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阿波罗11号升空!人类首次载人登月获得圆满成功

2020-12-13新闻7

阿波罗11号是第一艘成功登月的载人飞船。由指挥官尼尔·阿姆斯特朗和登月舱飞行员巴兹·奥尔德林组成的美国机组,于世界标准时间(UTC)1969年7月20日20:17乘坐阿波罗登月舱降落在月球表面。在之后的6小时39分钟即7月21日(UTC)02:56,阿姆斯特朗成为第一个在月面上行走的人类。奥尔德林在19分钟以后也加入了他。他们一起在飞船外工作了2小时15分钟,并收集了47.5磅(约21千克)的月球材料以带回地球。当他们在月球表面工作的时候,指挥舱飞行员迈克尔·柯林斯独自一人驾驶着哥伦比亚指挥舱在月球轨道上飞行。在和哥伦比亚指挥舱对接之前,阿姆斯特朗和奥尔德林在他们所命名为“静海基地”的地方一共停留了21小时36分钟。

阿波罗11号于6月16日13:32被位于佛罗里达梅里特岛的肯尼迪发射中心的土星五号火箭发射,这是NASA阿波罗计划的第五次载人飞行项目。阿波罗飞船分为三部分:一个指挥室(CM),配有三个宇航员的仓位,这也是唯一会返回地球的部分。一个供给室(SM),为指挥室提供推动力、电力、氧气和水。月球室有两个平台(LM):一个下降平台用于着陆,一个上升平台用于宇航员返回月球轨道。

在被土星五号运输到月球以后,宇航员将月球室和飞船分离,在太空中飞行三天直到进入月球轨道。之后,阿姆斯特朗和奥尔德林移到“鹰舱”并在6月20日降落于月面的静海基地。宇航员利用“鹰舱”的上升平台从月面升空,加入在控制室等候的柯林斯。他们在推动哥伦比亚指挥舱到月球最外层的轨道(共30层)返回地球之前,抛弃了“鹰舱”。在宇宙中飞行8天后,他们在7月24日返回地球降落在太平洋上。

阿姆斯特朗在月球上走出的第一步通过电视直播传递给全世界的观众。他把这件事情描述为:“个人的一小步,人类的一大步。”阿波罗11号有效地结束了太空竞赛并完成了由肯尼迪总统在1961年提出的国际目标:“在十年内让人类登陆月球并把他安全送回地球。”

背景

在19世纪五十年代末期及六十年代早期,美国和它的地缘政治对手苏联展开了冷战。1957年10月4日,苏联发射了第一颗人造卫星旅伴号,这一惊人的成功在全世界激起了恐惧和想象:这表明苏联已经有能力以洲际距离运输核武器。这个事实大大挑战了美国的军事主权、经济和科技的主导地位,使得美国陷入了“旅伴号危机”并触发了太空竞赛。作为对这次事件的应对,艾森豪威尔建立了美国国家航空航天局(NASA)并开始了水星计划,旨在把人类送上地球轨道。但是在1961年的4月12日,苏联宇航员尤里·加加林成为第一个进入太空的人类以及第一个在地球轨道上飞行的人类。大约1个月后,1961年5月5日,艾伦·谢泼德成为第一个进入太空的美国人,并完成了一个15分钟的亚轨道飞行。在成功降落在大西洋之后,他收到了来自艾森豪威尔继承者肯尼迪的祝贺。

因为苏联有着更高的运载火箭升力,肯尼迪在NASA提供的各类选项中选择了一个超越现有火箭技术能力的挑战,这样美国和苏联将会重新站在同一起跑线上,一个让所有人都为这个目标全力以赴的任务——登月计划。

1961年5月12日,肯尼迪向国会演说“国家紧急需求”并宣称:

