阿波羅計劃Ⅰ: 出發 | 人類唯一一次在另一個天體上行走 | 新視野

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阿波羅計劃(Apollo program),又稱太陽神計劃,是美國國家航空航天局(NASA)從1961年——1972年從事的一系列載人航天任務,任務目標是完成載人登陸月球和安全返回地球。 1969年,阿波羅11號宇宙飛船完成了這一目標,尼爾•阿姆斯特朗(Neil Armstrong)成為第一個行走在月球表面的人類。
該計劃於1972年隨著阿波羅17號登月而達到頂峰。總共耗資258億美元,按 2020 年美元計算,該計劃耗資約 2,570 億美元,在鼎盛時期僱傭了40 萬美國人,超過20,000 家企業和大學的支持。共有6艘航天器載著12名宇航員登陸月球表面。這是人類唯一一次在另一個天體上行走,此後再也沒有人離開過地球軌道。
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1957年10月,蘇聯發射了第一顆人造地球衛星,開啟了人類的太空時代。
這顆衛星的成功發射是美國始料未及的。
一個月後,蘇聯發射了人造衛星二號,載著一隻狗進入了地球近地軌道。
雖然這隻狗沒有活著回來,但很明顯他們的目標是載人航天。
1958年7月,美國成立國家航空航天局。
三個月後開始了水星計劃,目標是將人類送入地球軌道並安全返回,最好是在蘇聯之前。
美國和蘇聯的太空競賽由此拉開序幕。
1961年4月12日,在美國和蘇聯冷戰最激烈的時期,尤里加加林成為進入太空的第一人。
幾週後,美國宇航員艾倫謝波德成為第二個,也是第一個進入太空的美國人。
他獲得了肯尼迪總統頒發的美國宇航局傑出服務獎章,還被授予傑出飛行十字勳章。
肯尼迪總統知道,在太空競賽中如果美國想超越蘇聯,他需要更大膽的計劃。
1961年5月25日,也是美國首次載人航天飛行20天後,肯尼迪在國會發表演講時,美國的載人航天飛行時間只有15分鐘經驗。
沒有人知道登月計劃能否成功,更不用說在短短9年內了。
一些美國宇航局員工也懷疑肯尼迪雄心勃勃的目標能否實現。
這是一項史無前例的工程和偉大的科學事業。
將人類送上月球並安全返回,這項令人難以置信的任務被稱作阿波羅計法。
肯尼迪確定了目標,阿波羅任務需要設計一艘能夠實現目標的航天器,儘可能安全,經濟。
最有資格提供方案的人是美國宇航局的頂級火箭科學家沃納·馮·布勞恩。
他在二戰期間帶頭開發了納粹德國致命的V-2火箭,這是世界上第一個遠程彈道導彈。
1944年6月,V-2成為第一個進入太空的人造物體。
戰後,馮·布勞恩被祕密轉移到美國,為美國陸軍開發中程彈道導彈計劃。
1960年,他加入NASA,擔任馬歇爾太空飛行中心首任主任。
完成登月最明顯的方法就是從地球發射一艘航天器,到月球並再次返回。
但是航天器需要足夠大,可以攜帶所有必要的補給、設備和燃料。
因為這次計劃需要一個巨大的火箭才能發射到太空。
馮·布勞恩希望可以通過用較小的火箭將航天器分開發射,然後再繞地球的軌道上組裝來解決這個問題。
但將如此巨大的航天器降落在月球上仍然存在問題。
美國宇航局工程師約翰·霍伯爾特提出了月球軌道交匯方案。
這個方案是一艘較大的航天器,稱為指揮與服務艙,攜帶另一艘裝載宇航員的登月航天器,稱為登月艙。
指揮與服務艙攜帶充足的燃料和生活必需品。
進入月球軌道之後,登月艙與指揮服務艙分離並降落在月球表面。
指揮與服務艙留在月球軌道,一名宇航員留在指揮服務艙中。
登月完成之後,登月艙重新起飛,與指揮服務艙在月球軌道集合並返回地球。
與其他幾個方案不同,月球軌道集合只需要一艘很小的航天器降落在月球表面,使返回時在月球上起飛航天器的質量大大減少。
通過將登月艙的一部分留在月球上,月球起飛質量得以再次減少。
馮·布勞恩贊同約翰·霍伯爾特的提議,月球軌道交會方案的優點是可以在指揮服務艙發生故障時將登月艙作為救生艇。
但這個計劃存在交會和對接的風險,因為如果出現任何問題,宇航員將沒有獲救的希望。
為了使兩個航天器在月球軌道精準地對接和分離,NASA開始了多年創新的研究和開發。
水星計劃和雙子座計劃的太空飛行經驗為阿波羅計劃鋪平了道路。
短短五年內執行了超過16次載人任務,美國宇航員學會瞭如何在太空中吃飯、睡覺、工作和行走。
但肯尼迪總統沒有活著看到這些成就,他於1963年被暗殺了。
但任務的開始並不順利。
阿波羅一號最初被命名為AS-204,為阿波羅計劃的首次載人飛行任務而打造。
