差一點(diǎn)錯(cuò)過(guò)的交會(huì)：LOR與“阿波羅”計(jì)劃

許多航天歷史學(xué)家看來(lái)，NASA蘭利研究中心對(duì)“阿波羅”計(jì)劃最重要的貢獻(xiàn)就是提出了“月球軌道交會(huì)（LOR）”的概念。蘭利研究中心幾個(gè)信念非常堅(jiān)定的研究員用智慧創(chuàng)造了這一概念，其基本前提是發(fā)射一個(gè)強(qiáng)有力的火箭搭載三艘組合起來(lái)的航天飛船。

圖為“阿波羅”登月艙與指揮艙正在月球軌道上進(jìn)行交會(huì)。如果月球軌道上的交會(huì)失敗，那么宇航員的距離就會(huì)因太遠(yuǎn)而無(wú)法施救。背景中的深色區(qū)域是史密斯海，地球正在月球的地平線上冉冉升起。

航天員埃德溫·奧爾德林、尼爾·阿姆斯特朗和邁克爾·柯林斯被當(dāng)選為“阿波羅”11號(hào)月球登陸任務(wù)的首要機(jī)組人員。

1969年7月20日，登月艙——“鷹”號(hào)飛船搭載“阿波羅”11號(hào)航天員尼爾·阿姆斯特朗和埃德溫·奧爾德林小心翼翼地飛向靜海，使兩人首次在月球登陸。從那時(shí)起，已有整整四十六年了。

來(lái)自不同地區(qū)的數(shù)千人和多個(gè)組織在這“人類(lèi)的一大步”中起到了關(guān)鍵的作用。1961年5月，肯尼迪總統(tǒng)在國(guó)會(huì)的講話中宣布了美國(guó)挑戰(zhàn)月球的決心：“這并不是一個(gè)人登上月球的問(wèn)題，這將關(guān)系到整個(gè)國(guó)家，因?yàn)橐氚阉诺皆虑蛏?，我們大家都必須付出努力。?/p>

一個(gè)機(jī)構(gòu)有幸參與了登月計(jì)劃，在實(shí)現(xiàn)登月目標(biāo)的過(guò)程中貢獻(xiàn)很大，那就是位于弗吉尼亞州漢普頓市的NASA蘭利研究中心，這里是美國(guó)最早的民用航空實(shí)驗(yàn)室，是空間特遣大隊(duì)所在地，這支特遣大隊(duì)構(gòu)思和指導(dǎo)了美國(guó)首個(gè)載人航天計(jì)劃——水星計(jì)劃。

NASA蘭利研究中心幫助證實(shí)了許多基本原理，確定了許多航天任務(wù)概念，這些對(duì)于“阿波羅”計(jì)劃來(lái)說(shuō)都是最重要的。在實(shí)驗(yàn)室風(fēng)洞的特有復(fù)雜環(huán)境中，研究人員研究了“土星—阿波羅”發(fā)射構(gòu)造的空氣動(dòng)力完整性以及“阿波羅”號(hào)指揮艙重新回到地球大氣時(shí)的氣動(dòng)加熱問(wèn)題。蘭利研究中心的工作人員和測(cè)試設(shè)備在訓(xùn)練計(jì)劃中也起到了主要作用，這些對(duì)于NASA航天員在月球登陸以及在月球表面行走都是必要的。

然而，在許多航天歷史學(xué)家看來(lái)，蘭利研究中心對(duì)“阿波羅”計(jì)劃最重要的貢獻(xiàn)就是提出了“月球軌道交會(huì)（LOR）”的概念。

1961年，約翰·F·肯尼迪總統(tǒng)決定在六十年代結(jié)束之前讓人類(lèi)在月球上登陸，這意味著NASA不得不迅速采取行動(dòng)，找出完成月球之行的最佳辦法。NASA對(duì)三個(gè)可供選擇的方案進(jìn)行了認(rèn)真考慮：最初是直接升空；然后是地球軌道交會(huì)（EOR）；最終是一個(gè)出乎意料的候選方案——月球軌道交會(huì)（LOR）。

