改变历史的“阿波罗”载人登月工

庞之浩

纪念人类首次登月50周年（一）

1 太空争霸的结果

20世纪50年代末至60年代初，在美苏开展的激烈太空竞赛中，苏联连续获得数项第一：发射了世界第一颗人造地球卫星，把世界第一位航天员送入太空……因此，美国举国上下均深感这是一个极其严重的政治问题。于是，美国虎视眈眈地提出一定要赶超苏联的口号，下定决心要显示一下美国作为世界头号超级大国的科技水平和综合国力。

1962年9月12日，美国时任总统约翰·肯尼迪在莱斯大学发表关于“阿波罗”计划的演讲

1961年5月25日，美国时任总统肯尼迪向全世界宣布：实施雄伟的载人登月计划。由此可见，美国实施载人登月计划是一项政治性决定，主要目的是为了在全世界公众的心目中重新确立美国的技术领先地位，振奋美国全民的精神。

该工程以太阳神“阿波罗”命名。它虽可以看作是与苏联竞赛的特设计划，但也可以认为是人类向太阳系扩张的第一步。从这一点上看，其目的就是实现载人登月飞行和人类对月球的实地考察，为载人行星飞行和探测进行技术准备。“阿波罗”载人登月工程对当时美国进展缓慢的航天计划发挥了巨大的激励作用。美国各界纷纷献计献策，结果只用了8年时间，就登上了月球。

“阿波罗”载人登月获得的成功和取得的成就具有伟大的历史意义和现实意义。在政治上，它终于使美国在航天技术的许多方面确立了领先地位，产生了极大的声誉。在科学上，它使人类对月球及近月空间有了首次直接的研究和认识。在技术上，取得了许多技术突破，不仅为后来的航天计划奠定了基础，而且许多技术后来也广泛地用于国民经济领域。在工程管理上，美国国家航空航天局（NASA）因此取得了一系列宝贵的有关大型工程计划制定、实施和管理的经验。在经济上，这是一个较有争议的问题。但据一份权威报告指出，“阿波罗”计划使美国经济增长率提高了2%，物价指数下降了2%，创造了80万个就业指标。这一报告还认为，美国1958年国民收入为4062亿美元，1968年达到8640亿美元，1970年增至9046亿美元，10年间翻了一番，这些都是“阿波罗”计划刺激的结果。

2 宏伟的登月工程

美国“阿波罗”载人登月工程始于1961年5月，1969年7月20日首次实现了登月的理想，航天员阿姆斯特朗和奥尔德林驾驶着阿波罗11号飞船的登月舱降落在月球赤道附近的静海区，并相继走出舱外，在月球上迈出了人类的第一步，引起了全球的震动。此后，美国又相继6次发射“阿波罗”载人登月飞船，其中5次成功，使10名航天员先后登上了月球。

整个登月工程分以下几个部分：确定登月方案；实施为登月飞行做准备的4项辅助计划；研制“土星”系列运载火箭；研制“阿波罗”飞船；进行试验飞行；实现载人登月飞行。

确定登月方案包括论证飞船登月飞行轨道和确定载人飞船总体布局，相应地确定了由指令舱、服务舱和登月舱组成的“阿波罗”载人登月飞船的总体布局。

率先实施的4项辅助计划是：1961-1965年发射9个“徘徊者”月球轨道器，在不同的距离上拍摄月球表面状况的照片1.8万张，以了解飞船在月球表面着陆的可能性，但探测器曾多次发射失败；1966-1968年发射5个“勘测者”月球自动着陆器，通过电视发回了8.6万张月面照片，了解了月球土壤的理化特性；1966-1967年发射3个“月球轨道器”，对40多个预选着陆地点进行详细观测，获得了1000多张小比例尺高清晰度的月面照片，据此选出10个登月点；1965-1966年发射10艘各载2名航天员的“双子座”飞船，进行了生物医学研究和飞船机动飞行、对接及舱外活动训练等。

为了研制发射“阿波罗”飞船用的大推力运载火箭土星5号，美国先研制了土星1号和1号B火箭，用以获取研制经验和进行试验飞行。此后研制成功的土星5号重型火箭近地轨道运载能力达127吨，这一运载能力至今仍是举世无双。

1966-1968年，先后进行了6次“阿波罗”飞船不载人的试验飞行，在近地轨道上鉴定了“阿波罗”飞船的3个舱，尤其是登月舱的动力装置；1968-1969年，陆续用阿波罗7、8和9号飞船，进行了环绕地球、月球飞行等载人飞行试验，鉴定了飞船的可靠性；1969年5月用阿波罗10号进行了登月全过程的演习，有2名航天员乘登月舱降到了离月面15.2千米的高度。

首次载人登月是由阿波罗11号飞船于1969年7月完成的。此后，在1969年11月-1972年12月期间，美国又陆续发射了阿波罗12～17号载人登月飞船，其中除了阿波罗13号飞船因中途出现故障没能实现载人登月外，其他飞船均实现了载人登月。另外，阿波罗15、16和17号的登月舱中还各带有1辆质量为200千克左右的月球车。月球车主要用于扩大航天员的活动范围和减少航天员的体力消耗。

“勘测者”月球着陆器

人类在月面留的第1个脚印

美国研制的月球车是有人驾驶的。它长3米，宽1.8米，质量209千克，双座4轮，以电池为动力，最高时速可达16千米。航天员坐在里面驾驶着它在月球表面巡游，爬越障碍，翻越沟壑，对山脉、峡谷和火山口进行考察，并把激动人心的彩色图像传回地面。

