地变⼤。
不过,阿波罗13号飞船已偏离了重返地球⼤⽓层的正常轨道,故此时须精确地选定进⼊地球的⾓度,如⾓度太陡,飞船
会在⼤⽓层中烧毁;如太平,飞船将从⼤⽓层表⾯弹出,再也⽆法回到地球了。
不知是⽼天开恩,还是从哪⾥来了⼀股⼒量,阿波罗13号奔向浅平轨道,指令长洛弗尔抓住这⼀千载难逢之机启动登⽉
舱的姿控⽕箭,使飞船进⼊了正确轨道位置。
这真是不幸中的万幸啊!此时休斯敦中⼼⼗分担⼼,航天员们已极为疲劳,很容易失误,万⼀出错就难以挽救了。但他
们不知道还有更糟糕的情况,航天员海斯尿道感染正在发烧,⼈很虚弱。
进⼊正常轨道后,休斯敦中⼼指令施韦格特在指令舱内开动爆炸螺栓,掷掉已被炸坏的服务舱。此时航天员们才看到了
抛掉的服务舱严重损坏的模样。
洛弗尔和海斯⼜重新回到了指令舱,封闭了通向登⽉舱的舱门。施韦格特打开指令舱制导系统的开关,发现电⼒还较充
⾜,电⼦仪器也没有因寒冷⽽损坏,这才放⼼,于是便带着⼀种伤感和感激之情,把拯救过他们⽽完成了使命的登⽉舱
抛到九霄云外,但⼼⾥却永远也不会忘记它的救命之恩。休斯敦的⼈们也喊道:“别了,登⽉舱,我们感谢你!”
救援直升机将出舱后的阿波罗13号航天员接上直升机
随着飞船逼近⼤⽓层,休斯敦中⼼云集了⼏乎全体⼯作⼈员。4⽉17⽇,阿波罗13号挂在3把漂亮的⼤伞之下缓缓溅落
在万顷波涛的太平洋中。
没过多久,3名航天员温⽂尔雅地⾛出船舱,美国总统尼克松赶到降落地欢迎这3位太空英雄的归来,此刻美国航空航天
局爆发出⼀⽚欢呼声,“他们胜利了!”全世界的⼈们也向历时6天、经历艰险、战胜困难、平安⽣还的3名航天员投以钦佩
的⽬光,庆幸这次登⽉飞⾏“失败的成功”。
事后的事故分析表明,飞船服务舱爆炸并⾮陨⽯碰撞所致。在地⽉轨道转移期间,低温推进剂混合时液氧贮箱爆炸。
爆炸毁坏了2号液氧贮箱和其他系统,造成供氧与供电困难,这次故障的根源在服务舱液氧贮箱加热系统的两个恒温开
关上,
这种开关在1962年设计时采⽤28V电压,1965年在改进设计时把许可电压提⾼到65V,可是制造这种开关的⼚商⽣产的
开关⼯作电压没做相应改变,仍是28V,虽然这种开关在⼀定条件下也能承受65V电压,但是超负荷时会产⽣电⽕花,
破坏了绝缘材料聚四氟⼄烯塑料的性能,从⽽导致了液氧贮箱的爆炸。
尼克松总统出席庆祝阿波罗13号航天员成功归来典礼
现在,⼈们还把阿波罗13号的返航称为美国航空航天局最美好的时刻,前些年上映的“阿波罗13号”巨⽚⽣动地再现了这
次飞⾏。
10探⽉竞赛结束
狂热的登⽉竞赛使美苏承受了巨⼤的经济压⼒,计算表明,每艘“阿波罗”登⽉飞船⽐⽤⾦⼦制成还要贵15倍!美国⼈从
⽉球带回的⽉岩和⼟样(共385千克)按单位重量计算,其价格竟是⾦刚⽯的35倍!这些使美国每⼀个家庭要负担472
美元!