從根本上來(lái)講，直接升空是科幻小說(shuō)和好萊塢電影中描繪的方案。一艘巨大的火箭猶如一艘戰(zhàn)艦?zāi)敲创螅瑥街钡匕l(fā)往月球、著陸、然后直接從月球表面回到地球。整個(gè)行程就像一次包車(chē)游，從甲點(diǎn)到乙點(diǎn)，然后又乘坐同一輛車(chē)回到A點(diǎn)。

在NASA內(nèi)部，對(duì)直接升空方案有著強(qiáng)烈的抵觸情緒，這在很大程度上是因?yàn)樵摲桨敢馕吨邪l(fā)一個(gè)被稱(chēng)為“新星”的巨大助推器，它不得不攜帶所有必需的燃料起飛，脫離地球的引力，通過(guò)制動(dòng)克服月球引力障礙，還要脫離月球的引力，然后再通過(guò)制動(dòng)進(jìn)入地球的引力范圍……然而，在工程師們做過(guò)計(jì)算之后，NASA認(rèn)識(shí)到制造一個(gè)如此大型火箭的方案顯然是不現(xiàn)實(shí)的，特別是要想在肯尼迪總統(tǒng)預(yù)定的時(shí)間左右完成更是不現(xiàn)實(shí)——研發(fā)一個(gè)那么龐大的火箭所花費(fèi)的時(shí)間將會(huì)太長(zhǎng)，花費(fèi)的資金量也太大。

在蘭利研究中心的風(fēng)洞中，NASA對(duì)影響“土星-阿波羅”號(hào)火箭的空氣動(dòng)力展開(kāi)了廣泛的研究。在那里，研究人員研究了風(fēng)對(duì)“土星I” 號(hào)和逃逸塔的影響。

直接升空方案終止了，就開(kāi)始對(duì)第二個(gè)方案進(jìn)行嚴(yán)格的評(píng)估：地球軌道交會(huì)（EOR）。EOR的主要觀念是：利用當(dāng)時(shí)正在研發(fā)的“土星”號(hào)高級(jí)火箭分別將兩個(gè)船艙送往太空；然后使這兩個(gè)船艙在地球軌道上交會(huì)、對(duì)接；在連接起來(lái)的船艙中組裝一輛月球任務(wù)飛船，為其提供燃料，再使之與船艙分離；然后乘坐這艘加固的飛船繼續(xù)前進(jìn)，就像直飛模式中那樣到月球，再回到地球軌道。EOR的好處是，所需要的火箭不用那么強(qiáng)大，而且這種火箭當(dāng)時(shí)也已經(jīng)快要開(kāi)發(fā)出來(lái)了。

在NASA內(nèi)部，對(duì)EOR有著強(qiáng)烈的支持，特別是那些科學(xué)家認(rèn)識(shí)到，選擇EOR作為“阿波羅”任務(wù)的行動(dòng)模式意味著需要建立一個(gè)實(shí)質(zhì)上的空間站結(jié)構(gòu)，使其成為地球軌道上的平臺(tái)。除了“阿波羅”任務(wù)之外，這樣的平臺(tái)還有很多其他科學(xué)上和非科學(xué)上的用途。出于這個(gè)原因，像阿拉巴馬州亨茨維爾市NASA馬歇爾太空飛行中心的沃納·馮·布勞恩博士及其同事們，就是建立空間站的支持者，他們也贊成EOR。

最終，NASA沒(méi)有選擇前兩個(gè)方案中的任何一個(gè)，而是選擇了第三個(gè)方案：月球軌道交會(huì)。

約翰·C·霍博爾特博士解釋說(shuō)：在許多歷史學(xué)家看來(lái)，美國(guó)要在十年之內(nèi)設(shè)法進(jìn)行人類(lèi)的首次地外之行，在眾多可供選擇的方案中，月球軌道交會(huì)的概念是最重要的。

蘭利研究中心幾個(gè)信念非常堅(jiān)定的研究員用智慧創(chuàng)造了這個(gè)概念，他們自從1959年開(kāi)始對(duì)這個(gè)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。LOR的基本前提是發(fā)射一個(gè)強(qiáng)有力的三級(jí)火箭，將三艘組合起來(lái)的航天飛船送進(jìn)地球軌道。

