【簡介:】1969年7月16日,巨大的“土星5號”火箭載著“阿波羅11號”飛船從美國肯尼迪角發(fā)射場點(diǎn)火升空,開始了人類首次登月的太空征程。美國宇航員尼爾·阿姆斯特朗、埃德溫·奧爾德林、
1969年7月16日,巨大的“土星5號”火箭載著“阿波羅11號”飛船從美國肯尼迪角發(fā)射場點(diǎn)火升空,開始了人類首次登月的太空征程。美國宇航員尼爾·阿姆斯特朗、埃德溫·奧爾德林、邁克爾·科林斯駕駛著阿波羅11號宇宙飛船跨過38萬公里的征程,承載著全人類的夢想踏上了月球表面。這確實(shí)是一個人的小小一步,但是整個人類的偉大一步。他們見證了從地球到月球夢想的實(shí)現(xiàn),這一步跨過了5000年的時(shí)光。
美國于20世紀(jì)60年代至70年代初組織實(shí)施的載人登月工程,或稱“阿波羅”計(jì)劃。它是世界航天史上具有劃時(shí)代意義的一項(xiàng)成就。工程開始于1961年5月,至1972年12月第6次登月成功結(jié)束,歷時(shí)約11年,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多個科研機(jī)構(gòu),總?cè)藬?shù)超過30萬人。
直接起飛或者地球軌道集合的設(shè)想圖在登月成為主要目標(biāo)后,阿波羅計(jì)劃的決策者們開始面臨如何才能盡可能安全、經(jīng)濟(jì)、簡單地將宇航員送上月球。曾有四個方案被考慮:
直接起飛:此計(jì)劃提出由一個巨大的新星火箭攜帶一艘航天器,直接飛往月球;火箭在月球降落,任務(wù)完成后再次起飛,飛回地球。
地球軌道集合:此計(jì)劃需要兩艘只有土星5號一半大小的小型火箭將登月航天器的不同部分送入地球軌道,集合并對接。整個航天器降落在月球表面。由于當(dāng)時(shí)在軌道中集合多艘航天器的經(jīng)驗(yàn)較少,且地球軌道拼裝航天器是否可行也是未知數(shù),所以此計(jì)劃未被采納。
月球表面集合:此計(jì)劃需要兩艘航天器被發(fā)射:一艘自動航天器攜帶推進(jìn)系統(tǒng),先期登月;載人航天器晚些發(fā)射。推進(jìn)系統(tǒng)在月球表面被移至載人航天器上,然后返回地球。
月球軌道集合: 這個方案由約翰·C·霍博爾特的團(tuán)隊(duì)提出。這種方案是一艘較大的航天器,稱為指令/服務(wù)艙,攜帶一艘裝載宇航員的登月航天器,稱為登月艙。指令/服務(wù)攜帶從地球到月球并返回的燃料和生活必需品,以及進(jìn)入地球大氣層所需要的隔熱板。進(jìn)入月球軌道之后,登月艙與指令/服務(wù)分離,并降落在月球表面;指令/服務(wù)留在月球軌道。3名宇航員中的1名留在指令/服務(wù)中。登月完成之后,登月艙重新起飛,與指令/服務(wù)在月球軌道集合,并返回地球。
于其他幾個方案不同,月球軌道集合只需要一艘很小的航天器降落在月球表面,使返回時(shí)在月球上起飛航天器的質(zhì)量大大減小。通過將登月艙的一部分留在月球上,月球起飛質(zhì)量得以再次減小。
登月艙本身分為兩部分,包括降落部分和起飛部分,前者用于在登月時(shí)降落,后者在任務(wù)完成后起飛與指令/服務(wù)艙會合并返回地球。由于航天器質(zhì)量減輕,一次任務(wù)只需要一次單獨(dú)的火箭發(fā)射。當(dāng)時(shí)的顧慮是次數(shù)較多的對接和分離所提出的技術(shù)難度。
包括論證飛船登月飛行軌道和確定載人飛船總體布局。從“阿波羅”號飛船的4種飛行方案中選定月球軌道集合方案,相應(yīng)地確定由指揮艙、服務(wù)艙和登月艙組成飛船的總體布局方案。
“阿波羅”11號飛船于1969年7月20-21日首次實(shí)現(xiàn)人登上月球的理想。此后,美國又相繼6次發(fā)射“阿波羅”號飛船,其中5次成功??偣灿?2名航天員登上月球。
“阿波羅”11號飛船登月飛行1969年7月16日由“土星”5 號火箭運(yùn)載“阿波羅”11號飛船升空。第三級火箭熄火時(shí)將飛船送至環(huán)繞地球運(yùn)行的低高度停泊軌道。第三級火箭第二次點(diǎn)火加速,將飛船送入地—月過渡軌道。飛船與第三級火箭分離,飛船沿過渡軌道飛行2.5天后開始接近月球,由服務(wù)艙的主發(fā)動機(jī)減速,使飛船進(jìn)入環(huán)月軌道。宇航員N.A.阿姆斯特朗和E.E.奧爾德林進(jìn)入登月艙,駕駛登月艙與母船分離,下降至月面實(shí)現(xiàn)軟著陸。另一名宇航員仍留在指揮艙內(nèi),繼續(xù)沿環(huán)月軌道飛行。登月宇航員在月面上展開太陽電池陣,安設(shè)月震儀和激光反射器,采集月球巖石和土壤樣品22千克,然后駕駛登月艙的上升級返回環(huán)月軌道,與母船會合對接,隨即拋棄登月艙,起動服務(wù)艙主發(fā)動機(jī)使飛船加速,進(jìn)入月—地過渡軌道。在接近地球時(shí)飛船進(jìn)入載人走廊,拋掉服務(wù)艙,使指揮艙的圓拱形底朝前,在強(qiáng)大的氣動力作用下減速。進(jìn)入低空時(shí)指揮艙彈出3個降落傘,進(jìn)一步降低下降速度。“阿波羅”11號飛船指揮艙于7月24日在太平洋夏威夷西南海面濺落。
“阿波羅”12-17號飛船從1969年11月至1972年12月,美國相繼發(fā)射了“阿波羅”12、13、14、15、16、17號飛船,其中除“阿波羅”13號因服務(wù)艙液氧箱爆炸中止登月任務(wù)(三名宇航員駕駛飛船安全返回地面)外,均登月成功。