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阿波罗登月
首次登月的为美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗、埃德温·奥尔德林、迈克尔·科林斯
计划开始
阿波罗计划(Apollo Project),又称阿波罗工程,是美国从1961年到1972年从事的一系列载人登月飞行任务。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
阿波罗登月的历史背景
人类对月球的探测研究开始于20世纪50年代,美国和前苏联两国在冷战的背景下进行了激烈的太空竞赛。
1957年,前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星。
1961年4月12日,前苏联的“东方”号宇宙飞船进入太空,,成为世界上第一个进入宇宙空间并从宇宙中看到地球全貌的航空勇士。加加林的名字,连同他那迷人的微笑,传遍了世界每个角落。记下了载人航天这篇史诗画卷的浓重一笔。
从此载人航天科学突飞猛进。当时间定格在1969年7月16日,美国率先登陆月球完成了人类的这一梦想。到1972年12月阿波罗计划的最后一次飞行——阿波罗17号登月为止,先后有12名宇航员登上月球表面。
前苏联的太空计划:第一颗人造卫星与第一个宇航员
美国奋起直追
1960年11月,竞选时承诺要使美国在太空探索和导弹防御上全面超过苏联的约翰·肯尼迪当选总统。
1961年4月12日,苏联宇航员尤里·加加林成为了首次进入太空的人,加深了美国对在太空竞赛中落后的恐惧。次日,在与白宫科学委员会的会谈中,许多议员希望能够立刻开始一项太空计划以保证在于苏联的竞赛中不至于落后太多。
1969年7月16日,巨大的“土星5号”火箭载着“阿波罗11号”飞船从美国肯尼迪角发射场点火升空,开始了人类首次登月的太空征程。
登月计划方案
四个方案
直接起飞或者地球轨道集合的设想图在登月成为主要目标后,阿波罗计划的决策者们开始面临如何才能尽可能安全、经济、简单地将宇航员送上月球。曾有四个方案被考虑:
直接起飞
此计划提出由一个巨大的新型火箭携带一艘航天器,直接飞往月球;火箭在月球降落,任务完成后再次起飞,飞回地球。
地球轨道集合
此计划需要两艘只有土星5号一半大小的小型火箭将登月航天器的不同部分送入地球轨道,集合并对接。整个航天器降落在月球表面。由于当时在轨道中集合多艘航天器的经验较少,且地球轨道拼装航天器是否可行也是未知数,所以此计划未被采纳。
月球表面集合
此计划需要两艘航天器被发射:一艘自动航天器携带推进系统,先期登月;载人航天器晚些发射。推进系统在月球表面被移至载人航天器上,然后返回地球。
月球轨道集合
这个方案由约翰·C·霍博尔特的团队提出。这种方案是一艘较大的航天器,称为指令/服务舱,携带一艘装载宇航员的登月航天器,称为登月舱。指令/服务舱携带从地球到月球并返回的燃料和生活必需品,以及进入地球大气层所需要的隔热板。进入月球轨道之后,登月舱与指令/服务舱分离,并降落在月球表面;指令/服务舱留在月球轨道。3名宇航员中的1名留在指令/服务舱中。登月完成之后,登月舱重新起飞,与指令/服务舱在月球轨道集合,并返回地球。
与其他几个方案不同,月球轨道集合只需要一艘很小的航天器降落在月球表面,使返回时在月球上起飞航天器的质量大大减小。通过将登月舱的一部分留在月球上,登月舱起飞质量得以再次减小。
登月舱本身分为两部分,包括降落部分和起飞部分,前者用于在登月时降落,后者在任务完成后起飞与指令/服务舱会合并返回地球。由于航天器质量减轻,一次任务只需要一次单独的火箭发射。当时的顾虑是次数较多的对接和分离所提出的技术难度。
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4种飞行方案中选定月球轨道集合方案,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。
阿波罗计划使用的运载火箭
美国的土星5号是历史上使用过的最高,最重,,起飞重量3038吨,总推力达3400吨左右,可将127吨的有效载重送上近地轨道。
是美国国家航空航天局(NASA)在阿波罗计划和天空实验室计划两项太空计划中使用的多级可抛式液体燃料火箭。“土星5号”是有史以来建造的动力最强大的火箭。在1967年-1973年间共发射了13枚“土星5号”运载火箭,它们保持着完美的发射记录。共有9枚“土星5号”运载火箭将载人的“阿波罗”号宇宙飞船送上月球。
阿波罗号登月飞船
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,