組合飛船包括：第一，一個(gè)母飛船，或稱(chēng)為指揮艙；第二，一個(gè)服務(wù)艙，其中包含燃料電池、形態(tài)控制系統(tǒng)和主推進(jìn)系統(tǒng)；第三，一個(gè)小型月球著陸器，或者叫做登月艙。一旦進(jìn)入地球軌道，火箭的最后一級(jí)開(kāi)始點(diǎn)火，將帶有三名機(jī)組人員的“阿波羅”號(hào)飛船送進(jìn)月球的飛行軌道。到達(dá)月球軌道之后，兩個(gè)機(jī)組人員將穿上航天服，爬進(jìn)登月艙中，然后與母飛船分離，下行至月球表面。第三個(gè)機(jī)組人員將留在指揮艙中，在寂寞的月球軌道上保持著清醒狀態(tài)。如果一切順利，登月艙的上半截將會(huì)利用所配備的上升引擎回升，重新跟指揮艙對(duì)接，然后將著陸器丟棄到暗淡無(wú)邊的太空中，或者使之撞擊到月球上，就像后來(lái)執(zhí)行“阿波羅”航天任務(wù)做地震實(shí)驗(yàn)時(shí)那樣，最后三名航天員乘坐指揮飛船就可以返回地球了。

德國(guó)研究火箭的先驅(qū)赫爾曼·奧伯特早在1923年就提出了LOR概念的基本原理，但是直到1959年蘭利研究中心的兩個(gè)獨(dú)立研究小組才認(rèn)識(shí)到LOR概念從根本上具有重要性。當(dāng)時(shí)，人造衛(wèi)星剛剛上天，NASA剛剛創(chuàng)立不久，那兩個(gè)研究小組開(kāi)始悄悄地思考LOR是否會(huì)有助于實(shí)現(xiàn)美國(guó)處于萌芽狀態(tài)的太空計(jì)劃。

其中一個(gè)小組是月球任務(wù)導(dǎo)航組，由理論力學(xué)部主任克林頓·E·布朗擔(dān)任組長(zhǎng)；另一個(gè)小組是交會(huì)研究委員會(huì)，由動(dòng)力負(fù)載部副主任約翰·C·霍博爾特?fù)?dān)任委員會(huì)主任。這兩個(gè)小組起初是獨(dú)立搞研究的，后來(lái)兩個(gè)小組集思廣益，導(dǎo)致對(duì)兩個(gè)不同的主題進(jìn)行了深入分析：第一，月球之行的力學(xué)原理；第二，在地球軌道空間站的運(yùn)行中進(jìn)行交會(huì)所起到的作用。后來(lái)，將兩項(xiàng)分析結(jié)合到一起的想法，使蘭利研究中心的研究小組中幾個(gè)富有創(chuàng)見(jiàn)的人開(kāi)始考慮LOR為載人登月任務(wù)可能帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。

LOR的基本前提是發(fā)射一個(gè)強(qiáng)有力的火箭（“土星V”號(hào)），將三艘組合起來(lái)的航天飛船送進(jìn)地球軌道。連同“阿波羅”號(hào)航天飛機(jī)，“土星V”號(hào)高達(dá)363英尺。圖為1969年7月16日“阿波羅”11號(hào)航天飛機(jī)的發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)，那是第一次執(zhí)行載人登月任務(wù)。

在這些相關(guān)研究中，最早的一項(xiàng)研究是由威廉·H·小邁克爾撰寫(xiě)的一篇非常簡(jiǎn)短的論文，他研究了在執(zhí)行著陸任務(wù)期間讓返回地球的飛船推進(jìn)部分停留在月球軌道上的益處。根據(jù)1959年小邁克爾這篇沒(méi)有發(fā)表的論文：主要益處就是小型月球著陸器具有重力優(yōu)勢(shì)，需要較少的燃料；主要問(wèn)題是涉及到跟停留在軌道上的組件進(jìn)行交會(huì)，具有復(fù)雜性。

