精彩紛呈的“阿波羅”歷次飛行一瞥

龐之浩

1966-1968年，美國(guó)進(jìn)行了6次“阿波羅”飛船不載人的試驗(yàn)飛行，在近地軌道上鑒定了“阿波羅”飛船的3個(gè)艙。1968-1969年，又用阿波羅7、8和9號(hào)飛船，先后進(jìn)行了環(huán)繞地球、月球飛行等載人飛行試驗(yàn)，它們除繼續(xù)驗(yàn)證人與飛船的適應(yīng)性和飛船的性能外，還進(jìn)行了環(huán)月飛行、遠(yuǎn)距離通信、登月艙分離與對(duì)接、近月環(huán)境考察等試驗(yàn)和探測(cè)工作，歷時(shí)分別為147小時(shí)、241小時(shí)、192小時(shí)。1969年5月，通過阿波羅10號(hào)進(jìn)行了登月全過程的演習(xí)。從1969年7月阿波羅11號(hào)發(fā)射起，到1972年12月阿波羅17號(hào)返回地面止，共有6艘飛船完成了載人登月任務(wù)，只有阿波羅13號(hào)因在奔月途中服務(wù)艙爆炸，沒能登月，但航天員安全返回地面?！鞍⒉_”計(jì)劃始于1961年5月，結(jié)束于1972年12月，歷時(shí)11年7個(gè)月。

1 載人試飛

阿波羅7號(hào)

在經(jīng)過幾次無人試驗(yàn)飛行之后，1968年10月11日，阿波羅7號(hào)終于進(jìn)行了第一次載人飛行，3名航天員繞地球飛行了163圈，10月22日返回地面。這次飛行的指令長(zhǎng)是瓦爾特·施艾拉，指令艙駕駛員是唐·埃斯利，登月艙駕駛員是瓦爾特·康尼翰。其任務(wù)是測(cè)試指令艙上的對(duì)接系統(tǒng)。整個(gè)任務(wù)時(shí)間達(dá)11天，環(huán)繞地球軌道。本次任務(wù)是土星1號(hào)B運(yùn)載火箭的首次載人發(fā)射，也是美國(guó)實(shí)施的第一次三人太空任務(wù)。

阿波羅8號(hào)

1968年12月21日，阿波羅8號(hào)乘組邁出了載人月球探測(cè)第一步，這是土星5號(hào)火箭首次發(fā)射載人飛船，12月27日返回地面。這次飛行的指令長(zhǎng)是弗蘭克·博爾曼，指令艙駕駛員是吉姆·洛威爾，登月艙駕駛員是威廉·安德斯。

飛船從繞地球軌道進(jìn)入繞月球軌道，然后又安全地回到了地球。其任務(wù)是測(cè)試“阿波羅”指令艙系統(tǒng)在地球和月球軌道之間的太空及繞月軌道上的性能，包括通信、跟蹤和生命保障各個(gè)方面；評(píng)估航天員在開展繞月軌道任務(wù)期間的表現(xiàn)。

阿波羅8號(hào)實(shí)現(xiàn)了首次載人繞月飛行（共繞月飛行10周，達(dá)20小時(shí)），3名航天員拍攝了從地球不能直接看到的月球背向地球一面的大量照片，并拍攝了月球正面的環(huán)形山、峽谷及可能的登陸場(chǎng)的照片，為后來的月面著陸計(jì)劃提供了依據(jù)。

阿波羅9號(hào)

1969年3月3日，第一艘搭載登月艙的飛船阿波羅9號(hào)升空，這是土星5號(hào)的第二次載人發(fā)射，3月13日返回地面。這次飛行的指令長(zhǎng)是杰斯·麥可迪維特，指令艙駕駛員是大衛(wèi)·史考特，登月艙駕駛員是羅杰·史維考特。飛船在繞地球軌道上進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間飛行，并對(duì)登月艙進(jìn)行了進(jìn)一步檢驗(yàn)，還測(cè)試人類在太空環(huán)境中的反應(yīng)和失重狀態(tài)。

在繞地飛行中，阿波羅9號(hào)在地球軌道內(nèi)試驗(yàn)了指令艙與登月艙的分離，此后再進(jìn)行交會(huì)對(duì)接操作。飛行第4天，載1名航天員的指令艙與載2名航天員的登月艙分離，在達(dá)到最大分離距離182千米時(shí)，登月艙拋掉下降級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，而將15.5千牛頓的上升級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，模擬登月艙完成登月任務(wù)后從月面起飛的情況，成功地實(shí)現(xiàn)了與指令艙的交會(huì)對(duì)接，初步完成了“阿波羅”飛船的登月與再返回的技術(shù)操作準(zhǔn)備。