3 科技成就很显著

在6次成功的登月飞行中，共有12名航天员登上了月球，在月球上一共停留了近280小时，在月面共出舱活动80小时36分，足迹达100千米，带回岩石样品约385千克，为月球研究提供了直接依据，大大充实了人类对月球的认识。

例如，通过对月面土壤样品的分析，科研人员确定，月面上土壤由微小的桔红色玻璃形式颗粒构成，这些颗粒一般富含铝、硫和锌，在月壳部分融化过程中，在月面下约300千米深处形成，后因火山活动而喷出到月面，并且通过对样品的分析与实验证实。

从月面土壤和岩石中可以制取水和氧，因为月面土壤和岩石中氧化铁的含量很高。这样就有可能在未来利用月面物质维持月球基地内工作人员的生命，及为登月飞行器补充燃料。

尤其是航天员在月球上钻取了3米深的月球岩芯，发现月壤多达57层，每层代表一次陨石冲击，还测量了月球内部发出的热流，从而结束了100多年来关于月球是冷还是热的争论……另外，1985年科学家们通过对“阿波罗”登月飞船的航天员带回的月球岩土样品进行分析，证实了月球上存在一种可用于核聚变发电的物质氦3，这一发现给后来月球的研究和探测工作注入了巨大动力。

美国人认为，从科学角度看，美国“阿波罗”载人登月比苏联无人月球探测器价值要高得多，因为航天员登月可实地勘查月面，有选择地收集月岩和土壤，可放置长寿命科学试验和观测仪器，有的仪器甚至到1989年7月还向地球发送数据。有人称，一次“阿波罗”载人登月的成果相当于12次月球探测器的自动探测飞行，而一次月球探测器飞行耗资又是一次载人登月的1/4，所以苏联整个探月费用是美国的好几倍，更何况苏联探测器取样返回飞行有一半是失败的。美苏取回的月岩总量比是385∶1。

登月航天员在月面安放的各种科学仪器也为科研人员提供了大量有价值的数据。例如，利用各次登月飞行中登月航天员安放的5个“阿波罗月面实验装置”（其中由阿波罗12号航天员安放的装置工作长达8年），地面科研人员能够测定月球上11个地区的月震，甚至可提前一个月加以预报。月面的仪器还向地面发回了有关月面温度变化、宇宙射线及陨石撞击等情况的大量数据。

航天员在月面展开的月面试验装置

4 间接效益更闪亮

“阿波罗”工程的实施，在美国带动起了液体燃料火箭、微波雷达、遥控作业、无线电制导、超高强度和耐高温合成材料、新型电子计算机、药物及生物工程等一大批高科技工业群体。后来，该工程的人工智能、机器人和遥控作业等许多技术成果又转移到民用，促进了科技与工业的整体发展与繁荣，其二次开发应用的效益，远远超过“阿波罗”计划本身所带来的直接经济与社会效益。

“阿波罗”计划产生了3000多项专利技术，其中1000多项用于民用，到现在人类仍然受益不浅，投入产出比是1∶14，即投入1美元，产出14美元。美国在20世纪后10年能够保持高速、高效增长，很大程度得益于阿波罗载人登月工程派生出的约上千种应用技术成果或专利在经济领域的应用，美国领先于世界的信息、生物和新材料等高新技术，很大部分来自对月球探测技术的消化、优化和二次开发。

例如，大众接触最多的购物计价用的条形码是航天技术杰作之一，它最初是美国为控制“阿波罗”计划不计其数的组件而发明的。重症监护病房是航天技术带来的重要医学进步之一，它首先是应“阿波罗”计划对登月航天员进行健康检测的需要而诞生的。方便面调料中的干菜叶就是航天食品中常说的脱水菜，它是将蔬菜中所含过多水分脱去以便贮存、保管、运输、出售，“阿波罗”计划中首先使用这种技术让航天员吃上含有蔬菜的航天食品，现在这种航天食品已广泛普及。各类时髦的运动鞋也是“阿波罗”成果的“产物”，其“中空吹塑成型”制造技术来源于“阿波罗”计划中登月靴的制作技术。

此外，还有目前广泛使用的彩超、数字血压计、烟雾报警器、食品干燥剂、果珍，等等，也都源于“阿波罗”计划开发的技术。由“阿波罗”计划而诞生的核磁共振、激光通信、液晶电视、头发离子烫、记忆海绵枕、手机自拍高清摄像头等，如今均成为人们生活中不可或缺的重要技术。

不过，狂热的登月竞赛使美苏承受了巨大的经济压力。例如，每一枚土星5号火箭造价高达5亿美元，折合成今天的币值达40亿美元。计算表明，每艘“阿波罗”登月飞船比用金子制造的成本还要贵15倍！美国人从月球带回的月岩和土样（共385千克）按单位质量计算，其价格竟是金刚石的35倍！这些使美国每一个家庭要负担472美元！于是，在1972年，已陷入越战泥潭的美国总统尼克松下令停止登月活动，这使得阿波罗18、19和20号飞船的航天员们永远失去了登月的机会。

尽管当时美国国内对“阿波罗”登月计划有着不同的认识和结论，但是它对关键科学和各种边缘交叉学科的兴起与进步，进而转化为国家未来经济实力并确保国家安全这一点是不可否认的。总之，“阿波罗”载人登月工程对促进科学发展、推动科技进步等起到了巨大的作用，它将永载人类史册。