【從“水星”計(jì)劃到“阿波羅”登月計(jì)劃】
美國(guó)為謀求和保持“空間領(lǐng)先”地位,在“空間競(jìng)賽”中戰(zhàn)勝蘇聯(lián),自1958年成立航宇局以來(lái)實(shí)施了一系列載人航天計(jì)劃。
“水星”計(jì)劃是美國(guó)1958年開(kāi)始實(shí)施的第一個(gè)載人航天計(jì)劃。鑒于當(dāng)時(shí)與蘇聯(lián)競(jìng)爭(zhēng)的緊迫形勢(shì),該計(jì)劃的基本指導(dǎo)思想是盡可能利用已經(jīng)掌握的技術(shù)和成果,以最快的速度和簡(jiǎn)單可靠的方式搶先把人送上天。但事實(shí)上,當(dāng)蘇聯(lián)于1961年4月12日把航天員加加林送上天成功地完成軌道飛行時(shí),“水星”飛船尚處于無(wú)人試驗(yàn)階段,直到1962年才進(jìn)行首次載人軌道飛行!八恰庇(jì)劃于1963年結(jié)束,共完成25次飛行試驗(yàn),其中包括4次動(dòng)物飛行,2次載人彈道飛行,4次載人軌道飛行,耗資約4億美元。
美國(guó)通過(guò)“水星”計(jì)劃證明人能夠在空間環(huán)境中生存和有效地駕駛飛船,也取得了載人飛船設(shè)計(jì)的初步經(jīng)驗(yàn)。但是在這一回合的載人航天競(jìng)爭(zhēng)中輸給了蘇聯(lián),突出表現(xiàn)為載人上天的時(shí)間落后于蘇聯(lián),航天運(yùn)載能力也處于劣勢(shì)。為改變這種局面,經(jīng)美國(guó)宇航局和馮·布勞恩等火箭專(zhuān)家論證,提出美國(guó)在60年代經(jīng)過(guò)努力能夠達(dá)到而又剛好超出前蘇聯(lián)能力的目標(biāo)是載人登月。于是,美國(guó)總統(tǒng)肯尼迪于1961年5月25日宣布了“阿波羅”載人登月計(jì)劃。
作為從“水星”到“阿波羅”計(jì)劃之間的過(guò)渡,美國(guó)于1961年11月至1966年11月實(shí)施了“雙子星座”計(jì)劃。其主要任務(wù)是研究、發(fā)展載人登月的技術(shù)和訓(xùn)練航天員長(zhǎng)時(shí)間飛行及艙外活動(dòng)的能力。該計(jì)劃歷時(shí)5年,完成了10次環(huán)地軌道載人飛行,每次2人,共花費(fèi)12.8億美元。此外,美國(guó)為實(shí)施“阿波羅”計(jì)劃還研制了“徘徊者”“勘測(cè)者”“月球軌道環(huán)行器”、無(wú)人月球探測(cè)器、土星族重型運(yùn)載火箭,以及由逃逸系統(tǒng)、指令艙、服務(wù)艙和登月艙組成的“阿波羅”飛船,這些工作為1969年把人送上月球奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
“阿波羅”計(jì)劃從1961年開(kāi)始實(shí)施至1972年結(jié)束,共花費(fèi)240億美元,先后完成6次登月飛行,把12人送上月球并安全返回地面。它不僅實(shí)現(xiàn)了美國(guó)趕超蘇聯(lián)的政治目的,同時(shí)也帶動(dòng)了美國(guó)科學(xué)技術(shù)特別是推進(jìn)、制導(dǎo)、結(jié)構(gòu)材料、電子學(xué)和管理科學(xué)的發(fā)展。但是,“阿波羅”計(jì)劃耗資太大,幾乎占用了宇航局60年代全部經(jīng)費(fèi)的3/5,嚴(yán)重影響了美國(guó)空間科學(xué)和空間應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展,迫使美國(guó)重新考慮下一步的航天目標(biāo)。
【“阿波羅”登月計(jì)劃:人類(lèi)航天史上的驚人之作】
前蘇聯(lián)于1957年搶先發(fā)射世界上第一顆人造地球衛(wèi)星之后,又于1961年把人類(lèi)第一名航天使者送上地球軌道。從表面上看,前蘇聯(lián)在航天領(lǐng)域?qū)夷媒鹋,遙遙領(lǐng)先。這大大刺激了技術(shù)力量雄厚的美國(guó)人,連美國(guó)總統(tǒng)肯尼迪也驚呼:“我們落后了!”