阿波羅9號(hào)航天員出艙觀測(cè)

阿波羅10號(hào)

兩艙分離后從登月艙拍攝的阿波羅10號(hào)指令艙

1969年5月18日，土星5號(hào)火箭發(fā)射了阿波羅10號(hào)載人飛船，此后成功進(jìn)行了登月預(yù)演試驗(yàn)飛行，5月26日返回地面。這次飛行的指令長(zhǎng)是托馬斯·斯塔福德，指令艙駕駛員是約翰·楊，登月艙駕駛員是尤金·塞爾南。除未實(shí)際在月面著陸外，阿波羅10號(hào)飛行過程與后來的各次“阿波羅”系列飛船登月飛行幾乎完全相同。當(dāng)土星5號(hào)火箭的第3級(jí)把飛船加速到第二宇宙速度并進(jìn)入飛向月球的路徑后，飛船的指令艙與服務(wù)艙分離、轉(zhuǎn)向并與從連接部彈出的登月艙對(duì)接，然后整個(gè)飛船系統(tǒng)再次轉(zhuǎn)向并朝月球飛行，飛行路程39.92萬(wàn)千米。

在進(jìn)入月球軌道后，約翰·楊駕駛指令艙-服務(wù)艙組合體在距月面111千米軌道繼續(xù)繞月飛行。登月艙在與指令艙-服務(wù)艙組合體分離后，航天員斯坦福德和塞爾南駕駛登月艙依靠下降發(fā)動(dòng)機(jī)減速朝月面降落，模擬登月動(dòng)作，2次到達(dá)距月面15.2千米高度，以檢驗(yàn)其性能。在分離8小時(shí)后登月艙的航天員拋掉下降級(jí)，利用登月艙的上升級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)返回軌道并與指令艙-服務(wù)艙組合體對(duì)接。在返回地球前，指令艙-服務(wù)艙-上升級(jí)組合體先拋掉上升級(jí)；在返回地面前，指令艙-服務(wù)艙組合體又拋掉服務(wù)艙，最后3名航天員乘指令艙返回地面。這次飛行為飛船的登月飛行完成了最后的技術(shù)準(zhǔn)備。

2 實(shí)現(xiàn)登月

阿波羅11號(hào)

1969年7月16日，阿波羅11號(hào)載人登月飛船升空，7月20日登月，7月24日返回地面。這次飛行的指令長(zhǎng)是尼爾·阿姆斯特朗，指令艙駕駛員是邁克爾·科林斯，登月艙駕駛員是巴茲·奧爾德林。在飛船進(jìn)入月球軌道后，尼爾·阿姆斯特朗和巴茲·奧爾德林進(jìn)入登月艙，并于7月20日駕駛登月艙與載有航天員科林斯的指令艙-服務(wù)艙組合體分離，實(shí)現(xiàn)了人類首次登月。

2名登月航天員在月面共活動(dòng)2個(gè)多小時(shí)，展開太陽(yáng)電池陣，安設(shè)了月震測(cè)量?jī)x和激光反射器，采集了21.75千克的月面巖石與土壤標(biāo)本。然后駕駛登月艙的上升級(jí)返回環(huán)月軌道，與指令艙-服務(wù)艙組合體交會(huì)對(duì)接，隨即拋掉登月艙，起動(dòng)服務(wù)艙主發(fā)動(dòng)機(jī)使飛船加速，進(jìn)入月地轉(zhuǎn)移軌道。在接近地球時(shí)飛船進(jìn)入再入走廊，拋掉服務(wù)艙，使指令艙的圓拱形底朝前，在強(qiáng)大的氣動(dòng)力作用下減速。進(jìn)入低空時(shí)指令艙彈出3個(gè)降落傘，進(jìn)一步降低下降速度。阿波羅11號(hào)飛船指令艙于7月24日在太平洋夏威夷西南海面降落。

阿波羅11號(hào)航天員在月面行走

阿波羅12號(hào)

