三个中心

“阿波罗”登月计划事实上包括三个部分,即飞船的研制,运载火箭的研制及其装配、发射。这些工作分别由三个部门负责。马歇尔宇航中心负责“土星”运载火箭,休斯敦的约翰逊宇航中心负责“阿波罗”飞船,挑选、训练宇航员,以及指挥登月飞行及其返回地面,肯尼迪宇航中心负责装配和发射。

国家航空和航天局从 50 名宇航员中,选中了尼尔·奥尔登·阿姆斯特朗、迈克尔·考林斯和埃德温·奥尔德林作为登第一批登月人员。人员挑选是极其严格的。早在发射“双子星座”飞船时,计算机就记录下了所有宇航员的操作方法、心脏活动、对危险的判断力、与别人的配合等情况。这次挑选登月人员,就是利用电子计算机的统计,结合地面上的训练成绩综合考虑决定的。以后的事实证明,这次人选是完全成功的。

在确定登月人员的同时,航空和航天局还选定了 3 名预备登月人员:詹姆斯·洛弗尔、威廉·安德斯和弗雷德·海西。以备随时顶替。

将宇宙飞船送上月球的是“土星 V”火箭。这种运载火箭的总设计师是著名的德国火箭专家威尔纳·冯·布劳恩博士。他自 1932 年起就参加了德国的火箭研究。

为了把宇宙飞船送上月球,运载火箭至少要有 5443 吨的推力。为此美国

很早就开始了“土星”火箭计划。1961 年 10 月 27 日,美国在肯尼迪角发射了当时世界上威力最大的运载火箭”“土星 C—1”。这次发射的火箭进入大西洋上 153 公里高空,飞行了大约 8 分钟,行程 360 公里,然后落入海洋。它的成功,使“土星”计划不断向前迈进,沿着“土星 C—1”、“土星 C—2”、“土星 I”、“土星 I—B”⋯⋯的道路,最终研制成了威力巨大的“土星 V” 火箭。

“土星 V”型火箭是三级火箭,火箭的第一级(S—1C)高 42 米,直径10 米,重 2400 吨。其中它的两个燃料箱,一个能容 1650 吨液氧,另一个盛装 650 吨煤油。第一级火箭尾部装有五台 F—1 型发动机,能产生 3750 吨的推力,在发射时将宇宙飞船送到 62 公里的高空。这五台发动机每秒钟消耗

15 吨燃料,所以第一级火箭点燃发射后只能工作 2.5 分钟,就会因燃料耗尽

而被抛弃。

第二级火箭(S—2)高 25 米,直径 10 米,加上 470 吨燃料后的总重量

是 500 吨。它由 5 支较小的火箭发动机组成,在 62 公里的高空发动,总推力

为 525 吨。由于此时第一级火箭脱离,重量减轻,而且飞船已进入空气比较稀薄的空中,所以能使飞船获得加速度。

第三级火箭(S—4B)高 18 米,直径 6.7 米,重 130 吨,其中液氧及氢推进剂重 115 吨。这级火箭的最大特点是,它的 J—2 型发动机不是一次把燃料用完,而是可以多次启动、重复使用。它能产生 100 吨的推力。

在第三级火箭的上面有一个巨型的环状物,称为“仪器舱”。它是“土星 V”型火箭的“头脑”,这上面装置了微型电子仪器,用以自动测录、导航、调度和控制这三级火箭发动之用。

“土星 V”火箭的外型基本上是个各段直径不同的铝制圆柱体,但制造工艺却相当复杂。以波音公司装配的第一级火箭为例,仅各种规格的螺母、螺栓、铆钉、和其他 2000 种不同型号、大小的紧固零件就使用了 25 万个。

火箭上发动机所用的零部件要运到装配工厂,需用 2.6 万辆卡车,才能装得下。

“阿波罗”飞船装置在火箭上端,它包括四个部分:指令舱、服务舱和登月舱,飞船的最上端还有一个紧急脱险火箭。

指令舱是一个圆锥状体,这里有飞船的全部操纵、制导装置,是宇航员生活和工作的主要场所,是飞船的主要部分,也是唯一能返回地面的部分。服务舱被看作是宇航员返回地球的“船票”,也是飞船的后勤供给部。

因为它装有可以多次起动喷火的飞船主发动机,依靠这个发动机修正飞船的航线,进入绕月轨道;以及在飞船脱离月球轨道,返回地球时进行加速,服务舱是个 7 米高的圆柱体,内分 6 个部分,推进系统是其中重要的一部分。

装有氢、氧气箱以及 3 个燃料电池的部分是又一个重要部分,它负责的指挥舱供应氧气、氢氧混合剂产生的热量和电力。此外,这个舱里还装有其他重要设备和供应品。

登月舱完全独立于飞船之外,又称“鹰”。它分上升节段和下降节段两部分,各有一个发动机,电力系统和供热系统也自成体系,此外还有自己的氧气系统。登月舱外壳是一层很薄的铝皮,厚度只有 0.1 毫米,外表黄黑相间,夹杂着银色,远看象一只甲虫。登月舱内的双人舱有公共汽车那么宽, 绝大部分是用铝钛合金板焊制而成。压力室空间约有 6.5 立方米,前面一半

