改變歷史的“阿波羅”載人登月工

龐之浩

紀念人類首次登月50周年（一）

1 太空爭霸的結果

20世紀50年代末至60年代初，在美蘇開展的激烈太空競賽中，蘇聯連續獲得數項第一：發射了世界第一顆人造地球衛星，把世界第一位航天員送入太空……因此，美國舉國上下均深感這是一個極其嚴重的政治問題。于是，美國虎視眈眈地提出一定要趕超蘇聯的口號，下定決心要顯示一下美國作為世界頭號超級大國的科技水平和綜合國力。

1962年9月12日，美國時任總統約翰·肯尼迪在萊斯大學發表關于“阿波羅”計劃的演講

1961年5月25日，美國時任總統肯尼迪向全世界宣布：實施雄偉的載人登月計劃。由此可見，美國實施載人登月計劃是一項政治性決定，主要目的是為了在全世界公眾的心目中重新確立美國的技術領先地位，振奮美國全民的精神。

該工程以太陽神“阿波羅”命名。它雖可以看作是與蘇聯競賽的特設計劃，但也可以認為是人類向太陽系擴張的第一步。從這一點上看，其目的就是實現載人登月飛行和人類對月球的實地考察，為載人行星飛行和探測進行技術準備。“阿波羅”載人登月工程對當時美國進展緩慢的航天計劃發揮了巨大的激勵作用。美國各界紛紛獻計獻策，結果只用了8年時間，就登上了月球。

“阿波羅”載人登月獲得的成功和取得的成就具有偉大的歷史意義和現實意義。在政治上，它終于使美國在航天技術的許多方面確立了領先地位，產生了極大的聲譽。在科學上，它使人類對月球及近月空間有了首次直接的研究和認識。在技術上，取得了許多技術突破，不僅為后來的航天計劃奠定了基礎，而且許多技術后來也廣泛地用于國民經濟領域。在工程管理上，美國國家航空航天局（NASA）因此取得了一系列寶貴的有關大型工程計劃制定、實施和管理的經驗。在經濟上，這是一個較有爭議的問題。但據一份權威報告指出，“阿波羅”計劃使美國經濟增長率提高了2%，物價指數下降了2%，創造了80萬個就業指標。這一報告還認為，美國1958年國民收入為4062億美元，1968年達到8640億美元，1970年增至9046億美元，10年間翻了一番，這些都是“阿波羅”計劃刺激的結果。

2 宏偉的登月工程

美國“阿波羅”載人登月工程始于1961年5月，1969年7月20日首次實現了登月的理想，航天員阿姆斯特朗和奧爾德林駕駛著阿波羅11號飛船的登月艙降落在月球赤道附近的靜海區，并相繼走出艙外，在月球上邁出了人類的第一步，引起了全球的震動。此后，美國又相繼6次發射“阿波羅”載人登月飛船，其中5次成功，使10名航天員先后登上了月球。

整個登月工程分以下幾個部分：確定登月方案；實施為登月飛行做準備的4項輔助計劃；研制“土星”系列運載火箭；研制“阿波羅”飛船；進行試驗飛行；實現載人登月飛行。

確定登月方案包括論證飛船登月飛行軌道和確定載人飛船總體布局，相應地確定了由指令艙、服務艙和登月艙組成的“阿波羅”載人登月飛船的總體布局。

率先實施的4項輔助計劃是：1961-1965年發射9個“徘徊者”月球軌道器，在不同的距離上拍攝月球表面狀況的照片1.8萬張，以了解飛船在月球表面著陸的可能性，但探測器曾多次發射失敗；1966-1968年發射5個“勘測者”月球自動著陸器，通過電視發回了8.6萬張月面照片，了解了月球土壤的理化特性；1966-1967年發射3個“月球軌道器”，對40多個預選著陸地點進行詳細觀測，獲得了1000多張小比例尺高清晰度的月面照片，據此選出10個登月點；1965-1966年發射10艘各載2名航天員的“雙子座”飛船，進行了生物醫學研究和飛船機動飛行、對接及艙外活動訓練等。

為了研制發射“阿波羅”飛船用的大推力運載火箭土星5號，美國先研制了土星1號和1號B火箭，用以獲取研制經驗和進行試驗飛行。此后研制成功的土星5號重型火箭近地軌道運載能力達127噸，這一運載能力至今仍是舉世無雙。

1966-1968年，先后進行了6次“阿波羅”飛船不載人的試驗飛行，在近地軌道上鑒定了“阿波羅”飛船的3個艙，尤其是登月艙的動力裝置；1968-1969年，陸續用阿波羅7、8和9號飛船，進行了環繞地球、月球飛行等載人飛行試驗，鑒定了飛船的可靠性；1969年5月用阿波羅10號進行了登月全過程的演習，有2名航天員乘登月艙降到了離月面15.2千米的高度。

首次載人登月是由阿波羅11號飛船于1969年7月完成的。此后，在1969年11月-1972年12月期間，美國又陸續發射了阿波羅12～17號載人登月飛船，其中除了阿波羅13號飛船因中途出現故障沒能實現載人登月外，其他飛船均實現了載人登月。另外，阿波羅15、16和17號的登月艙中還各帶有1輛質量為200千克左右的月球車。月球車主要用于擴大航天員的活動范圍和減少航天員的體力消耗。

“勘測者”月球著陸器

人類在月面留的第1個腳印

美國研制的月球車是有人駕駛的。它長3米，寬1.8米，質量209千克，雙座4輪，以電池為動力，最高時速可達16千米。航天員坐在里面駕駛著它在月球表面巡游，爬越障礙，翻越溝壑，對山脈、峽谷和火山口進行考察，并把激動人心的彩色圖像傳回地面。

