52年前的今天，阿波羅11號(hào)實(shí)現(xiàn)了首次載人登月，這是人類第一次踏足到另一個(gè)星球。阿波羅計(jì)劃對人類社會(huì)的政治、科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、生活甚至精神等帶來了巨大影響和促進(jìn)作用，從現(xiàn)在和可以預(yù)見的將來來看，阿波羅計(jì)劃還將在各方面對全球影響多年。阿波羅計(jì)劃的緣起、戰(zhàn)略、歷程、方案、技術(shù)、成就和教訓(xùn)等，構(gòu)成了我們共同的知識(shí)底色的一部分，也為人類發(fā)展載人航天、探索浩瀚宇宙留下了寶貴的財(cái)富。

阿波羅11號(hào)航天員：阿姆斯特朗（左）、科林斯（中）和奧爾德林（右）

龐大的月球探測計(jì)劃

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阿波羅計(jì)劃，是美國從1961年到1972年組織實(shí)施的一系列載人登月飛行任務(wù)，目的是實(shí)現(xiàn)載人登月飛行和人對月球的實(shí)地考察，為載人行星飛行和探測進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備。整個(gè)登月工程分以下幾個(gè)部分：確定登月方案；實(shí)施為登月飛行做準(zhǔn)備的4項(xiàng)輔助計(jì)劃；研制土星號(hào)系列運(yùn)載火箭；研制“阿波羅”飛船；進(jìn)行試驗(yàn)飛行；實(shí)現(xiàn)載人登月飛行。

確定登月方案包括論證飛船登月飛行軌道和確定載人飛船總體布局，相應(yīng)地確定了由指令艙、服務(wù)艙和登月艙組成的“阿波羅”號(hào)登月飛船的總體布局。

為了研制發(fā)射“阿波羅”飛船用的大推力運(yùn)載火箭土星5號(hào)，美國先研制了土星1號(hào)和1號(hào)B火箭，用以獲取研制經(jīng)驗(yàn)和進(jìn)行試驗(yàn)飛行。此后研制成功的土星5號(hào)重型火箭近地軌道運(yùn)載能力達(dá)127噸，這一能力至今仍是舉世無雙。

土星5號(hào)重型火箭發(fā)射

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適合的載人登月方案

整個(gè)阿波羅登月工程歷時(shí)約11年，到1972年12月第6次登月成功結(jié)束，耗資255億美元。在工程高峰時(shí)期，參加工程的有2萬家企業(yè)、200多所大學(xué)和80多個(gè)科研機(jī)構(gòu)，總?cè)藬?shù)約40萬。嚴(yán)格而科學(xué)地管理幾十萬人奮斗8年，實(shí)現(xiàn)登月工程，集中體現(xiàn)了現(xiàn)代科技的水平，推動(dòng)了航天技術(shù)的迅速發(fā)展。其主要負(fù)責(zé)人是馮·布勞恩。

勘測者月球著陸器

在實(shí)施過程中，登月方案的確定花了很長時(shí)間，直到1961年5月25日肯尼迪總統(tǒng)正式宣布美國將實(shí)施阿波羅登月計(jì)劃時(shí)，美國國家航空航天局仍沒有在登月方案上形成統(tǒng)一的意見。此后又經(jīng)過了半年多的緊張研究和詳細(xì)論證，才于1962年最終選定月球軌道對接法。

所謂月球軌道對接法，就是將1艘載有3名航天員的飛船發(fā)射到月球軌道上，然后2名航天員乘登月艙在月面上降落，進(jìn)行月面探險(xiǎn)，另1名航天員仍留在指令艙中繞月球軌道飛行，并進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。返回時(shí)，月面上的2名航天員啟動(dòng)登月艙的上升級發(fā)動(dòng)機(jī)飛上月球軌道與指令艙交會(huì)對接。2名航天員進(jìn)入指令艙后，拋棄登月艙的上升級，脫離月球軌道返回地球。在再入大氣層前，拋棄服務(wù)艙，僅指令艙在太平洋上濺落。這種方法的好處是只需在月面上降落小型登月艙，但在軌對接的成功與否直接決定了航天員的生命安全。

登月艙上升級與指令艙—服務(wù)艙組合體在月球軌道上交會(huì)

那么，為什么不采用直接登月法，即把整個(gè)飛船直接送入月球表面？其實(shí)這種方法科學(xué)家早已考慮，認(rèn)為比較簡單和安全，但對運(yùn)載火箭的要求太高，而且大型飛船在月面上著陸有可能陷入塵土中。

月面工作結(jié)束后航天員返回登月艙，進(jìn)入上升級，上升級從登月艙上起飛，離開月球表面上升。

阿波羅工程負(fù)責(zé)人馮·布勞恩及馬歇爾航天中心則偏愛另外一種方法——地球軌道對接法，其優(yōu)點(diǎn)是既不需要研制超大型運(yùn)載火箭，也比月球軌道對接法安全，但存在大型飛船在月面著陸的困難。

經(jīng)過眾多科學(xué)家對上述三種呼聲很高的方案進(jìn)行反復(fù)比較、分析，最終的結(jié)論是：采用月球軌道對接法進(jìn)行載人登月更符合當(dāng)時(shí)情況。

精巧的載人登月飛船

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在登月方案確定后，研制新型載人飛船就成為登月工程的“重頭戲”了?！鞍⒉_”是人類發(fā)射的第一種、也是目前惟一一種登月式飛船，構(gòu)思十分巧妙。其技術(shù)對今天將要進(jìn)行的月球基地建設(shè)和載人火星探測也有重要的參考價(jià)值。