1960年12月，執(zhí)行LOR任務(wù)的不同概念構(gòu)思出來(lái)之后，蘭利研究中心包括拉爾夫·W·斯通、克林頓·E·布朗、約翰·E·伯德和霍博爾特等在內(nèi)的幾位研究人員將他們的概念正式提交給即將上任的NASA副局長(zhǎng)羅伯特·C·西曼斯博士。盡管當(dāng)時(shí)西曼斯對(duì)這些概念的印象似乎非常深刻，但是在接下來(lái)的一段時(shí)間里，除蘭利研究中心之外，LOR概念在NASA下屬的其他各部門(mén)中仍然處于某種孤立的地位。

動(dòng)圖

登月任務(wù)的分階段概況圖

20個(gè)月之后的1962年7月11日，經(jīng)過(guò)多次技術(shù)辯論和內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)之后，西曼斯和NASA的詹姆斯·E·韋布局長(zhǎng)在華盛頓NASA總部舉行的一次新聞發(fā)布會(huì)上宣布道：月球軌道交會(huì)被選為第一次載人登月的首要任務(wù)模式。在NASA對(duì)“阿波羅”號(hào)航天任務(wù)可能采取的模式進(jìn)行深入評(píng)估期間，LOR曾遭到強(qiáng)烈的反對(duì)。因此，當(dāng)時(shí)做出這樣的選擇似乎是不太可能的。

一旦進(jìn)入地球軌道，“土星”號(hào)火箭的最后一級(jí)將“阿波羅”號(hào)太空飛船及搭載的三名機(jī)組人員送進(jìn)月球的飛行軌道上。

一旦進(jìn)入月球軌道，兩名機(jī)組人員穿上航天服，爬進(jìn)登月艙中，然后與母飛船分離，向下飛行至月球表面。

當(dāng)蘭利研究中心的工程師們首次提出月球軌道交會(huì)概念的時(shí)候，NASA曾經(jīng)拒絕接受，理由是太復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)太大。LOR的批評(píng)者們覺(jué)得，如果“阿波羅”計(jì)劃必須包含交會(huì)的話，那么交會(huì)應(yīng)該只能在地球軌道上進(jìn)行；如果交會(huì)失敗，通過(guò)降低飛船的軌道仍然可以將受到威脅的航天員們帶回地球。但是，如果在月球軌道上交會(huì)失敗，那么航天員們的距離就太遠(yuǎn)了，無(wú)從獲救，無(wú)計(jì)可施。

現(xiàn)在回想起來(lái)，我們知道，比起其他兩個(gè)選擇方案，LOR擁有好幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：它需要的燃料更少，只有一半的有效載荷；跟其他兩個(gè)方案相比，它需要的全新技術(shù)更少；不需要極其龐大的“新星”號(hào)火箭；只需要從地球發(fā)射一次，而EOR則需要發(fā)射兩次；只需要使小型輕便的登月艙在月球上登陸，而不需要使整個(gè)飛船登陸。這些或許是LOR的主要優(yōu)勢(shì)。著陸器使用之后是要丟棄的，無(wú)需使其返回地球，因此NASA可以專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)登月艙，使其適合在月球環(huán)境中飛行，適合在月球上進(jìn)行軟著陸。實(shí)際上，LOR美妙之處在于，它意味著NASA可以專(zhuān)門(mén)獨(dú)立設(shè)計(jì)“阿波羅”號(hào)太空飛船上的所有飛行艙。

1969年7月20日，第二個(gè)登上月球的人巴茲·奧爾德林從登月艙中下來(lái)。奧爾德林和航天員尼爾·阿姆斯特朗在月球上行走花了兩小時(shí)20分鐘。小型輕便的登月艙是LOR概念的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼰o(wú)需返回地球。

但是早在1962年時(shí)，所有這些優(yōu)勢(shì)都是理論上的。另一方面，美國(guó)航天員可能會(huì)被丟在月球軌道上死去，這種擔(dān)心也是確確實(shí)實(shí)存在的。這種擔(dān)心就像幽靈一般，困擾著那些負(fù)責(zé)實(shí)施“阿波羅”計(jì)劃的人們，阻礙著他們?nèi)?shí)現(xiàn)夢(mèng)想，同時(shí)也為NASA對(duì)月球軌道交會(huì)概念進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)帶來(lái)了極大的困難。

