“阿波罗”登月计划是什么？

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在人类对宇宙不懈探索的历史上，20世纪六七十年代由美国实施的“阿波罗”登月计划无疑是其中壮丽的一笔。这次登月活动从1961年5月25日美国总统肯尼迪正式宣布实施开始，一直持续到1972年12月底“阿波罗”计划结束，历时11年，总投资250亿美元，共实施了7次登月飞行，

除“阿波罗13”号飞船出现故障而失败外，其余6次都成功地实现了登月飞行，共有12名航天员实现了登月，他们在月面总共停留302小时20分钟，在月面活动共80小时32分钟，航天员在月面上累计活动行程逾90千米，共收集和带回月球土壤和岩石样品381千克。1969年7月16日，“阿波罗11”号宇宙飞船，搭载3名航天员首次实现了登月活动。飞船指令长阿姆斯特朗自登月舱扶梯走下来，踏上月球表面时，虽然只是一小步，却代表了人类在太空探险的领域上向前迈了一大步!

前苏联的载人登月计划其实不比美国晚，可是其运载火箭不可靠，接连发生了几次灾难性的失败。美国率先登上了月球后，结局已定，前苏联最终放弃了登月，转而研发空间站技术。

运载“阿波罗”飞船的火箭

航天活动一向是运载先行，在登月方案酝酿前，从1957年起，美国就在著名火箭专家冯·布劳恩的领导之下，开始了大型火箭的研制。“阿波罗”工程共研制了3种运载火箭：“土星1”号、“土星1”号B和“土星5”号。“土星1”号是初级火箭，仅用于试验，以便为巨型火箭的研制提供经验。这种火箭共制造了10枚，分为2组。第一组4枚，仪试验第一级，上面加配重；第二组6枚，试验第一、二级。它总共进行了10次飞行试验，均获得了成功。其中第6次和第7次试验了“阿波罗”号飞船的样件，最后3次用于发射人造地球卫星。

“土星1”号火箭的第一级S—1由8个圆柱形贮箱段捆绑而成，长24.4米，用8台推力为833.5千牛的H—1发动机，推进剂为液氧和煤油，在尾段外面装有8个稳定尾翼。第二级S—4用6台RL—10液氧液氢发动机，每台推力为66.7千牛。第二级上面是过渡段，内装制导和控制系统。火箭全长38.5米(不包括有效载荷)，直径6.55米，起飞质量约508吨，起飞推力6668千牛。

“土星1”号B也是两级火箭。第一级S—1B与“土星1”号火箭的第一级相同，但改进了制造方法，质量明显减轻，H—1发动机的性能也得到改善，总推力提高到7297千牛。第二级矗立在肯尼迪航天中心的“土星5”号火箭S—4B改用一台大推力的J—2液氧液氢发动机，推力高达1000千牛，工作时间约450秒。第二级上面

是仪器舱，高1米，直径6.55米，内装自主式制导系统、控制系统和各种仪表。火箭全长44米，直径6.55米，起飞质量约587吨。火箭的低轨道运载能力达18吨。“土星1”号B火箭曾用于“阿波罗”号飞船某些分系统的试验，如指挥舱再人防热试验、登月舱推进系统试验、指挥舱和服务舱的载人飞行试验等。

承担把“阿波罗”号飞船送上月球这一光荣而艰巨使命的是“土星5”号巨型运载火箭。它全长110.6米，约相当于40层楼那么高，起飞质量2930吨，是迄今为止飞离地球的最重的物体。这种火箭在今天看来仍然是“神力无敌”，它能把重127吨的有效载荷送上地球低轨道，或是把48.8吨重的飞船送上奔赴月球的逃逸轨道。“土星5”号是一种三级液体火箭，由S—1C第一级、S—2第二级、S—4B第三级、仪器舱和有效载荷组成。第一级长42米，直径10米，到尾段底部直径增大到13米。尾段上装有4个稳定尾翼，翼展约18米。采用5台F—1发动机，推进剂为液氧和煤油，总推力达33350千牛。第二级长25米，直径10米，采用液氧液氢推进剂，共用5台J—2发动机，真空总推力达5109千牛。第三级采用“土星1”号B火箭的第二级，仪器舱也和“土星1”号B的相同。