1969年11月14日，阿波羅12號(hào)載人登月飛船升空，11月19日登月，11月24日返回地面。這次飛行的指令長(zhǎng)是皮特·康拉德，指令艙駕駛員是理查德·戈?duì)柕?，登月艙駕駛員是艾倫·賓。在登月期間，航天員采集了34千克的月面巖石與土壤標(biāo)本，在月面安放并啟動(dòng)了第一臺(tái)“阿波羅月面實(shí)驗(yàn)裝置”（ALSEP，該裝置由核動(dòng)力電池組驅(qū)動(dòng)，帶有6個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目），并回收了阿波羅11號(hào)乘員安放在月面的探測(cè)器上的電視攝像機(jī)與其他設(shè)備，以供科研人員了解長(zhǎng)期暴露于太陽(yáng)風(fēng)環(huán)境以及月面真空環(huán)境下的溫度劇烈變化對(duì)這些儀器、設(shè)備的影響。

除太陽(yáng)風(fēng)收集器（在月面短期曝露后，卷起來帶回地球進(jìn)行分析研究）外，“阿波羅月面實(shí)驗(yàn)裝置”還包括一臺(tái)月震儀、磁強(qiáng)計(jì)、太陽(yáng)風(fēng)分光計(jì)、過熱黎子探測(cè)器和冷陰極計(jì)。這些探測(cè)儀器可以探測(cè)月震、磁場(chǎng)、太陽(yáng)風(fēng)粒子和月球表面上的氣體。它們的探測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)回地球。在航天員離開月面后，大多數(shù)探測(cè)儀器還要繼續(xù)工作很長(zhǎng)一段時(shí)間。

阿波羅12號(hào)航天員舉著一個(gè)特殊的環(huán)境樣本容器,用其搜集月球土壤

阿波羅13號(hào)

1970年4月11日，阿波羅13號(hào)載人登月飛船升空，但因飛船故障未能登月，航天員于4月17日安全返回地面。這次飛行的指令長(zhǎng)是吉姆·洛弗爾，指令艙駕駛員是杰克·施韋格特，登月艙駕駛員是弗萊德·海斯。

阿波羅14號(hào)

1971年1月31日，阿波羅14號(hào)載人登月飛船升空，2月5日登月，2月9日返回地面。這次飛行的指令長(zhǎng)是艾倫·謝潑德，指令艙駕駛員是斯圖爾特·羅薩，登月艙駕駛員是艾德加·米切爾。在登月期間，航天員采集了44.5千克月面標(biāo)本，并在月面安放了“阿波羅月面實(shí)驗(yàn)裝置”和一個(gè)激光反射器。飛行中還首次進(jìn)行了材料科學(xué)演示試驗(yàn)，在地球轉(zhuǎn)移軌道對(duì)一些熔融狀態(tài)合金固化過程的觀測(cè)證明，在微重力條件下，不同密度的材料仍保持其合成時(shí)的原狀態(tài)，而不像地面條件下那樣因重力作用而出現(xiàn)密度較大材料的沉積。首次在太空進(jìn)行了電泳試驗(yàn)，證明了在微重力條件下進(jìn)行電泳的通過量和分離效率遠(yuǎn)高于地面條件。

阿波羅14號(hào)航天員在月面作業(yè)

3 用月球車

阿波羅15號(hào)

從阿波羅15號(hào)起，在后3次“阿波羅”登月任務(wù)中，航天員都使用了月球車，其中阿波羅15號(hào)還是“阿波羅”計(jì)劃中首次J任務(wù)，即與前幾次任務(wù)相比，航天員在月球上停留更久，科學(xué)研究的比例更大。

1971年7月26日，阿波羅15號(hào)載人登月飛船升空，7月30日登月，8月7日返回地面。這次飛行的指令長(zhǎng)是大衛(wèi)·斯科特，指令艙駕駛員是阿爾弗萊德·沃爾登，登月艙駕駛員是詹姆斯·艾爾文。在進(jìn)入月球軌道前及在月球軌道上，3名航天員使用裝在服務(wù)艙內(nèi)的測(cè)繪全景相機(jī)和光譜儀（其中2臺(tái)光譜儀裝在長(zhǎng)達(dá)6.1米的可伸縮懸臂上，以分析月面的成分）等儀器進(jìn)行了8項(xiàng)科學(xué)試驗(yàn)，主要包括月面測(cè)繪與全景拍攝，月面光譜分析，太陽(yáng)X射線相互作用，以及粒子發(fā)射等。