是宇航员的活动空间,后面还有一个深 1.37 米的中间室。在宇航员的活动空间,顶部和可以接触到的舱壁上,安装了无数的仪表和开关,宇航员在里面没有座位,两位宇航员只能并排站着,面对仪表控制盘。此外,舱两侧各安装了一个三角窗,他们可以观察宇宙空间。

登月舱的下降节段如一个八边形平台,有下降火箭作为动力。它的四面有 4 支可缩放的修长的脚——着陆支架,支架里有蜂巢似的铝质物体,顶端各有一个圆形托盘,登月舱降落月面主要靠这个支架。在宇航员完成探险任务后要离开月球时,支架又被充作发射架,上升节段发射离开后,它就被甩在月面上了。上升节段是宇航员活动、工作的地点,在完成登月任务后,它作为上升火箭使宇航员能返回绕月轨道,与宇宙飞船对接。

塔状的发射逃逸系统,紧急脱险火箭是备用装置。在宇宙飞船发射时及最初阶段,万一“土星 V”火箭发生故障,救生火箭立刻起动,将乘坐宇航

员的指挥舱弹射开去,飞到安全距离以外,然后安全降落。如果发射顺利, 在飞船飞越大气层后,它会通过另外的小火箭发射,与飞船脱离。

首次登月的“阿波罗 11”宇宙飞船的最后安装、机能检查和飞行前准备, 都是在卡纳维拉尔角宇航中心进行的。卡纳维拉尔角坐落在美国佛罗里达州半岛中部的梅里特岛上,由于地处大西洋和墨西哥湾的暖流之间,所以这里无四季之分,气温每天都在 30 摄氏度以上。

卡纳维拉尔角宇航中心,也叫肯尼迪角宇航中心,建造在一片沼泽地带上。自从国家航空和航天局成立以来,这里逐步发展起来,成为五角大楼及航空和航天局共管的宇航中心。随着美国航天事业的发展,这里的设施也不断增多,目前该宇航中心的占地面积已扩大到 570 平方公里,拥有 20 多个发射场,成为美国的“太空港”,被誉为“通往太空之门”。

肯尼迪宇航中心“资格最老”的要数 39 号复合发射场了。它建成于 1966 年,包括三个部分:即南面的发射控制中心,中间的飞行器装配大楼和北面的发射区——A 发射台和 B 发射台。

飞行器装配大楼无疑是世界上最大的建筑之一。它长 218.23 米,宽

157.86 米,高 160 米,很象一个 52 层楼高的“盒子”,特别显眼。它自 1963 年 7 月开工到 1966 年 2 月竣工,时间经历了三年,花费了 1 亿美元。

装配大楼是钢架结构,四面是绝缘的铝板壁。南北两壁大部分镶上可透光的玻璃纤维三合板。它的地面 6 个足球场那么大,大门有 139 米高。由于

建筑物过于庞大,不得不在房顶上装了 125 台通风机,以使厂房内 370 万立方米的空气每小时可更换一次。

月球探险的“阿波罗”飞船和“土星 V”运载火箭等都是在这里面装配和检查完毕,并通过专用滑道运送到固定发射台上去的。这样做的目的是缩短组装和发射准备时间。

装配大楼里面有专供装配和检查用的一个三层楼高的工作平台,平台上装有电子计算机、通讯设备、电动装置、测试设备、空调设备、液压装置、燃料输送管、供电及供水系统等。平台靠近飞行器和运载火箭的一面,是个135 米高的钢塔架,它有 90 个活动臂架与之联接。钢塔架上有 18 个不同类

型的小工作台和通道平台,通过分配系统将 9 个可移动的液压加油罐和电缆塔臂,从塔架的各层与火箭连接,分别处理燃料、电气等系统的事宜。钢塔架顶部装置有一个 25 吨重的回转式起重机。这样的钢塔架一共有 3 个,在飞行器装配大楼里,它作为活动装配平台,用于装配和检测;在发射时,它作为活动发射架,与飞船、火箭一起被送上发射台。

39 复合发射场中的两个发射台是用钢筋混凝土浇铸成的。这两个发射台

相距 2650 米,分别处在面积为 11775 平方米的八角形广场的两个角上。发射

台台面离地面 14.6 米,台上有 6 个特别机械受压柱和 4 个活动液压支柱,能把飞船、火箭和活动发射架一起钩连起来就位。在 A、B 两个发射台之间,是一个长 137 米、宽 18 米、深 12 米的火焰坑。离发射台数百米远的地方,分别设置了储存液氢、液氧和航空煤油的燃料罐库。