在完成登月任务后，“土星5”号火箭退役了，如今它的模型静静地躺在博物馆中，享受着世界第一的殊荣。

智慧的结晶——“阿波罗”号飞船美国的载人登月工程被称为“阿波罗”工程。在希腊神话中，“阿波罗”是太阳神的名字，他是智慧的化身，也是月亮女神的哥哥，哥哥去探望妹妹是天经地义的事情，让飞船拥有太阳神的智慧更是美国人最美好的愿望。而此后“阿波罗”号飞船的表现也证明了它是人类智慧的结晶。

“阿波罗”号飞船身形高大，总高25米，直径10米，重约45吨，由指挥舱、服务舱和登月舱3部分组成，最多能乘坐3名航天员。

指挥舱是航天员在飞行途中生活和工作的座舱，也是整个飞船的控制中心。该舱为圆锥体，高3.2米，重约6吨。指挥舱壳体结构分为3层：内层为铝合金蜂窝夹层结构，中层为不锈钢蜂窝夹层隔热层，外层为环氧一酚醛树脂烧蚀防热层。舱内充以34.3千帕压强的纯氧，温度保持在21摄氏度～24摄氏度。整个指挥舱分前舱、乘员舱和后舱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。乘员舱为密封舱，存有供航天员生活14天的必需品和救生设备。后舱内装有10台姿态控制发动机及各种仪器和燃料箱，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。

服务舱的前端与指挥舱对接，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。服务舱采用轻金属蜂窝结构，周围分为6个隔舱，容纳主发动机、推进剂贮箱和增压、姿态控制、电气等系统。主发动机推力达95.6千牛，由计算机控制，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，除用于姿态控制外，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，从地面起飞时重14.7吨，宽4.3米，最大高度约7米。下降级由着陆发动机、4条着陆腿和4个仪器舱组成。着陆发动机推力可在4.67～46.7千牛内调节，发动机摆动范围为6度。着陆腿末端有底盘，上面装有触地传感器。下降级内还装有着陆交会雷达和4组容量为400安时的银锌蓄电池。上升级为登月舱主体。航天员完成月面活动后即驾驶上升级返回环月轨道与指挥舱会合。上升级由航天员座舱、返回发动机、推进剂贮箱、仪器舱和控制系统组成。座舱可容纳2名航天员，有导航、控制、通信、生命保障和电源等设备。座舱前方有舱门，门口小平台外接登月小梯。返回发动机推力为15.6千牛(不可调)，可重复启动35次。姿态控制系统包括16台小推力发动机。仪器舱装有两组容量为296安时、互为备份的银锌蓄电池。

登月飞行包括4个步骤：①第一和第二级火箭将飞船送入环绕地球的中间轨道；②发动第三级火箭，进入向月球飞行的轨道，在第三级飞行末段。指挥舱和服务舱与第三级火箭分离，指挥舱和服务舱调转180°后与仍和第三级连在一起的登月舱对接，再与第三级分离；③服务舱的发动机启动，使飞船进入绕月飞行的轨道；④登月舱分离并转入下降轨道，最后在月球表面着陆。

返回时的第一步是登月舱的上升级分离并起飞；第二步是登月舱的上升级与在绕月轨道上飞行的指挥舱对接；第三步是登月航天员返回指挥舱并与登月舱上升级分离后进入向地球返回的轨道；第四步是指挥舱与服务舱分离并再入大气层。

登陆月球1966年底，在3次不载人飞船连续发射成功之后，美国决定在1967年2月21日进行“阿波罗”号飞船的首次载人试验飞行。这次发射代号为AS—204，即“阿波罗1”号。

将要在“阿波罗1”号飞行中出征的是格里索姆、怀特和查菲3人。其中指令长格里索姆曾在“水星”和“双子星座”计划中两度飞临太空，怀特曾乘“双子星座4”号飞船升空，并进行了美国的首次太空行走，查菲还从未进入过太空，此次他跃跃欲试，要一展身手。在地面准备和测试阶段，“阿波罗1”号总是出问题，迈向月球的这第一步充满了艰难与险阻。

1967年1月27日，星期五，下午1时，“阿波罗1”号的3名乘员进入指挥舱进行例行的地面试验。进入飞船后，格里索姆把他的航天服与舱内供氧系统相连时，闻到了一股“酸味”。于是航天员们停下手头的工作，抽取了空气样品。试验继续进行。紧接着，氧气流动异常主警报器发出了警告。飞船环境控制系统技术人员当时认为是舱内乘员的运动引发了警报器。不久，格里索姆又与地面控制部门失去了通信联系。通信恢复后格里索姆说：“如果现在就联系不上，等我们到了月球又怎么办?”