3 科技成就很顯著

在6次成功的登月飛行中，共有12名航天員登上了月球，在月球上一共停留了近280小時，在月面共出艙活動80小時36分，足跡達100千米，帶回巖石樣品約385千克，為月球研究提供了直接依據，大大充實了人類對月球的認識。

例如，通過對月面土壤樣品的分析，科研人員確定，月面上土壤由微小的桔紅色玻璃形式顆粒構成，這些顆粒一般富含鋁、硫和鋅，在月殼部分融化過程中，在月面下約300千米深處形成，后因火山活動而噴出到月面，并且通過對樣品的分析與實驗證實。

從月面土壤和巖石中可以制取水和氧，因為月面土壤和巖石中氧化鐵的含量很高。這樣就有可能在未來利用月面物質維持月球基地內工作人員的生命，及為登月飛行器補充燃料。

尤其是航天員在月球上鉆取了3米深的月球巖芯，發現月壤多達57層，每層代表一次隕石沖擊，還測量了月球內部發出的熱流，從而結束了100多年來關于月球是冷還是熱的爭論……另外，1985年科學家們通過對“阿波羅”登月飛船的航天員帶回的月球巖土樣品進行分析，證實了月球上存在一種可用于核聚變發電的物質氦3，這一發現給后來月球的研究和探測工作注入了巨大動力。

美國人認為，從科學角度看，美國“阿波羅”載人登月比蘇聯無人月球探測器價值要高得多，因為航天員登月可實地勘查月面，有選擇地收集月巖和土壤，可放置長壽命科學試驗和觀測儀器，有的儀器甚至到1989年7月還向地球發送數據。有人稱，一次“阿波羅”載人登月的成果相當于12次月球探測器的自動探測飛行，而一次月球探測器飛行耗資又是一次載人登月的1/4，所以蘇聯整個探月費用是美國的好幾倍，更何況蘇聯探測器取樣返回飛行有一半是失敗的。美蘇取回的月巖總量比是385∶1。

登月航天員在月面安放的各種科學儀器也為科研人員提供了大量有價值的數據。例如，利用各次登月飛行中登月航天員安放的5個“阿波羅月面實驗裝置”（其中由阿波羅12號航天員安放的裝置工作長達8年），地面科研人員能夠測定月球上11個地區的月震，甚至可提前一個月加以預報。月面的儀器還向地面發回了有關月面溫度變化、宇宙射線及隕石撞擊等情況的大量數據。

航天員在月面展開的月面試驗裝置

4 間接效益更閃亮

“阿波羅”工程的實施，在美國帶動起了液體燃料火箭、微波雷達、遙控作業、無線電制導、超高強度和耐高溫合成材料、新型電子計算機、藥物及生物工程等一大批高科技工業群體。后來，該工程的人工智能、機器人和遙控作業等許多技術成果又轉移到民用，促進了科技與工業的整體發展與繁榮，其二次開發應用的效益，遠遠超過“阿波羅”計劃本身所帶來的直接經濟與社會效益。

“阿波羅”計劃產生了3000多項專利技術，其中1000多項用于民用，到現在人類仍然受益不淺，投入產出比是1∶14，即投入1美元，產出14美元。美國在20世紀后10年能夠保持高速、高效增長，很大程度得益于阿波羅載人登月工程派生出的約上千種應用技術成果或專利在經濟領域的應用，美國領先于世界的信息、生物和新材料等高新技術，很大部分來自對月球探測技術的消化、優化和二次開發。

例如，大眾接觸最多的購物計價用的條形碼是航天技術杰作之一，它最初是美國為控制“阿波羅”計劃不計其數的組件而發明的。重癥監護病房是航天技術帶來的重要醫學進步之一，它首先是應“阿波羅”計劃對登月航天員進行健康檢測的需要而誕生的。方便面調料中的干菜葉就是航天食品中常說的脫水菜，它是將蔬菜中所含過多水分脫去以便貯存、保管、運輸、出售，“阿波羅”計劃中首先使用這種技術讓航天員吃上含有蔬菜的航天食品，現在這種航天食品已廣泛普及。各類時髦的運動鞋也是“阿波羅”成果的“產物”，其“中空吹塑成型”制造技術來源于“阿波羅”計劃中登月靴的制作技術。

此外，還有目前廣泛使用的彩超、數字血壓計、煙霧報警器、食品干燥劑、果珍，等等，也都源于“阿波羅”計劃開發的技術。由“阿波羅”計劃而誕生的核磁共振、激光通信、液晶電視、頭發離子燙、記憶海綿枕、手機自拍高清攝像頭等，如今均成為人們生活中不可或缺的重要技術。

不過，狂熱的登月競賽使美蘇承受了巨大的經濟壓力。例如，每一枚土星5號火箭造價高達5億美元，折合成今天的幣值達40億美元。計算表明，每艘“阿波羅”登月飛船比用金子制造的成本還要貴15倍！美國人從月球帶回的月巖和土樣（共385千克）按單位質量計算，其價格竟是金剛石的35倍！這些使美國每一個家庭要負擔472美元！于是，在1972年，已陷入越戰泥潭的美國總統尼克松下令停止登月活動，這使得阿波羅18、19和20號飛船的航天員們永遠失去了登月的機會。

盡管當時美國國內對“阿波羅”登月計劃有著不同的認識和結論，但是它對關鍵科學和各種邊緣交叉學科的興起與進步，進而轉化為國家未來經濟實力并確保國家安全這一點是不可否認的。總之，“阿波羅”載人登月工程對促進科學發展、推動科技進步等起到了巨大的作用，它將永載人類史冊。