于是,在1972年,已陷⼊越战泥潭的美国总统尼克松下令停⽌登⽉活动,这使得阿波罗18、19、20号飞船的航天员们
永远失去了登⽉的机会。
从科学⾓度看,美国“阿波罗”载⼈登⽉⽐苏联⽉球⽆⼈探测器价值要⾼得多,因为航天员登⽉可实地勘查⽉⾯,有选择
地收集⽉岩和⼟壤,可放置长寿命科学试验和观测仪器,有的仪器甚⾄到1989年7⽉还向地球发送数据。
有⼈称,⼀次“阿波罗”载⼈登⽉的成果相当于12次⽉球探测器的⾃动探测飞⾏,⽽⼀次⽉球探测器飞⾏耗资⼜是⼀次载
⼈登⽉的1/4,所以苏联整个探⽉费⽤是美国的好⼏倍,更何况苏联探测器取样返回飞⾏有⼀半是失败的。美苏取回的
⽉岩总量是385∶1。
1976年以后,苏联停⽌了⽉球探测计划。⾄此2个超级⼤国历时10多年的探⽉竞赛以美国的胜利⽽告结束。
延伸阅读:新旧登⽉飞船的对⽐
随着政治、科技和经济等各⽅⾯发⽣的巨⼤变化,现在美国正实施的“重返⽉球”计划与冷战时期的“阿波罗”登⽉计划有明
显的不同,⽐如:载⼈登⽉的⽬的由冷战时期主要满⾜政治和科学需要,改变为把科学探索和经济利益相结合,以探测
⽉球资源为主,为未来⽉球资源开发、利⽤打基础。
⽬前,美国计划在2024~2028年载⼈重返⽉球,并命名该计划为“阿尔忒弥斯”,她是希腊神话中的狩猎⼥神和⽉⼥神,
是太阳神阿波罗的孪⽣姐姐,有“阿波罗”登⽉计划珠⽟在前,⽤“阿尔忒弥斯”来命名新登⽉计划⾮常合适。
为此,美国打造了新⼀代多⽤途载⼈飞船“猎户座”。“猎户座”和“阿波罗”飞船有⼀些重要相似之处,当然也有许多不同的
地⽅。例如:
(1)外形酷似。“猎户座”的乘员舱和“阿波罗”飞船的指令舱外形⼗分相像,只是它⽐后者“更⼤”、“更壮”,被称为吃了类
固醇的“阿波罗”,或者是“吃了菠菜的⼤⼒⽔⼿”,从⼀个“普通的⼩弟弟”长成“格外强壮的超级勇⼠”。这表明,由于航天
物理学原理并没有发⽣变化,再次证明“阿波罗”的当年设计有多么正确,对于飞往低地轨道以外的任务来说,它具有最
安全⽽有效的形状。
“猎户座”飞船乘员舱剖视图
(2)载⼈更多。猎户座”的乘员舱⽐“阿波罗”的指令舱⼤2倍,底径从3.9⽶增加到5⽶;体重也⼤⼤增加了,达25吨。所
以“猎户座”的乘员舱可搭载4~6名航天员,还能运送较多物资到⽉球,为将来的连续登⽉做准备。⽽“阿波罗”只能载3
⼈。
(3)电源充⾜。“猎户座”的服务舱由欧洲航天局研制,在太空飞⾏时使⽤太阳能作为动⼒,所以它可为飞船提供很长的
时间电⼒。⽽“阿波罗”飞船使⽤的是电池,因⽽提供电⼒的时间⼗分有限,⽆法⽤于建⽴⽉球基地。
(4)重复使⽤。“猎户座”的外部防护层可以替换,可该飞船能重复使⽤,所以能显著降低成本。⽽“阿波罗”是⼀次性使
⽤飞船。
(5)多种⽤途。“猎户座”是多⽤途的,可⽤于载⼈登⽉,也能⽤于近地轨道空间站的天地往返运输,还可作为⾏星际式
飞船⽤于载⼈登⽕星和载⼈登⼩⾏星。⽽“阿波罗”飞船不能⽤于⾏星际飞⾏。
(6)着陆地点。“猎户座”使⽤的⽉球着陆器可使航天员⽉球上任何区域着陆。⽽“阿波罗”使⽤的登⽉舱只能降落在⽉球
⾚道附近区域。
(7)登⽉⼈数。“猎户座”使⽤的⽉球着陆器可带4名航天员登陆⽉球。⽽“阿波罗”使⽤的登⽉舱只能带2名航天员登⽉。