為了打破前蘇聯(lián)的航天優(yōu)勢(shì),1961年5月25日美國(guó)總統(tǒng)肯尼迪批準(zhǔn)了航空航天局的登月計(jì)劃,并在國(guó)會(huì)上大膽地提出了在1970年以前先于前蘇聯(lián)把人送上月球的任務(wù)。肯尼迪以一種歷屆美國(guó)總統(tǒng)都沒(méi)有的坦率態(tài)度警告美國(guó)人民,除非他們具有跑完全程的毅力,否則就不要接受這項(xiàng)任務(wù)。這項(xiàng)任務(wù)就是后來(lái)以希臘神話中太陽(yáng)神的名字命名的著名的“阿波羅”載人登月探險(xiǎn)計(jì)劃。
為研制大型運(yùn)載火箭,著名的火箭專(zhuān)家布勞恩及其4人小組劃歸國(guó)家航空航天局。政府同時(shí)為“土星5號(hào)”火箭的研制經(jīng)費(fèi)撥款1.4億美元。在以后的日子里,盡管失敗、事故和來(lái)自某些方面的苛刻批評(píng)接連不斷,但美國(guó)人民和他們的政府在支持“阿波羅”的計(jì)劃中從來(lái)沒(méi)有動(dòng)搖過(guò)。他們下定決心,一定要“把蘇聯(lián)人摔倒在月球上”,以雪屢屢敗北之恥。
肯尼迪的繼任者約翰遜也堅(jiān)定不移地關(guān)心和支持“阿波羅”計(jì)劃,甚至連這一計(jì)劃的政治利益都被懷疑時(shí),也不動(dòng)搖。自第二次世界大戰(zhàn)后,在美國(guó)還沒(méi)有一項(xiàng)國(guó)家政策受到過(guò)這樣持久的、堅(jiān)定的支持。
“阿波羅”計(jì)劃早在1957年便開(kāi)始設(shè)想。1960年左右曾認(rèn)為登月的途徑無(wú)外乎兩種:一種是“直接登上月球”,一種是從地球軌道發(fā)射站上發(fā)射。后來(lái)蘭利實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)名叫霍博爾特的工程師提出了一條全然不同的月球軌道會(huì)合方案,就是用一艘比較小的航天飛船從月球軌道上下降到月球上,完成探險(xiǎn)任務(wù)之后再在月球軌道上與母船會(huì)合對(duì)接,返回地球。經(jīng)過(guò)一場(chǎng)激烈的內(nèi)部大爭(zhēng)論之后,霍博爾特的設(shè)想被采納了。據(jù)較保守的估計(jì),這一技術(shù)途徑使“阿波羅”的登月著陸至少提前了兩年。
在最初的登月艙設(shè)計(jì)中,在每位航天員座椅前方的艙壁上各安排了兩個(gè)窗口。較大的一個(gè)舷窗口與航天員的眼睛齊平。因航天員是坐著的,窗口距航天員的眼睛的距離為60cm。較小的一個(gè)舷窗口靠近航天員的膝蓋。兩名航天員前的4個(gè)舷窗口的總面積達(dá)11平方米。這樣的設(shè)計(jì)很不理想。首先,由于舷窗的總面積過(guò)大,暴露的陽(yáng)光太多,而縮小面積又會(huì)影響航天員的視野;其次,由于窗口離航天員的眼睛較遠(yuǎn),視野非常有限,給月球著陸過(guò)程中航天員對(duì)著陸地點(diǎn)情況的觀察造成了極大的困難。此外,因?yàn)榇翱诖,重量也大,侵占了其他設(shè)備的重量。
為了找到一個(gè)使窗口縮小、重量減輕、視野又好的合理的設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)師們絞盡了腦汁,并經(jīng)常為此爭(zhēng)論不休。一天,航天局的一名叫喬治·富蘭克林的工程師發(fā)牢騷說(shuō),登月艙從與服務(wù)艙、指揮艙分離到在月面上著陸總共只有1小時(shí),甚至更短,為什么非得讓航天員坐著,站著難道不行嗎?!“站著?”是的,站著!一句牢騷話為設(shè)計(jì)師們打開(kāi)了思路。一個(gè)新的合理的新方案由此產(chǎn)生了。航天員站著,可以使眼睛靠近窗口向外觀察,視野大大地?cái)U(kuò)展了。在這種條件下窗口可以設(shè)計(jì)得很小,從而也減輕了重量。真是踏破鐵鞋無(wú)覓處,得來(lái)全不費(fèi)工夫!