我认为应该举全国之力实现这个在十年内将人类送上月球、并安全返回地球的目标,在这个时期没有任何一个宇宙项目比载人登月更令人印象深刻;对于人类长距离深空探索,也没有任何一个项目比它更重要;也没有任何一个项目成本比它更高、更难以实现。我们打算加速打造合适的月球飞船,我们打算改造液体和固体的燃料推进器,比现在的任何改造都要彻底,直到打造出某个确实性能优良的推进器。我们想在其它机械改造和非载人探索方面加大资金支持,这种非载人的探索对于达到目的十分重要。这个目的是国家永远都不能忽略的:第一次勇于尝试太空飞行的人要能活下来!但是从真正的意义上来说,这不只是一个人去到月亮,换个说法,这将是我们整个国家登上月球!因为我们所有人都要为把他送上月球而付出努力!

1962年9月12日,在得克萨斯州休斯顿的莱斯大学的体育场上,肯尼迪面对40,000名观众又发表了一篇演讲。穿着蓝色西装打领带的肯尼迪在盖有美国总统印章的木制讲台上讲话,副总统约翰逊和其他政要站在他身后。其中有一个被广泛引用的语录:

目前外太空中还不存在冲突、偏见和国际争端。它的危险是对我们所有人都敌对的。征服它需要我们全人类做到最好,它带来的和平合作机遇可能不会再现。但是有些人会问,为什么偏偏是月球呢?为什么把月球当作我们的目标?他们也可能会问,为什么要攀登最高的山峰?为什么35年前要飞跃大西洋?为什么莱斯大学要对得克萨斯州发挥作用?

我们选择去月球!我们选择去月球...我们选择在这个十年之内去月球和做其它事,不是因为它们简单,而是因为它们很难。因为这个目标可以组织并测试我们最好的精力和技术,因为这个挑战是我们都愿意接受的,是我们不愿推迟的,是我们想要取得胜利的!其它的事,也是如此。

即使这样,这个提案也遭到很多美国人的反对,麻省理工的数学家诺伯特·维纳被称为“月亮狗”。对载人登月付出的努力已经有了一个名字:阿波罗计划。当肯尼迪和诺伯特会晤的时候,苏联总理已经在1961年提出把载人登月作为一个联合项目,但是赫鲁晓夫没有接受这个提议。1963年9月20日肯尼迪又在联合国大会上发表联合探索的演说,但这个联合登月的任务在肯尼迪死后就被丢弃了。

一个早期关键的决定是选择与月球轨道会合,而不是直接上升和地球轨道会合。空间会合点是指两个航天器在空间中导航并会合的一种轨道机制。1962年6月NASA领导人詹姆斯·韦伯宣称将要使用月球轨道会合点并且阿波罗飞行器将会有3个部分:一个指挥室(CM),配有三个宇航员的仓位,这也是唯一会返回地球的部分。一个供给室(SM),为指挥室提供推动力、电力、氧气和水。月球室有两个平台(LM):一个下降平台用于着陆,一个上升平台用于宇航员返回月球轨道。这一设计意味着飞船可以由一枚当时正在研制中的土星五号火箭发射。

阿波罗计划所需科技由双子座计划提供。NASA采取的新的半导体电子科技推动了阿波罗计划,其中包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFETs)在行星际监测平台(IMP)上的应用,以及硅集成电路芯片在阿波罗导航系统上的应用。

1967年1月27日,阿波罗一号的失火及后续调查导致阿波罗计划的突然中断。在这次事故中,宇航员格斯·格里森、埃德·怀特和罗杰·查菲不幸丧生。在1968年10月,阿波罗7号评估了在地球轨道上的控制室,并在12月,阿波罗8号检验了在月球轨道上的控制室。在1969年3月,阿波罗9号将登月舱送入地球轨道,并在5月阿波罗10号在月球轨道上进行了彩排。直到1969年7月,所有为阿波罗11号登月的准备工作已经全部完成。