圖中顯示的是登月艙的上升階段（上面的部分），是靠上升引擎將登月艙送回月球軌道，跟仍在軌道上運(yùn)行的指揮艙交會(huì)。交會(huì)的成功靠的是蘭利研究中心有能力對(duì)航天員進(jìn)行訓(xùn)練，使航天員們掌握了乘著登月艙在月球表面著陸、上升階段回到軌道與母艙對(duì)接等技術(shù)。

1961年年底和1962年年初，NASA召集了幾個(gè)內(nèi)部工作組，幫助為“阿波羅”計(jì)劃選擇任務(wù)執(zhí)行模式。其中一個(gè)工作組是倫丁委員會(huì)，負(fù)責(zé)評(píng)估直接升空方案；另一個(gè)工作組是希頓委員會(huì)，負(fù)責(zé)研究地球軌道交會(huì)的可行性。但是，沒(méi)有任何委員會(huì)來(lái)調(diào)研LOR。只有一個(gè)研究小組——倫丁委員會(huì)，想聽(tīng)一聽(tīng)關(guān)于月球軌道交會(huì)的情況，而且在最終的報(bào)告中，LOR遠(yuǎn)遠(yuǎn)地落在EOR方案和直接升空方案之后，成為第三個(gè)可供選擇的方案。

然而，蘭利研究中心至少有一位信念堅(jiān)定的工程師——約翰·霍博爾特博士，他不會(huì)讓有關(guān)人員忽視LOR的優(yōu)勢(shì)。作為月球任務(wù)導(dǎo)航組的成員之一，霍博爾特自從1959年開(kāi)始一直在研究太空交會(huì)的各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)，而且跟蘭利研究中心的幾個(gè)其他工程師一樣，他相信：要想在六十年代結(jié)束之前登月，LOR不僅是最可行的方案，而且也是唯一的方案。他通過(guò)各種場(chǎng)合向NASA匯報(bào)他的發(fā)現(xiàn)，可是他強(qiáng)烈地感覺(jué)到，聽(tīng)他發(fā)言的內(nèi)部工作組正在按照隨意制定的“基本規(guī)則”行事。據(jù)霍博爾特說(shuō)，這些基本規(guī)則限制了NASA對(duì)登月任務(wù)的思考，致使LOR還沒(méi)有得到公平的考慮就被排除在外。

月球軌道交會(huì)要求在月球軌道上將登月艙和指揮艙對(duì)接。航天員們利用蘭利研究中心的交會(huì)與對(duì)接模擬器練習(xí)執(zhí)行這項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)——將太空飛船分分合合，以掌握對(duì)接技術(shù)?，F(xiàn)在，交會(huì)與對(duì)接模擬器已成為國(guó)家歷史的標(biāo)志性文物（見(jiàn)上圖）。

1961年11月，霍博爾特邁出了大膽的一步，他采用非正規(guī)渠道解決問(wèn)題——直接給副局長(zhǎng)西曼斯寫(xiě)私信，信文長(zhǎng)達(dá)9頁(yè)?；舨柼貙?duì)LOR遭到排斥表示抗議：“這有些像曠野中的呼喊——沒(méi)人理會(huì)?！边@位蘭利研究中心的工程師問(wèn)道：“我們是否還想登上月球？”“為什么‘新星號(hào)火箭那么笨重的東西都能夠接受？這個(gè)有關(guān)交會(huì)的方案要現(xiàn)實(shí)得多，為什么還會(huì)遭到排斥、還要處于防守的地位？我充分認(rèn)識(shí)到，以這種方式與您聯(lián)系確實(shí)是有點(diǎn)不正規(guī)?！被舨柼靥寡缘溃暗沁@些迫在眉睫的問(wèn)題對(duì)于我們大家來(lái)說(shuō)是足夠重要的，利用非正規(guī)渠道進(jìn)行聯(lián)系是有道理的?！?

