改變歷史的「阿波羅」載人登月工程

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改變歷史的「阿波羅」載人登月工程

2019年7月20日是人類首次登月50周年紀念日。我們特別推出「紀念人類首次登月50周年專題」，與讀者共享。

雖然已經過去了半個世紀，但「阿波羅」載人登月活動的成功至今仍對人類社會在政治、科學、技術、經濟和生活，甚至精神等許多方面產生著較大影響。目前，美國的「重返月球」計劃仍將借鑒「阿波羅」載人登月工程的不少方案、技術和管理等，因為多項最新研究表明，「阿波羅」載人登月工程的一些經驗，即使在今天也不過時。從現在和可以預見的將來來看，「阿波羅」載人登月工程今後還將在多方面繼續對全球產生影響。

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。1961年5月25日，時任美國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。

1962年9月12日，美國時任總統約翰·肯尼迪發表關於「阿波羅」計劃的演講

「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，它終於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，不僅為後來的航天計劃奠定了基礎，而且許多技術後來也廣泛地用於國民經濟領域。在工程管理上，美國航空航天局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」載人登月工程始於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，並相繼走出艙外，在月球上邁出了人類的第一步，引起了全球的震動。此後，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名航天員先後登上了月球。

人類在月面留的第1個腳印

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；研製「土星」系列運載火箭；研製「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。

「勘測者」月球著陸器

為了研製發射「阿波羅」飛船用的大推力運載火箭土星5號，美國先研製了土星1號和1號B火箭，用以獲取研製經驗和進行試驗飛行。此後研製成功的土星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。

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，帶回岩石樣品約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，後因火山活動而噴出到月面，並且通過對樣品的分析與實驗證實。

從月面土壤和岩石中可以製取水和氧，因為月面土壤和岩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鑽取了3米深的月球岩芯，發現月壤多達57層，每層代表一次隕石衝擊，還測量了月球內部發出的熱流，從而結束了100多年來關於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岩土樣品的分析，證實了月球上存在一種可用於核聚變發電的物質氦3，這一發現給後來月球的研究和探測工作注入了巨大動力。

阿波羅12號航天員在月面布置的磁強計

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，有選擇地收集月岩和土壤，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於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。美蘇取回的月岩總量比是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。後來，該工程的人工智慧、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多項用於民用，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世紀後10年能夠保持高速、高效增長，很大程度得益於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，美國領先於世界的信息、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。

儘管當時美國國內對「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並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。

作者：龐之浩

來源：國際太空

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