阿波羅15號(hào)航天員在登陸月球后首次使用月球車，2名航天員乘月球車在月面上行進(jìn)12千米后，安置好“阿波羅月面實(shí)驗(yàn)裝置”和一個(gè)激光反射器，目的是為了使天文學(xué)家通過精確記錄從地球上發(fā)射的激光束往返地-月之間的時(shí)間，來精細(xì)測(cè)定地-月之間的距離。測(cè)量數(shù)據(jù)有可能揭示月球是否正在離開地球后退。航天員采集了78.6千克月面標(biāo)本。在返回飛船指令艙后，乘組人員從飛船上將一顆質(zhì)量為35.4千克的用于觀測(cè)月球質(zhì)量密度等現(xiàn)象的科研衛(wèi)星送入月球軌道。

阿波羅16號(hào)航天員杜克在月球車上遠(yuǎn)距離拍攝

阿波羅16 號(hào)

1972 年4 月16 日，阿波羅16 號(hào)載人登月飛船升空，4 月21 日登月，4 月27 日返回地面。這次飛行的指令長(zhǎng)是約翰·楊，指令艙駕駛員是肯·馬丁利，登月艙駕駛員是查爾斯·杜克。在登月期間，約翰·楊和杜克在月面3 次出艙活動(dòng)，共歷時(shí)20 小時(shí)14 分，行進(jìn)27 千米，采集了97.5 千克月面標(biāo)本。

在登月點(diǎn)附近，兩名航天員在三角架上架起了一架天文觀測(cè)紫外相機(jī)，借助鉆機(jī)挖取了月面深處的巖石樣品，試圖安裝測(cè)量月球內(nèi)部熱流的探測(cè)器（但因偶然情況損傷了它），并安置了無源和有源的月震儀。磁強(qiáng)計(jì)試驗(yàn)提供了他們所處區(qū)域的資料，可能存在一個(gè)古磁場(chǎng)。完成登月任務(wù)返回月球軌道后，乘組人員將一顆質(zhì)量為40 千克的科研衛(wèi)星從飛船送入月球軌道。

阿波羅17 號(hào)

1972 年12 月7 日，阿波羅17 號(hào)載人登月飛船升空（“阿波羅”計(jì)劃中唯一的夜間發(fā)射），12 月11 日登月，12 月19 日返回地面。這次飛行的指令長(zhǎng)尤金·塞爾南，指令艙駕駛員是羅納德·埃萬(wàn)斯，登月艙駕駛員是哈里森·施密特。在登月期間，航天員駕駛月球車行進(jìn)了35 千米，并創(chuàng)造了采集月面標(biāo)本達(dá)113 千克的最高記錄，還發(fā)現(xiàn)了橘紅色的泥土。

其中的航天員哈里森·施密特是“阿波羅”計(jì)劃中唯一執(zhí)行登月任務(wù)的科學(xué)家。在原計(jì)劃中，施密特應(yīng)執(zhí)行阿波羅18 號(hào)任務(wù)，但在阿波羅18 號(hào)被取消后，由于來自科學(xué)界的壓力，施密特被選擇執(zhí)行阿波羅17 號(hào)，取代了原阿波羅17 號(hào)航天員約瑟夫·恩格。阿波羅17 號(hào)創(chuàng)造了“阿波羅”計(jì)劃中的很多紀(jì)錄，包括最長(zhǎng)的登月飛行；最長(zhǎng)的月表行走時(shí)間；收集了最多的月球標(biāo)本；月球軌道中航行了最長(zhǎng)的時(shí)間。該任務(wù)結(jié)束后把最完整的一套科學(xué)儀器留在月球表面上。這次任務(wù)為“阿波羅”工程畫上了句號(hào)。

4 國(guó)際對(duì)接

美國(guó)原定還要發(fā)射阿波羅18 號(hào)、19 號(hào)和20 號(hào)載人登月飛船，但由于蘇聯(lián)退出了載人登月的競(jìng)爭(zhēng)，而且由于載人登月成本太高等原因，所以美國(guó)沒有再發(fā)射阿波羅18 號(hào)、19 號(hào)和20 號(hào)載人登月飛船，而是把它們用于建造美國(guó)第一座空間站“天空實(shí)驗(yàn)室”和美蘇飛船交會(huì)對(duì)接了。

1975 年7 月15 日，美國(guó)阿波羅18 號(hào)和蘇聯(lián)聯(lián)盟19 號(hào)飛船在空間進(jìn)行交會(huì)對(duì)接，在世界航天史上創(chuàng)建了一個(gè)史無前例的航天活動(dòng)：利用交會(huì)對(duì)接技術(shù)實(shí)現(xiàn)美國(guó)與蘇聯(lián)的太空握手。

另外，還有3 艘沒裝登月艙的“阿波羅”載人飛船為“天空實(shí)驗(yàn)室”送去了3 批航天員。