从“水星”到“阿波罗”计划

　　“水星”计划是美国1958年开始实施的第一个载人航天计划。当苏联于1961年4月12日把航天员加加林送上天成功地完成轨道飞行时，“水星”飞船尚处于无人试验阶段，直到1962年才进行首次载人轨道飞行。“水星”计划于1963年结束，共完成25次飞行试验，其中包括4次动物飞行，2次载人弹道飞行，4次载人轨道飞行，耗资约4亿美元。

　　美国通过“水星”计划证明人能够在空间环境中生存和有效地驾驶飞船，也取得了载人飞船设计的初步经验。但是在这一回合的载人航天竞争中输给了苏联，突出表现为载人上天的时间落后于苏联，航天运载能力也处于劣势。为改变这种局面，经美国航宇局和冯·布劳恩等火箭专家论证，提出美国在60年代经过努力能够达到而又刚好超出苏联能力的目标是载人登月。于是，美国总统肯尼迪于1961年5月25日宣布了“阿波罗”载人登月计划。

　　作为从“水星”到“阿波罗”计划之间过渡，美国于1961年11月至1966年11月实施了“双子星座”计划。其主要任务是研究、发展载人登月的技术和训练航天员长时间飞行及舱外活动的能力。该计划历时5年，完成了10次环地轨道载人飞行，每次2人，共花费12.8亿美元。此外，美国为实施“阿波罗”计划还研制了“徘徊者”、“勘测者”、“月球轨道环行器”无人月球探测器、土星族重型运载火箭，以及由逃逸系统、指令舱、服务舱和登月舱组成的阿波罗飞船，这些工作为1969年把人送上月球奠定了坚实的技术基础。

　　“阿波罗”工程的实施

　　美国于20世纪60年代至70年代初组织实施的载人登月工程，或称“阿波罗”计划。它是世界航天史上具有划时代意义的一项成就。工程开始于1961年5月，至1972年12月第6次登月成功结束，历时约11年，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30万人。

　　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。从“阿波罗”号飞船的3种飞行方案中选定月球轨道交会方案，相应地确定由指挥舱、服务舱和登月舱组成飞船的总体布局方案。

　　为登月飞行进行准备的4项辅助计划是：①“徘徊者”号探测器计划(1961—1965年)：共发射9个探测器，在不同的月球轨道上拍摄月球表面状况的照片1．8万张，以了解飞船在月面着陆的可能性。②“勘测者”号探测器计划(1966—1968年)：共发射5个自动探测器在月球表面软着陆，通过电视发回8．6万张月面照片，并探测了月球土壤的理化特性数据。③“月球轨道环行器”计划(1966-19677年)：共发射3个绕月飞行的探测器，对40多个预选着陆区拍摄高分辨率照片，获得 l000多张小比例尺高清晰度的月面照片，据此选出约10个预计的登月点。④“双子星座”号飞船计划(1965—1966年)：先后发射10艘各载2名宇航员的飞船，进行医学—生物学研究和操纵飞船机动飞行、对接和进行舱外活动的训练。

　　“阿波罗”号飞船使用大推力的“土星”号运载火箭发射。运载火箭研制分两个阶段进行：①研制“土星”1号和1B号，用以获取大型运载火箭的研制经验并进行“阿波罗”号飞船的 飞行试验。②研制“土星”5号巨型3级运载火箭作为飞船登月的 运载工具。

　　1966-1968年进行了6次不载人飞行试验，在近地轨道上鉴定飞船的指挥舱、服务舱和登月舱，考验登月舱的动力 装置。1968—1969年，发射了“阿波罗”7、8、9号飞船，进行载人飞行试验。主要作环绕地球、月球飞行和登月舱脱离环月轨道的降 落模拟试验、轨道机动飞行和模拟会合、模拟登月舱与指挥舱的分 离和对接。按登月所需时间进行了持续11天的飞行，检验飞船的可靠性。1969年5月18日发射的“阿波罗”10号飞船进行了登月全过程的演练飞行，绕月飞行31圈，两名宇航员乘登月舱下降到 离月面15.2公里的高度。

　　“阿波罗”号飞船由指挥舱、服务舱和登月舱3个部分组成。

　　指挥舱 宇航员在飞行中生活和工作的座舱，也是全飞船的 控制中心。指挥舱为圆锥形，高3．2米，重约6吨。指挥舱分前 舱、宇航员舱和后舱3部分。前舱内放置着陆部件、回收设备和姿 态控制发动机等。宇航员舱为密封舱，存有供宇航员生活14天的 必需品和救生设备。后舱内装有10台姿态控制发动机，各种仪器 和贮箱，还有姿态控制、制导导航系统以及船载计算机和无线电分系统等。

　　服务舱 前端与指挥舱对接，后端有推进系统主发动机喷管。 舱体为圆筒形，高6。7米，直径4米，重约25吨。主发动机用于轨 道转移和变轨机动。姿态控制系统由16台火箭发动机组成，它们 还用于飞船与第三级火箭分离、登月舱与指挥舱对接和指挥舱与 服务舱分离等。

　　登月舱 由下降级和上升级组成，地面起飞时重14．7吨，宽 4．3米，最大高度约7米。①下降级：由着陆发动机、4条着陆腿和 4个仪器舱组成。②上升级：为登月舱主体。宇航员完成月面活 动后驾驶上升级返回环月轨道与指挥舱会合。上升级由宇航员座舱、返回发动机、推进剂贮箱、仪器舱和控制系统组成。宇航员座； 舱可容纳2名宇航员(但无座椅)，有导航、控制、通信、生命保障和 电源等设备。

　　“阿波罗”11号飞船于1969年7月20-21日首次实现人登上月球的理想。此后，美国又相继6次发射“阿波罗”号 飞船，其中5次成功。总共有12名航天员登上月球。

　　“阿波罗”11号飞船登月飞行1969年7月16日由“土星”5 号火箭运载“阿波罗”11号飞船升空。第三级火箭熄火时格飞船 送至环绕地球运行的低高度停泊轨道。第三级火箭第二次点火加 速，将飞船送人地—月过渡轨道。飞船与第三级火箭分离，飞船沿 过渡轨道飞行2．5天后开始接近月球，由服务舱的主发动机减速， 使飞船进入环月轨道。宇航员N．A．阿姆斯特朗和E．E．奥尔德林 进入登月舱，驾驶登月舱与母船分离，下降至月面实现软着陆。另 一名宇航员仍留在指挥舱内，继续沿环月轨道飞行。登月宇航员 在月面上展开太阳电池阵，安设月震仪和激光反射器，采集月球岩 石和土壤样品22千克，然后驾驶登月舱的上升级返回环月轨道， 与母船会合对接，随即抛弃登月舱，起动服务舱主发动机使飞船加 速，进入月—地过渡轨道。在接近地球时飞船进入再人走廊，抛掉 服务舱，使指挥舱的圆拱形底朝前，在强大的气动力作用下减速。 进人低空时指挥舱弹出3个降落伞，进一步降低下降速度。“阿波罗”11号飞船指挥舱于7月24日在太平洋夏威夷西南海面溅落。

　　“阿波罗”12-17号飞船从1969年11月至1972年12月，美国相继发射了“阿波罗”12、13、14、15、16、17号飞船，其中除“阿波罗”13号因服务舱液氧箱爆炸中止登月任务(两名宇航员驾驶飞船安全返回地面)外，均登月成功。