“阿波羅”計(jì)劃是一項(xiàng)宏偉龐大的任務(wù)。沒(méi)有哪一個(gè)單位、部門(mén)或公司能夠單獨(dú)完成它。在實(shí)施該計(jì)劃的過(guò)程中,大約有40萬(wàn)人和2萬(wàn)多家公司參加,耗資總計(jì)239.15億美元。
──摘自2001年2月15日《新浪科技》
【阿姆斯特朗】
假如有人問(wèn)你:“你知道什么動(dòng)物飛得最高嗎?”很多人肯定會(huì)回答:“鷹飛得最高!奔偃缬腥烁嬖V你鷹能飛上月亮,你肯定會(huì)認(rèn)為這個(gè)人腦子出了毛病。
1969年7月20日,一個(gè)名叫阿姆斯特朗的美國(guó)人向全人類(lèi)報(bào)告了一條消息:鷹已經(jīng)飛上了月球。當(dāng)時(shí)所有聽(tīng)到這條消息的人,都知道他的腦子的確沒(méi)出毛病,而且他報(bào)告的消息的確是事實(shí)。
阿姆斯特朗所說(shuō)的當(dāng)然不是一只普通的老鷹,而是美國(guó)的“阿波羅11號(hào)”登月飛船。地球上的十幾億人通過(guò)電視實(shí)況轉(zhuǎn)播,親眼目睹了阿姆斯特朗緩緩地走下飛船,小心翼翼地把腳踏上了月球表面!斑@一小步,對(duì)一個(gè)人來(lái)說(shuō),是小小的一步;但對(duì)整個(gè)人類(lèi)來(lái)說(shuō),是巨大的一步!”阿姆斯特朗的這句名言成了人類(lèi)征服月球的偉大宣言。
作為第一只飛上月球的太空雄鷹,阿姆斯特朗當(dāng)之無(wú)愧地成了整個(gè)人類(lèi)的英雄。
尼爾·阿姆斯特朗,1930年8月5日出生在美國(guó)俄亥俄州的一個(gè)小城。小尼爾從小就對(duì)飛行非常著迷,15歲開(kāi)始學(xué)習(xí)飛行課程,學(xué)費(fèi)靠他自己打工掙得。由于學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)異,16歲他就獲得了實(shí)習(xí)飛行員的駕駛執(zhí)照。當(dāng)時(shí),他甚至還沒(méi)有取得汽車(chē)駕駛執(zhí)照呢。用一句中國(guó)話來(lái)說(shuō),小尼爾還沒(méi)學(xué)會(huì)走,就已經(jīng)學(xué)會(huì)跑了。
1947年,阿姆斯特朗高中畢業(yè)后,獲得美國(guó)海軍提供的獎(jiǎng)學(xué)金,進(jìn)入著名的普度大學(xué)學(xué)習(xí)。1949年小尼爾應(yīng)征入伍,正式成為美國(guó)海軍的飛行員。這以后的十幾年中,阿姆斯特朗駕駛過(guò)200多架各式飛機(jī),包括滑翔機(jī)、直升機(jī)、噴氣機(jī)等等,最著名的機(jī)型要算速度達(dá)到6500千米/小時(shí)的X15型超高速火箭飛機(jī)。這期間,阿姆斯特朗還在工作之余順利完成了南加州大學(xué)的研究生課程,獲得了航空工程碩士學(xué)位。