试验仍在进行。突然，舱内的查菲像是不经意地说：“火，我闻到了火的气味。”2秒后，怀特更加肯定地说：“舱里着火了!”然而，由于“阿波罗1”号采用了新的机械式舱门，在舱内不可能很快将门打开，3名航天员失去了逃生的机会。待技术人员赶到时，大火已横扫座舱，烈火和浓烟吞噬了舱内的一切。

美国失去了3名最优秀的航天员。事后调查表明，大火始于座舱左侧一束导线或其附近出现的一个小火花。因为当时飞船已做完了加压试验，舱内充满了纯氧，火花的出现无异于把3名航天员置于一颗炸弹的中心。

这次大火使“阿波罗”飞船的首次载人飞行试验推迟了一年半，但载人航天事业并没有因此停止前进的步伐。这正如格里索姆曾经说过的话：“如果我们牺牲了，希望人们能够接受。我们从事的是一项危险的工作，我们希望不管发生了什么事都不要影响登月计划的实施。征服太空值得我们冒生命危险。”在这段时间内，美国对“阿波罗”飞船进行了重新设计，并对航天员的安全问题给予了更多的考虑，包括使舱门能在2～3秒内自动打开，对防火、生命保障系统等进行不同程度的改进。航空航天局还决定再发射几次无人飞船，以对飞船各系统进行更广泛和细致的试验。1967年11月9日，“阿波罗4”号飞船升空，它的主要目的是检验火箭和指挥舱发动机。1968年1月22日发射的“阿波罗5”号飞船试验了登月舱下降和上升推进系统。同年4月4日，“阿波罗6”号飞船又对整个飞行器的所有功能进行了全面试验。

1968年10月11日，“阿波罗7”号飞船由“土星1”号B二级运载火箭发射升空。这是“阿波罗”计划中的首次载人飞行。3名航天员是指令长沃尔特—希拉、指挥舱驾驶员唐·艾西尔和登月舱驾驶员沃尔特·坎宁安。希拉曾在“水星”和“双子星座”计划中两次执行太空飞行任务，而另两人则是第一次进太空的新人。

与“阿波罗1”号相比，“阿波罗7”号的指挥舱与服务舱做了重大修改，采用了新的结构和试验方法，安装了新的测试设备。它此行的主要任务就是在地球轨道上验证上述系统的功能，检验飞船的数据系统，演练交会对接，同时要在多种飞行方式的转换过程中测试辅助推进系统。

当飞船按预定程序与火箭第二级分离并拉开一定距离后，航天员通过手动操作，将飞船调过头来，这样航天员们就可以通过指挥舱的窗口看到已分离的火箭第二级。“阿波罗7”号飞船没有装登月舱，但在二级火箭顶端安装了一个与未来登月舱的接口一模一样的装置，航天员们用它来试验接口的各种性能。航天员们还成功地进行了两次交会对接试验，其中第一次试验由对接雷达提供了距离和方位。

按计划，“阿波罗7”号还需要在飞行的第3天进行首次太空电视直播。到了这一天，航天员们先仔细检查了电视转播要用的设备，在确认一切无误后，通知地面人员开始直播。希拉对着镜头举起了几张卡片，上面写着“欢迎到‘阿波罗’号来做客”和“给大家问个好”等字样。他们还在镜头前演示了起居活动、飞船操纵、吃饭和在失重状态下飘浮等情景。说起这次直播，还有一段插曲。飞船升空的次日，地面人员提出把直播提前到这一天进行，但航天员们没有同意。为此双方发生了火药味颇浓的争吵。希拉后来解释说，他们之所以不同意提前直播是想仔细检查所用设备。他说：“我对因线路故障引起的那场大火记忆犹新。另外，我需要时间对首次电视直播进行完整构思，不能敷衍了事。”

飞行中，3名航天员制定了作息时间表，轮流值班，以便让每个人都能得到充分的休息。但糟糕的是，起飞15小时后，希拉就患了重感冒，并传染给了另外2人。由于没有重力，感冒者要不断地用力擤鼻涕，震得耳鼓生疼。由于身体不舒服，3人都变得暴躁易怒，甚至将这一情绪带给了地面控制人员。而在太空飞行中，天上与地面之间的精诚配合非常重要，互相猜疑对飞行是十分不利的。飞行结束前几天，航天员们又开始担心，再入大气层时戴上头盔，会妨碍他们擤鼻涕，希拉甚至想不穿航天服返航。好在航天员们都经过严格的选拔和训练，能够尽量控制自己的情绪。最终，在地面人员的说服下，他们还是全副武装地再入了大气层。