計劃於1967年2月21日發射,是指揮與服務艙的第一次近地軌道測試。
1月27日,三名宇航員被密封在他們的指揮服務艙內,做發射前的測試工作。
這次測試被認為是無風險的,因為運載火箭和航天器都沒有裝載燃料。
由於通訊不暢,測試被迫暫停,工作人員嘗試解決通訊問題。
指揮官格斯·格里森是美國宇航局第一批,也是美國最有經驗的宇航員之一,是水星7人成員。
高級駕駛員艾德·懷特是第一個在太空行走的美國人。
駕駛員羅傑·查菲是一名海軍飛行員,曾在古巴導彈危機期間執行偵察任務。
NASA面臨著在1970年以前將人類送上月球的巨大壓力,他們匆忙地設計了複雜的阿波羅飛船,即使經過了5年的開發和測試,但仍然充滿缺陷。
工作人員正準備恢復測試。
片刻之內,火焰撕裂了太空艙,三名宇航員在17秒內全部遇難。
火災原因是電線的某處產生的火花所引起的,同時艙內的純氧環境使火勢迅速蔓延,在這種情況下,一般的耐火材料也會燃燒起來。
艾德懷特曾試圖按照緊急程序打開艙門,但由於內部壓力而沒有打開。
航天器笨重的艙口設計使逃生變成不可能,工作人員花了5分鐘纔打開三層艙口。
阿波羅一號的悲劇讓美國宇航局的公眾形象支離破碎。
如果阿波羅計劃要繼續,下一次任務就必須成功。
經過一系列無人試飛後,接下來的載人任務將是阿波羅七號。
阿波羅一號火災的教訓使阿波羅載人飛行暫停20個月,改進了航天器和安全程序,並進行了無人試飛。
新的Block 2進行了約1300項修改,發射時,太空艙用更安全的氧氮混合物加壓,艙門只需7秒就能打開。
阿波羅七號的船員是阿波羅一號的後備人員,指揮官沃爾特·施艾拉也是水星七號小組成員。
他們的任務是在近地軌道對新的阿波羅飛船進行徹底的調試。
阿波羅七號於1968年10月11日發射,用了11天的時間繞地球飛行了163圈,對指揮服務艙進行了全面的測試,完成了阿波羅一號的任務。
此次任務在技術上取得了徹底的成功,讓NASA有信心在兩個月後將阿波羅八號送入繞越軌道,下一步將是一個巨大的飛越。
1968年4月,美國中央情報局的一份報告暗示蘇聯將先與美國進行載人環繞月球飛行,為了阻止蘇聯在太空競賽中再次擊敗美國。
阿波羅八號將連在地球軌道上測試登月艙的計劃,更改為繞越飛行。
阿波羅八號的船員將離開家鄉38萬4千公里,如果飛船發生故障,他們將沒有獲救的希望。
任務指揮官弗蘭克·博爾曼是一名空軍上校、航空工程師、試飛員,是雙子座七號的指揮飛行員。
指揮與服務艙駕駛員吉姆·洛弗爾是海軍飛行員、試飛員和機械工程師,
曾與弗蘭克·博爾曼乘坐微型航天器雙子座七號繞地球軌道飛行了14天,總共繞行了206圈。
威廉·安德斯是核工程師,他的工作是勘察月球表面以尋找未來的著陸點。
前往月球需要最大的火箭,他們使用了土星五號,它110米的高度使之前所有的火箭都相形見絀。
博爾曼、洛弗爾和安德斯將成為第一批乘坐強大的土星五號的宇航員。
與所有阿波羅任務一樣,阿波羅八號由任務操作控制中心精心管理,
任務控制中心位於德克薩斯州休斯頓,
飛行控制小組晝夜不停地工作,監督航天器的軌跡及其每一個機載系統。
飛行總監對此次任務負有總體責任,並對每項任務有最終決定權。
阿波羅八號機組人員花了三天時間才抵達月球,
接近月球並被月球引力捕獲時,機組人員必須啟動大型服務推進系統以減慢速度。
如果發動機沒有在正確的時間內點火,阿波羅八號可能會墜入月球或被拋入深空。
當宇航員在月球後面時,不可能與他們溝通。
任務控制中心的工作人員緊張地等待消息。
服務推動系統已燃燒了四分十三秒,使阿波羅八號進入月球軌道。
三位宇航員描述說,這段時間是他們一生中最長的四分鐘。
在去月球的途中,並沒有太多機會看到月球,到達月球背面後才第一次看到月球。
阿波羅八號第四次進入月球背面時,第一次看到了地出的景象,並拍攝了照片。
宇航員們在二十個小時內繞月球十圈,圓滿地完成了任務。
1968年,對於美國來說是多災多難的一年。
美國深陷越南戰爭的泥淖。
4月,民權活動家馬丁·路德金被暗殺,爆發了暴力騷亂。
6月,參議員羅伯特·肯尼迪被暗殺。
而阿波羅八號的成功給人們帶來了希望,第一次將肯尼迪總統在本世紀末之前將人類送上月球的目標變成可能。
《時代》雜誌選擇了阿波羅八號的三位宇航員作為年度人物,以認可他們在剛過去的一年中對人類的貢獻。
但登月艙尚未經過測試,登陸月球還有許多未知數,沒有犯錯的餘地。
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