苏联与美国进行太空竞赛,但它自从在N1发射器建造过程中的重复失败之后,已经失去了早期的主导地位,N1发射器足可以匹敌土星五号。苏联试图通过用不载人航天器把月球材料带回地球的方式来打败美国,于是在7月13日,阿波罗11号发射后的第三天,苏联发射了卢纳15号。它比阿波罗11号更早到达月球轨道,但是在降落过程中,一个失误导致了卢纳15号撞毁在了月球表面。在这大约两小时后,阿姆斯特朗和奥尔德林从月表起飞,开始了他们的返回之旅。在英格兰的纽菲尔德射电天文实验室射电望远镜记录了卢纳15号的降落,并在2009年7月阿波罗11号登月40周年庆典上发表。

登月

奥尔德林第一个进入鹰舱。宇航员们用一种称为月球设备传送带(LEC)的扁平电缆滑轮装置,艰难地将装有21.55公斤(47.5磅)月球表面材料的胶卷和两个样品盒抬到了长征舱。这被证明是个低效的工具,于是后来宇航员都更愿意手动把仪器和样本搬运到长征舱。阿姆斯特朗提醒奥尔德林在他的袖子口袋里有一袋纪念物品,奥尔德林把袋子扔了下来。阿姆斯特朗跳到了梯子的第三级阶梯上,爬进了长征舱。在转移到长征舱的生命支持中心以后,探险者为减轻回到月球轨道时的重量,他们丢掉了PLSS背包、月球鞋、一个空的哈塞尔布拉德照相机和其它设备。舱口在05:11:13的时候关闭,然后他们给长征舱加压,安顿好以后开始休息。

总统演讲稿撰写人威廉·萨菲尔还为尼克松准备了一份月球灾难声明,以备宇航员在月球上失事时宣读。这番话是萨菲尔给尼克松白宫幕僚长哈尔德曼的一份备忘录中的一句话,萨菲尔在备忘录中建议,美国政府在应对这场灾难时可能会遵循一项协议。根据计划,任务控制中心将“关闭”与长征的通信系统,一名牧师将在一个类似于海葬的公共仪式中“把他们的灵魂推荐到最深处”。准备好的颂词的最后一行提到了第一次世界大战时鲁珀特布鲁克写的诗歌《士兵》。

奥尔德林在舱内移动时,意外地损坏了主发动机从月球上吊起的断路器。有一个担心是这可能会影响机器的点火引擎,使他们困在月球。一支触感笔足以启动开关,如果这不起作用,长征舱电路可以被重新配置来启动上升点火引擎。在月球表面停留了21.5小时以后,除了一些科学仪器,宇航员留下了:阿波罗一号的任务补丁来纪念宇航员罗杰·查菲、格斯·格里森和爱德华·怀特,他们在1967年1月的测试中因控制室起火而牺牲。两位苏联宇航员的模型:弗拉基米尔·科马罗夫和尤里·加加林;他们分别于1967和1968年逝世。一个装有橄榄枝的黄金复制品的包以作为和平的象征。还有一个硅信息盘,上面有艾森豪威尔总统、肯尼迪总统、约翰逊总统和尼克松总统的善意声明以及世界上73个国家领导人的信息。这张光盘上还列有美国国会领导人名单、负责美国航天局立法的参众两院四个委员会成员名单以及美国航天局过去和现在的最高管理层名单。

降落地点的地图

在7个小时的休息之后,船员被波士顿控制中心叫醒以准备返航。两个半小时以后,在协调世界时间17:54:00,他们提升鹰舱,在月球轨道上与哥伦比亚号上的柯林斯会合。从月球升空时,登月台拍摄的影片揭示了美国国旗插在离降空台25英尺(8米)的地方,在升空台引擎的排气管中猛烈地摇动。奥尔德林及时地抬头看到了国旗颠倒:“长征舱的升空台分离了....,我正集中注意力在电脑上,尼尔正在研究姿势指示器,但是我抬头的时间足够长以至于可以看到国旗颠倒了”。随后的阿波罗任务把他们的旗帜插在离长征舱更远的地方。

FY: 傅红宁

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