兩周之后，西曼斯回復(fù)了霍博爾特的那封非同尋常的信件。這位副局長(zhǎng)同意霍博爾特的意見(jiàn)，他表示：“如果我們合格的工作人員過(guò)度地受到約束性指導(dǎo)原則的限制，這對(duì)于我們的組織和我們的國(guó)家都是極為有害的。”他向霍博爾特保證，從那以后NASA要給予LOR更多的關(guān)注。

一回到地球軌道上，指揮艙與服務(wù)艙分離，指揮艙以每小時(shí)25，000英里的速度進(jìn)入地球的大氣層。

在接下來(lái)的幾個(gè)月里，NASA就是按照西曼斯的說(shuō)法去做的，讓該管理局內(nèi)外許多人感到吃驚的是，出人意料的候選方案——LOR很快處于領(lǐng)先地位。幾個(gè)因素決定了情況朝著有利于LOR的方向發(fā)展：首先，由于研發(fā)巨型“新星”火箭所耗費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)、資金大，人們?cè)絹?lái)越清醒地認(rèn)識(shí)了直接升空的概念；其次，該如何使地球軌道交會(huì)所需要的相對(duì)大型的太空飛船也能夠在月球環(huán)境中行進(jìn)軟著陸呢？人們對(duì)這方面的技術(shù)越來(lái)越感到擔(dān)憂。就像一位改變了主意的NASA工程師所解釋的那樣：“就是盯著看著陸器下降到月球，也沒(méi)有真正地帶來(lái)一個(gè)令人滿意的解決方案。LOR最絕妙之處是，我們可以建造一輛獨(dú)立的著陸車(chē)。”

首個(gè)沖出自己的陣營(yíng)支持LOR的主要研究小組是羅伯特·吉爾魯思的太空任務(wù)小組，該小組當(dāng)時(shí)還在蘭利，但是不久后就搬到了休斯頓；第二個(gè)站到這邊來(lái)的小組是亨茨維爾市馮·布勞恩的團(tuán)隊(duì)。當(dāng)時(shí)，這兩個(gè)富有實(shí)力的研究小組發(fā)生了轉(zhuǎn)變，還有蘭利研究中心最初那些信念非常堅(jiān)定的人，他們共同說(shuō)服了NASA總部的關(guān)鍵官員，尤其是說(shuō)服了局長(zhǎng)詹姆斯·韋布，使他們相信在1969年之前登上月球的唯一方案就是LOR，而之前韋布一直是支持直接升空的。NASA內(nèi)部的關(guān)鍵人物紛紛支持LOR概念，韋布于1962年7月也開(kāi)始贊同LOR，他甚至是在肯尼迪總統(tǒng)的科學(xué)顧問(wèn)杰羅姆·威斯納仍然堅(jiān)決反對(duì)LOR的情況下，開(kāi)始贊同LOR的。

動(dòng)圖

對(duì)于脫離月球軌道到地球的系列行動(dòng)，邁克爾·柯林斯稱(chēng)之為：“讓我們離開(kāi)這里，我們可不想成為月球的一顆永久的衛(wèi)星！”

若是沒(méi)有NASA蘭利研究中心霍博爾特及其同事們的研究信息、沒(méi)有他們的奉獻(xiàn)及一腔熱忱，那么NASA對(duì)LOR的選擇是在1962年夏天還是會(huì)在更晚的時(shí)候呢？那就一個(gè)留給歷史去推測(cè)的問(wèn)題了。然而，NASA蘭利研究中心的研究人員所做出的基礎(chǔ)貢獻(xiàn)是無(wú)可爭(zhēng)辯的，他們是NASA第一批認(rèn)識(shí)到LOR概念具有根本優(yōu)勢(shì)的人，而且在20世紀(jì)60年代初的關(guān)鍵時(shí)期中，他們也是NASA內(nèi)部唯一一批支持這個(gè)概念并為之奮斗的人。

致使“阿波羅”計(jì)劃最終成功的因素有很多，但是沒(méi)有任何一個(gè)因素比月球軌道交會(huì)概念更重要。如果NASA沒(méi)有采取這個(gè)少數(shù)人所堅(jiān)持的意見(jiàn)，我們?nèi)匀豢赡軙?huì)登上月球，但幾乎可以肯定的是，在那個(gè)年代即將結(jié)束的時(shí)候是無(wú)法完成的，肯尼迪總統(tǒng)是不能如愿的。