52年前的今天，阿波羅11號實現了首次載人登月，這是人類第一次踏足到另一個星球。阿波羅計劃對人類社會的政治、科學、技術、經濟、生活甚至精神等帶來了巨大影響和促進作用，從現在和可以預見的將來來看，阿波羅計劃還將在各方面對全球影響多年。阿波羅計劃的緣起、戰略、歷程、方案、技術、成就和教訓等，構成了我們共同的知識底色的一部分，也為人類發展載人航天、探索浩瀚宇宙留下了寶貴的財富。
阿波羅11號航天員：阿姆斯特朗（左）、科林斯（中）和奧爾德林（右）
龐大的月球探測計劃
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阿波羅計劃，是美國從1961年到1972年組織實施的一系列載人登月飛行任務，目的是實現載人登月飛行和人對月球的實地考察，為載人行星飛行和探測進行技術準備。整個登月工程分以下幾個部分：確定登月方案；實施為登月飛行做準備的4項輔助計劃；研制土星號系列運載火箭；研制“阿波羅”飛船；進行試驗飛行；實現載人登月飛行。
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，相應地確定了由指令艙、服務艙和登月艙組成的“阿波羅”號登月飛船的總體布局。
為了研制發射“阿波羅”飛船用的大推力運載火箭土星5號，美國先研制了土星1號和1號B火箭，用以獲取研制經驗和進行試驗飛行。此后研制成功的土星5號重型火箭近地軌道運載能力達127噸，這一能力至今仍是舉世無雙。
土星5號重型火箭發射
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適合的載人登月方案
整個阿波羅登月工程歷時約11年，到1972年12月第6次登月成功結束，耗資255億美元。在工程高峰時期，參加工程的有2萬家企業、200多所大學和80多個科研機構，總人數約40萬。嚴格而科學地管理幾十萬人奮斗8年，實現登月工程，集中體現了現代科技的水平，推動了航天技術的迅速發展。其主要負責人是馮·布勞恩。
勘測者月球著陸器
在實施過程中，登月方案的確定花了很長時間，直到1961年5月25日肯尼迪總統正式宣布美國將實施阿波羅登月計劃時，美國國家航空航天局仍沒有在登月方案上形成統一的意見。此后又經過了半年多的緊張研究和詳細論證，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，進行月面探險，另1名航天員仍留在指令艙中繞月球軌道飛行，并進行科學實驗。返回時，月面上的2名航天員啟動登月艙的上升級發動機飛上月球軌道與指令艙交會對接。2名航天員進入指令艙后，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—服務艙組合體在月球軌道上交會
那么，為什么不采用直接登月法，即把整個飛船直接送入月球表面？其實這種方法科學家早已考慮，認為比較簡單和安全，但對運載火箭的要求太高，而且大型飛船在月面上著陸有可能陷入塵土中。
月面工作結束后航天員返回登月艙，進入上升級，上升級從登月艙上起飛，離開月球表面上升。
阿波羅工程負責人馮·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，其優點是既不需要研制超大型運載火箭，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。
經過眾多科學家對上述三種呼聲很高的方案進行反復比較、分析，最終的結論是：采用月球軌道對接法進行載人登月更符合當時情況。
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。“阿波羅”是人類發射的第一種、也是目前惟一一種登月式飛船，構思十分巧妙。其技術對今天將要進行的月球基地建設和載人火星探測也有重要的參考價值。
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、服務艙和登月艙3部分組成，發射上升段時還有救生塔。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；服務艙裝有主發動機、姿控和電氣系統；特設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構
阿波羅飛船沿用了水星號飛船的發射救生系統，目的是在運載火箭第2級工作前20秒內，如果發生緊急事故，該系統可將指令艙彈出并安全回收。
飛船研制出來后，相繼進行過6次無人亞軌道和環地軌道飛行、1次環地飛行、3次載人環月飛行，最后才正式進行了登月飛行。
登月飛船說起來簡單，實際上十分復雜。例如，阿波羅13號在飛往月球的途中因服務艙出現嚴重故障，別說登月，其上面的3名航天員差點命喪太空。還有3名航天員在阿波羅1號飛船內做發射前的飛行實驗時，因實驗中電路短路引起失火而被犧牲。但是，這些都沒能動搖人類登月的決心，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，在月面共出艙活動80小時36分，足跡達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，大大充實了人們對月球的認識。
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，發現土壤多達57層，每層代表一次隕石沖擊，還測量了月球內部發出的熱流，從而結束了100多年來關于月球是冷還是熱的爭論……。另外，1985年科學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，證實了月球上存在一種非常有用的核能源氦-3，這一發現給月球的研究和探測工作注入了巨大動力。
1978年美國贈送給中國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儀器也為科研人員提供了大量有價值的數據。例如，利用各次登月飛行中登月航天員安放的5個“阿波羅月面實驗裝置”（其中由阿波羅12號航天員安放的裝置工作長達8年），地面科研人員能夠測定月球上11個地區的月震，甚至可提前一個月加以預報。月面的儀器還向地面發回了有關月面溫度變化、宇宙射線及隕石撞擊等情況的大量數據。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回的數據。
航天員在月面展開的月面試驗裝置
阿波羅計劃的實施，在美國帶動起了液體燃料火箭、微波雷達、遙控作業、無線電制導、超高強度和耐高溫合成材料、新型電子計算機、藥物及生物工程等一大批高科技工業群體。后來，該工程的人工智能、機器人和遙控作業等許多技術成果又轉移到民用，促進了科技與工業的整體發展與繁榮，其二次開發應用的效益，遠遠超過阿波羅計劃本身所帶來的直接經濟與社會效益。
阿波羅計劃產生了3000多項專利技術，其中1000多項用于民用。美國在20世紀后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用技術成果或專利在經濟領域的應用，美國領先于世界的信息、生物和新材料等高新技術，很大部分來自對月球探測技術的消化、優化和二次開發。
伴隨著阿波羅計劃的落幕
人類再未踏足月球
但這并不代表人類停止探索星空
半個多世紀過去了
世界載人航天不斷取得新的成就
中國空間站也進入在軌建造階段
中國人進入了自己的空間站
未來
中國載人航天還將繼續前進
向更深更遠的星空出發
為人類探索宇宙作出更大貢獻
編輯/方超
中國載人航天ID：zairenhangtian