在绕地飞行了260小时后，10月22日，“阿波罗7”号飞船溅落在大西洋上，距预定着陆点只差2000米。“阿波罗7”号的成功，把“阿波罗”计划从火灾的阴影中解救了出来，确认了飞船的可靠性，为后续飞行铺平了道路，它的飞行称得上是重树信心之旅。

“阿波罗8”号是第一艘载人环月飞行的飞船，执行这次飞行任务的3名航天员是指令长弗兰克·博尔曼、指挥舱驾驶员詹姆斯·洛弗尔和登月舱驾驶员威廉·安德雷斯。

1968年的圣诞节前，12月21日7时51分，“土星5”号火箭在刺骨的寒风中开始点火，这是这种巨无霸型火箭的首次发射。约11分钟后，火箭的第三级和飞船进入地球轨道。10时17分，“阿波罗8”号进入向月球过渡的轨道，把人类的太空飞行带入了一个新的时代。

23日下午3时29分是历史性的一刻。此时飞船距地球326400千米，距月球62600千米。此前，由于受地球引力的影响，飞船的速度已降低。而从这一刻起，飞船进入了月球引力场，在月球的吸引下，开始慢慢加速。23日晚，航天员们点燃发动机，飞船进入月球轨道。之后，飞船飞到月球背面，中断了与地面的所有联络。当飞船到达环月轨道的近月点时，洛弗尔启动发动机为飞船加速。此时，飞船的近月点为84千米，在月球的背面；远月点为230千米，在近地一面。

绕月飞行10圈后，在月球背面的近月点处航天员将点燃发动机，为飞船加速，以便克服月球的引力返航。由于飞船与地面的联络已中断，此时的地面控制中心里气氛紧张，好像凝固了一般。如果点火失败，或是发动机工作时间太短，航天员们就将陷入困境。如不能及时补救，他们就可能永远留在月球轨道上。这是人类首次环月飞行，会不会出意外?人们的心几乎都提到了嗓子眼儿。等待中，时间似乎过得特别慢。突然，地面控制中心收到了飞船的遥测信号，几分钟后，传来洛弗尔激动的声音。这是最好的圣诞礼物了，欢呼声立刻响彻地面控制中心。收到信号就意味着点火成功，航天员们胜利踏上了返乡之路。

12月27日，“阿波罗8”号进入地球大气层。随后，服务舱被抛掉。洛弗尔利用手动装置调整了飞船的方向，飞船最后安全地溅落在太平洋上。“阿波罗8”号成功的载人环月飞行表明，美国朝着登月目标迈出了坚实的一步。

“阿波罗9”号是第一艘以登月配置发射的“阿波罗”号飞船，飞船上的3名航天员分别是指令长詹姆斯·麦克迪维特、指挥舱驾驶员大卫·斯科特、登月舱驾驶员拉塞尔·施韦格特。飞船原定于1969年2月28日发射，但由于3名航天员都患了感冒，鉴于“阿波罗7”号的情况，发射推迟了几天。

3月3日上午11时，“土星5”号火箭腾空而起，火箭的飞行非常平稳。起飞11分钟13秒后，S—4B第三级点火，把飞船送入距地面190千米的轨道。3名航天员开始了名副其实的太空生活。他们尽量缓慢地做着各种操纵飞船所必需的动作，尤其十分注意避免头部的突然转动，以免加重刚来到微重力环境时出现的眩晕。

起飞2小时43分钟后，斯科特把火箭和指挥舱分开。待两者离开一段距离后，他操纵飞船转了180度，与仍在火箭顶部的登月舱成功对接，并将其从火箭上拉出，首次在太空驾驶着完整的“阿波罗”号飞船离开了火箭。接下来的一天，航天员们开始为将要进行的各项试验做准备。

第3天早晨，麦克迪维特和施韦格特为航天服加了压，准备进入登月舱。就在这时，施韦格特突然呕吐起来。处理完这件麻烦事后，两人相继从指挥舱进入登月舱，然后关闭了通往指挥舱的舱门。登月的一个重要环节是部署着陆装置。施韦格特按动按钮后，登月舱的着陆支架优雅地伸展开来。然后，他们又对登月舱的操纵系统等进行了一系列试验。在登月舱中，两人还试用了将要在月面上使用的电视摄像机，不定期地向地面进行了短时直播。9小时后，两人返回了指挥舱。