(8)返回⽅式。“猎户座”的乘员舱可采⽤空⽓缓冲⽓囊或者减速⽕箭等降落⽅式,直接降落到地球陆地上,⽐如加州的
爱德华空军基地。当然,如果遇到特殊情况,也可以像“阿波罗”⼀样落到海⾥。“阿波罗”只能落到海⾥。
爱德华空军基地。当然,如果遇到特殊情况,也可以像“阿波罗”⼀样落到海⾥。“阿波罗”只能落到海⾥。
“猎户座”多⽤途乘员飞⾏器。其服务舱将改⽤欧洲航天局的⾃动转移飞⾏器服务舱
总之,“猎户座”乘员舱将采⽤“阿波罗”指令舱的形状,不过与后者相⽐有⼀些明显的进步,包括:采⽤现代材料和制造⼯
艺;它采⽤先进的宇航电⼦设备;采⽤计算机和40年载⼈航天飞⾏所积累的经验;体积加⼤了,可运送更多的乘员和货
物;具有更⾼的使⽤效率和综合能⼒。
虽然“阿尔忒弥斯”所使⽤的⽉球着陆器由谁来研制⽬前还未确定,美国航空航天局已选定11家公司开展⽉球着陆器论证
⼯作,但基本构型仍采⽤“阿波罗”飞船登⽉舱的设计理念,即由上升级和下降级组成,最多再增加⼀个转移级。
上升级是航天员完成登⽉使命后将他们送回⽉球轨道的乘员舱,下降级是⼀个有4条腿、通过⽕箭发动机实现“软着陆”的
着陆平台,转移级⽤于将⽉球着陆器由⽉球空间站送到距离⽉⾯100千⽶的环⽉轨道上。
美国蓝⾊起源公司设计的“蓝⽉亮”⽉球着陆器
美国洛马公司已设计出基于“猎户座”的可重复使⽤登⽉舱。它将⽉球轨道空间站作为母舰,航天员将从⽉球轨道舱空间
站出发,奔赴⽉球。
它⾼14⽶,可从环⽉轨道向⽉球表⾯运送4名航天员和1.1吨货物,可在⽉球停留最多14天,也可作为早期的⽕星登陆舱
(也是携带4名航天员)。
其个头是“阿波罗”登⽉舱的两倍,后者只能搭载两名航天员并且只能在⽉球逗留⼏天。
美国蓝⾊起源公司正在研制的“蓝⽉亮”着陆器能把3.6吨货物送到⽉球表⾯,它是单程着陆器,能落下去却飞不起来。此
后将研制加长版的“蓝⽉亮”,它能把6.5吨货物送上⽉⾯,⾜以搭载⼀个“上升舱”,带航天员飞离⽉球。
据悉,2024年“阿⽿忒弥斯”载⼈登⽉任务的⾸选⽅案这样安排:⾸批登⽉者会是⼀对男⼥航天员,这样就会诞⽣⼈类史
上“登⽉第⼀⼥⼈”,就像登⽉第⼀⼈阿姆斯特朗⼀样,名垂青史。
⽉球轨道空间站⽰意图
与“阿波罗”计划最⼤的不同是,“阿⽿忒弥斯”计划将⾸先建造⼀个名为“门户”的⽉球轨道空间站,它运⾏在近⽉点距离
2000千⽶,远⽉点距离75000千⽶的地⽉拉格朗⽇点的晕轨道上,可⽀持4名航天员长达42天的深空任务;也能为载⼈
登⽉任务提供中转服务,即航天员先到⽉球轨道空间站,再根据需要乘转运级+载⼈⽉球着陆器登⽉。
转运级把⽉球着陆器由⽉球空间站送到距离⽉⾯100千⽶的环⽉轨道上,着陆器降落到⽉⾯开展探测任务,任务结束后
再由上升级提供动⼒返回⽉球空间站。
有了⽉球轨道空间站的⽀持,航天员可随时到达⽉⾯各个地点实施探索,包括含有⼤量⽔冰的⽉球极区在内,甚⾄可以
⽀持⽉⾯短期或半永久科研站的运转。“猎户座”飞船将承担起地球和⽉球轨道空间站之间转运航天员的任务。
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