发射台在装配大楼以北约 5 公里处,它们之间有两条平行的特种专用滑

道相联接。滑道路面宽 15 米,用 20 公分厚的特种鹅卵石铺成,能承受 9 千

多吨的重量。1969 年 1 月 3 日,“阿波罗 9 号”和“土星 V”运载火箭从装配大楼被运送到发射台去,就是通过这条专用滑道。运输工具是巨型履带式电动运输车。因为被运的物体实在硕大无比,一路上走走停停,不断检查是

否一切完好无损,结果 5 公里路程走了整整一天,比火箭进入轨道花费的时间都长。

装配大楼东南 15 公里处,便是发射控制中心。这座四层楼的建筑是 39 号复合发射场的“电脑”。它的第一层是办公室、餐厅、医务所等;第二层用于遥测,放置了地面接收仪器和记录设备;第三层有 4 个控制及发射室, 通过各自的计算机系统,都能独立进行检测及发射工作;第四层作为观察室。发射控制中心旁边,是一座综合宇航大楼,设有仓库、邮局、银行、电话中心等,还有飞行计划及飞行准备大厅,飞行模拟装置大厅,压力试验室、大型计算机设备和其他训练设施等。

“阿波罗 11”飞船的安装和飞行准备工作按进程分为 10 个阶段。A 阶段开始于 1969 年 1 月 19 日。这个阶段的主要任务是接收从各地发运来的部件

和构件。从 1 月下旬开始,直到 2 月 20 日这些零部件才陆续从各地运到。

3 月 27 日,美国航空和航天局决定,在 7 月 16 日美国独立 194 周年纪念日发射“阿波罗 11”飞船。这使所有的人都开始紧张起来。

B 阶段的工作是宇宙飞船和运载火箭的安装和检查阶段,它持续了约 18 周。到 4 月 14 日,“阿波罗 11”和“土星 V”就联在一起,高悬于半空中了。

C 阶段的任务是将组装完毕的“阿波罗 11”连同运载火箭一起,由装配大楼往平行滑道运到发射台去。这个工作于 5 月 20 日中午十二点半正式开

始,共用 6 小时,于当天完成。

从 6 月 3 日 16 时开始飞行准备进入 D 和 E 阶段。第一级火箭的煤油罐里注入了燃料,宇宙飞船进行试运转,以检查各构件间的联接辅助设备、电力起动系统工作是否正常,阀门、密封件情况是否良好等。

自 6 月 25 日午夜开始,“阿波罗 11”飞船进入计时演习试验,这就是 F、 G、H 阶段。这三个阶段把计时开始到发射前的全部时间计算在内,进行单项的、多项的或总的试验。既进行不加燃料的“空车”试验,也进行注入液氢、液氧的“重车”试验。7 月 3 日,甚至还进行了一次模拟试验,包括宇航员几点起床、何时早餐、穿宇宙服的时间等等。7 月 16 日正式发射的那天,所有的“发射动作”将严格按这次模拟试验得出的时间表进行。

计时演习结束后,最后的 I 和 J 阶段就是将宇宙飞船通入空气,正式交付使用,并进入发射前的最后准备阶段。

在“阿波罗 11”进行组装和调试准备期间,被挑选出来的 3 名正式登月宇航员和 3 名预备人员也一刻没有闲过。

在约翰逊宇航中心,宇航员一直在模拟飞行装置中进行学习和各种训练。鉴于这次飞行的主要目的是登月,所以训练内容大致分为两部分:一部分是用来模拟“阿波罗 11”在宇宙飞行中。其作用是训练宇航员在飞行过程中能熟练掌握操作驾驶技术,妥善处理可能出现的各种突然现象和情况。在训练装置中,月球和星空近似逼真地出现在宇航员眼前,飞行情况、测试数值、飞船速度以及宇航员的视野情况等,都通过计算机、指示计和相应的图片展现出来,就好象是真的在太空遨游一般。

训练的第二部分内容是模拟登月。在模拟装置里,“阿波罗 8 号”、“阿

波罗 10 号”和“徘徊者”号、“观察者”号飞行器所拍摄的月球照片,都尽可能真实地被复制出来。此外还制造了能抵消 5/6 地心引力的失重环境,供宇航员反复训练、熟悉。

5 月 24 日,宇航员们在得克萨斯州加尔沃斯顿以南 5 公里的地方,进行

了重返大气层的溅落模拟演习试验。到 6 月 16 日,阿姆斯特朗结束了在休斯敦约翰逊宇航中心的练习。他总共做了八次登月模拟训练,这次演习在他脑海里留下了深刻的印象。6 月 28 日,奥尔德林在吉尼亚城的兰利研究院,用电缆着陆训练在 45 米高空进行了 12 次登月练习后回到肯尼迪角。他俩还和

考林斯一起参加了 7 月 3 日的计时演习试验。

到此,登月的准备工作可以说已经基本就绪。