阿波羅載人登月飛船剖視圖

“阿波羅”總高29米，重約50噸，由指令艙、服務(wù)艙和登月艙3部分組成，發(fā)射上升段時(shí)還有救生塔。其中的指令艙是航天員生活和工作的地方，也是全飛船的控制中心；服務(wù)艙裝有主發(fā)動(dòng)機(jī)、姿控和電氣系統(tǒng)；特設(shè)的登月艙由下降級和上升級組成，用于降落到月球表面和離開月面。

阿波羅載人登月飛船結(jié)構(gòu)

阿波羅飛船沿用了水星號(hào)飛船的發(fā)射救生系統(tǒng)，目的是在運(yùn)載火箭第2級工作前20秒內(nèi)，如果發(fā)生緊急事故，該系統(tǒng)可將指令艙彈出并安全回收。

飛船研制出來后，相繼進(jìn)行過6次無人亞軌道和環(huán)地軌道飛行、1次環(huán)地飛行、3次載人環(huán)月飛行，最后才正式進(jìn)行了登月飛行。

登月飛船說起來簡單，實(shí)際上十分復(fù)雜。例如，阿波羅13號(hào)在飛往月球的途中因服務(wù)艙出現(xiàn)嚴(yán)重故障，別說登月，其上面的3名航天員差點(diǎn)命喪太空。還有3名航天員在阿波羅1號(hào)飛船內(nèi)做發(fā)射前的飛行實(shí)驗(yàn)時(shí)，因?qū)嶒?yàn)中電路短路引起失火而被犧牲。但是，這些都沒能動(dòng)搖人類登月的決心，最終有6艘飛船載12人登上了月球。

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碩果豐厚的登月工程

在6次成功的登月飛行中，共有12名美國航天員登上月球，在月球上一共停留了近280小時(shí)，在月面共出艙活動(dòng)80小時(shí)36分，足跡達(dá)100千米，帶回巖石樣品約385千克，為月球研究提供了直接的依據(jù)，大大充實(shí)了人們對月球的認(rèn)識(shí)。

航天員采集回來的月球巖石樣品

航天員在月球上鉆取了3米深的月球巖芯，發(fā)現(xiàn)土壤多達(dá)57層，每層代表一次隕石沖擊，還測量了月球內(nèi)部發(fā)出的熱流，從而結(jié)束了100多年來關(guān)于月球是冷還是熱的爭論……。另外，1985年科學(xué)家們通過對阿波羅登月飛船的航天員帶回的月球巖土樣品的分析，證實(shí)了月球上存在一種非常有用的核能源氦-3，這一發(fā)現(xiàn)給月球的研究和探測工作注入了巨大動(dòng)力。

1978年美國贈(zèng)送給中國1克月巖，其中半克收藏于北京天文館

登月航天員在月面安放的各種科學(xué)儀器也為科研人員提供了大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)。例如，利用各次登月飛行中登月航天員安放的5個(gè)“阿波羅月面實(shí)驗(yàn)裝置”（其中由阿波羅12號(hào)航天員安放的裝置工作長達(dá)8年），地面科研人員能夠測定月球上11個(gè)地區(qū)的月震，甚至可提前一個(gè)月加以預(yù)報(bào)。月面的儀器還向地面發(fā)回了有關(guān)月面溫度變化、宇宙射線及隕石撞擊等情況的大量數(shù)據(jù)。直至1977年10月1日，即最后一次阿波羅登月飛行后近5年，美國航天局才停止接收月面儀器發(fā)回的數(shù)據(jù)。

航天員在月面展開的月面試驗(yàn)裝置

阿波羅計(jì)劃的實(shí)施，在美國帶動(dòng)起了液體燃料火箭、微波雷達(dá)、遙控作業(yè)、無線電制導(dǎo)、超高強(qiáng)度和耐高溫合成材料、新型電子計(jì)算機(jī)、藥物及生物工程等一大批高科技工業(yè)群體。后來，該工程的人工智能、機(jī)器人和遙控作業(yè)等許多技術(shù)成果又轉(zhuǎn)移到民用，促進(jìn)了科技與工業(yè)的整體發(fā)展與繁榮，其二次開發(fā)應(yīng)用的效益，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過阿波羅計(jì)劃本身所帶來的直接經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

阿波羅計(jì)劃產(chǎn)生了3000多項(xiàng)專利技術(shù)，其中1000多項(xiàng)用于民用。美國在20世紀(jì)后10年能夠保持高速、高效增長，很大程度得益于阿波羅載人登月工程派生出的約上千種應(yīng)用技術(shù)成果或?qū)＠诮?jīng)濟(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用，美國領(lǐng)先于世界的信息、生物和新材料等高新技術(shù)，很大部分來自對月球探測技術(shù)的消化、優(yōu)化和二次開發(fā)。

伴隨著阿波羅計(jì)劃的落幕

人類再未踏足月球

但這并不代表人類停止探索星空

半個(gè)多世紀(jì)過去了

世界載人航天不斷取得新的成就

中國空間站也進(jìn)入在軌建造階段

中國人進(jìn)入了自己的空間站

未來

中國載人航天還將繼續(xù)前進(jìn)

向更深更遠(yuǎn)的星空出發(fā)

為人類探索宇宙作出更大貢獻(xiàn)

編輯/方超

中國載人航天ID：zairenhangtian