1962年,阿姆斯特朗被美國(guó)宇航局選中,成為美國(guó)第二批宇航員。1966年3月16日,阿姆斯特朗作為飛船指令長(zhǎng),和斯科特一起駕駛“雙子星”8號(hào)飛船與太空中的一顆衛(wèi)星對(duì)接。在成功實(shí)現(xiàn)對(duì)接后,飛船突然開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。阿姆斯特朗操縱飛船脫離了衛(wèi)星,但飛船仍在太空中翻著筋斗。阿姆斯特朗啟動(dòng)了16臺(tái)噴氣推進(jìn)器中的一臺(tái),飛船仍在旋轉(zhuǎn)。他們又啟動(dòng)了第二臺(tái)推進(jìn)器,30分鐘后,飛船終于穩(wěn)定下來(lái)。根據(jù)地面中心的指示,他們終止了這次飛行任務(wù),成功地飛回地面,降落在西太平洋的指定水域。
1969年7月16日,阿姆斯特朗、奧爾德林和科林斯駕駛“阿波羅11號(hào)”飛船開(kāi)始了人類(lèi)首次征服月球的壯舉。7月21日,他們到達(dá)了月球“靜!钡念A(yù)定著陸點(diǎn),正要準(zhǔn)備著陸,突然發(fā)現(xiàn)飛船下方是一個(gè)足球場(chǎng)大小的隕石坑,里面布滿了大大小小的石頭,如強(qiáng)行著陸,他們的登月艙很可能會(huì)被這些石頭撞得粉碎,而繼續(xù)往前飛的話所剩燃料又不多了。阿姆斯特朗應(yīng)付緊急情況的才能再一次得到了發(fā)揮,他馬上采取緊急措施,把飛船改為手動(dòng)駕駛,繼續(xù)飛行了約20秒后,在6公里以外的地方找到了一塊較為平坦的地方。由于高度緊張,此時(shí)他的心跳已由每分鐘77次上升到了156次。
登月艙終于安全地在月球表面著陸了。阿姆斯特朗立即向地球報(bào)告:“休斯頓,我們?cè)谠虑颉o!瘓(bào)告,鷹已著陸!”
經(jīng)過(guò)幾小時(shí)的準(zhǔn)備工作后,阿姆斯特朗第一個(gè)走出登月艙,用他腳上特制的大號(hào)膠鞋在月球表面留下了人類(lèi)的第一個(gè)足跡。
阿姆斯特朗和奧爾德林開(kāi)始了緊張的工作,在月球表面安放了一些科學(xué)儀器,包括宇宙射線計(jì)數(shù)器、測(cè)震儀、激光反射器等。他們拍攝了大量的照片,并采集了一些月球土壤和巖石標(biāo)本。在月球表面停留了三個(gè)多小時(shí)后,他們返回了登月艙。
7月25日,他們?nèi)顺晒Φ胤祷氐厍,完成了人?lèi)第一次征服其他星球的壯舉。
1971年,阿姆斯特朗從美國(guó)宇航局退休,到辛辛那提大學(xué)任航空工程教授。1981年,他從辛辛那提大學(xué)退休,到航空計(jì)算機(jī)技術(shù)公司任總裁。1993年,這位太空雄鷹被有關(guān)部門(mén)選中,進(jìn)入了美國(guó)宇航員名人殿堂。