人类登月七大步骤1959年，前苏联发射的“月球1”号飞到月球附近，进行绕月飞行，开始了人类对月球的考察。1961年5月，美国提出“阿波罗”月球探测计划。1969年7月20日，“阿波罗”登月舱降落到月面，开始了人类有史以来的登月活动。

美国宇航员登月七大步骤第一步，先将分离的“货船”和“宇航员探险车”。分别通过火箭发射到地球轨道上。

第二步，“宇航员探险车”将在地球轨道上和“货船”上的登月车、“离开地球推进器”进行对接。

第三步，“离开地球推进器”点火，将“宇航员探险车”和“货船”送往月球。

第四步，飞船抵达月球轨道后，4名宇航员将乘坐“登月车”一起登陆月球表面，而“宇航员探险车”则仍然停留在月球轨道上。

第五步，宇航员利用“货船”带去的23吨重地球原料，在月球表面建设“月球基地”，4名宇航员将在月球待上1周时间，然后乘坐“登月车”的上升器飞离月球表面。

第六步，宇航员重新进入月球轨道上的“宇航员探险车”，飞回地球。

第七步，返回太空舱将在美国西部的3个地点之一通过降落伞降落地面。

鲜为人知的“阿波罗”事故“阿波罗13”号登月飞行，是一次险象环生的自救飞行。

“阿波罗11”号和“阿波罗12”号成功登月后，“阿波罗13”号奉命载人再次登月，但是这次登月飞行由于发生了一次大事故而失败。

1970年4月13日晚9时17分，“阿波罗13”号载着罗威尔、史威格和海斯三名航天员飞行离地球已达30万千米，就在这时飞船一个液氧箱发生爆炸，爆炸引发一系列危险：燃料即将耗尽，电池组不能正常供电，飞船不能按正常轨道飞行，舱内温度和压力下降，航天员生命危在旦夕。

在危急时刻，航天员根据地面指令沉着应对，从指令舱爬到登月舱内，利用登月舱发动机将飞船推到返回轨道。在这条轨道上地球引力可将飞船拉回来，使之飞向地球。

4月17日，“阿波罗13”号接近地球，罗威尔在登月舱里启动4台姿态控制火箭校正轨道。史威格操纵指令舱，将服务舱分离，然后他们都回到指令舱，下午12时07分，“阿波罗13”号指令舱安全降落在太平洋海域里。“阿波罗”技术试验阶段及登月试验阶段情况表

日期探测器名称运载火箭任务类型说明11966年2月26日“阿波罗-201”21966年7月15日“阿波罗-203”31966年8月25日“阿波罗-202”41967年1月27日“阿波罗1”51967年11月9日“阿波罗4”61968年1月22日“阿波罗5”71968年4月4日“阿波罗6”“土星1B”“土星5”入地球轨道试验成功成功成功射前座舱失火，3人牺牲成功成功失败81968年10月11日“阿波罗7”“土星1B”载人地球轨道试验3人成功环地球续表日期探测器名称运载火箭任务类型说明91968年12月21日“阿波罗8”101969年3月3日“阿波罗9”111969年5月8日“阿波罗10”121969年7月16日“阿波罗11”131969年11月14日“阿波罗12”141970年4月11日“阿波罗13”151971年1月31日“阿波罗14”161971年7月26日“阿波罗15”171972年4月16日“阿波罗16”181972年12月7日“阿波罗17”“土星”载人环月登月舱载人地球轨道试验载人环月载人环月试验3人成功环地球3人成功环月3人成功环地球3人成功环月2人成功登月，1人环月2人成功登月，1人环月液氧箱爆炸3名航天员环月2人成功登月，1人环月2人成功登月，1人环月。

知识点

登月第一人

阿姆斯特朗曾是一位美国国家航空航天局的宇航员、试飞员、海军飞行员，以在执行第一艘载人登月宇宙飞船“阿波罗11”号任务时成为第一名踏上月球的人类而闻名。尼尔·阿姆斯特朗的第一次太空任务是1966年执行的“双子星8”号的指令长。在这次任务中，他和大卫·斯科特一道完成了第一次航天器的对接。阿姆斯特朗的第二次，也是最后一次太空任务就是著名的1969年7月的“阿波罗11”号。阿姆斯特朗跨出“鹰”号登月舱，将左脚踏到月球表面上，留下那著名的脚印，成为人类历史上登陆月球第一人。在这次“人类的一大步”中，阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林在月球表面进行了两个半小时的月表行走（迈克尔·科林斯在指令舱中环绕月球）。