阿波罗登月计划
为了和前苏联在空间技术上一决高低,美国很快宣布了阿波罗登月计划。这项计划耗资 230 亿美元,动用 42 万人,1200 位专家,学者参与了这一庞大的工程。
为了给登月的飞船提供足够的动力,冯·布劳思设计了“土星 5 号”火
箭,这种火箭总长 85 米,有 30 层楼那么高,再把阿波罗飞船装上去则有 110
米高。它由三级组成,起飞时重约 3 000 吨,第一级叫“S—1C”,高 42 米,
直径 10 米,里面装有 2075 吨推进剂,只用 2 分钟时间就要完全燃烧完,产
生的高温气体以 2900 米/秒的速度喷射。5 台发动机同时工作,产生 3500 吨
的推力。第二级代号“S—Z”,直径也有 10 米,只有 450 吨液氢,液氢是高能推进剂,这一级火箭在第一级脱离后继续工作。第三级叫“S—4B”,直径
6.6 米,内有一台氢氧发动机,106 吨高能推进剂产生 100 吨推力,这就足以把阿波罗飞船带到月球轨道。这种火箭是迄今世界上最大的运载火箭,也是登月飞行的关键部分。
阿波罗飞船也由三部分组成:指令舱、服务舱和登月舱。指令舱高 3.23
米,底直 3.1 米,重约 5.9 吨。圆锥形结构,可容纳 3 名宇航员,是整个飞行器的心脏部分。舱内有机械室和乘员室。机械室是飞船动力部分,乘员室则是生活齐全的房间。指令舱有两扇向外看的窗子,还有一个会接窗,供航员操纵飞船对接分离。指令舱之所以很重要,是因为它在最后要把宇航员带回地面,所以它的材料也是用特种耐热材料精制而成的。
服务舱是动力舱,圆筒形,里有燃料电池、火箭发动机的燃料,以及供宇航员生活的氧气、食物、水等。这里的食品能供宇航员生活 15 天。
登月舱高 7 米,直径 4 米,是到月球的渡船,分上升段和下降段。下降段是整个登月舱的动力系统,提供登月和离开月球的动力,也有探测设备。上升段中有维持宇航员生命的设备和电源、通信设备,指挥雷达以及姿态控制火箭。登月舱外覆盖一个保护层,进入外层空间后便被甩掉了。
为了应付紧急情况飞船在顶部有一个紧急脱离火箭,一旦“土星 5 号” 火箭发生故障,紧急火箭会把飞船带到高空逃离险境。
1968 年 12 月 21 日,“阿波罗 8 号”飞船带着 3 名宇航员作了首次飞行。
69 小时后,飞船进入月球轨道环月飞行。这是人类距月球最近的飞行,三名
宇航员饱览了月球的全部风貌,在距月球 100 公里的轨道上他们环月飞行 10
圈后,顺利返回地球,结束了第一次月球探险,时间为 146 小时 59 分。
1969 年 3 月 3 日“阿波罗 9 号”飞船也进行飞行,目的是试验刚刚完成
的登月舱技术状况。三个月后“阿波罗 10 号”飞船踏进了太空,踏上了奔月的征途,专家称此次飞行为“登月总演习”。飞行员驾驶着从母舰分离的登月舱,在距月地面仅有 14.3 公里的低空飞行,向地球转播了 29 分钟的电视直播,让人类领略了真实的月球风貌。
1969 年 7 月 16 日,是一个令世人难以忘怀的历史日子。
美国佛罗里达州肯尼迪航天中心,已有几十万游人聚集在周围,人们等待着那个令人兴奋的时刻的到来。
一辆高级轿车在武装人员的保护下,到达了 39 号发射台下,这是“土星
5 号”火箭巍然挺立的地方。从轿车里走出三名宇航员,他们是阿姆斯特朗、
奥尔德林和柯林斯,他们朝人们挥着手,因为他们将乘“阿波罗 11 号”飞船
到月球上去,实现奔月的梦想。
美国东部时间 9 时 23 分,“土星 5 号”运载火箭,载着“阿波罗 11 号”
飞船腾空而起。2 分钟后,时速为 3.13 公里/秒。在 300 公里高的轨道上,
飞行了 3 小时后,飞船改变了轨道直奔月球,飞船以每小时 3800 公里的速度向前飞行。5 小时后,末级火箭脱离飞船,登月舱的保护层也留给了太空。指令舱开始转体 180°和登月舱对接。为了防上“土星 5 号”火箭出事,载有宇航员的指令舱被放在最上面的安全位置,万一出了危险可由顶部小火箭带着指令舱继续前行。对接成功后,登月舱放在命名为“哥伦比亚”的母舰前端,登月舱被命名为“鹰”。
在茫茫夜空中,飞船显得特别明亮,宛如一颗小行星,地球光笼罩着他们,地球的人们也关注着他们。第三天中午 12 时,他们就感到了月球在召唤他们,他们感到了月球的引力。
离月球大约 100 公里,“阿波罗 11 号”飞船进入等待轨道。地面控制中心命令阿姆斯特朗和奥尔德林穿好宇宙服。“鹰”分离了“哥伦比亚”,慢慢向月球飞去,柯林斯驾驶“哥伦比亚号”在月球轨道上等待“鹰”的凯旋归来。
美国东部时间下午 4 对 17 分 40 秒,“鹰”顺利降落,位置在“静湾” 的西南部。
阿姆斯特朗率先走出了登月舱,穿着舱外宇宙服艰难地走下了阶梯,在月球上留下了人类第一个足迹。这时他说:“对于一个人来说,这是一小步; 可对于人类来说却是一次飞跃”。接着他围着登月舱走了一圈,仔细检查了登月舱那四条娇嫩的腿,如有一条腿折了,那么他们就会成为月球的主人, 再也回不来了,结果是完好无损。奥尔德林也走出了登月舱,打开摄像机摄下这里激动人心的景象。这里没有声音,没有树木,没有生命,到处是秃秃的山和环形山谷,是一个冷寂的灰色世界,他们每走一步都掀起一片褐色的沙土。
在地面指挥人员的指示下,他们才没有忘记此行的目的。他们如袋鼠一样向前一跳又一跳地行走着,因为月球引力只有地球的 1/6,所以行走并不是一件很轻松的事。收集完一袋月球岩石后,他们举行了一个庄严的仪式, 将一块特制金属牌竖立在月球上,金属牌上写着:
公元 1969 年 7 月,来自行星地球上的人类首次登上月球,我们为和平而来。
同时在这块金属牌下放置 5 个宇航员的金质像章,他们是苏联的宇航员加加林、科马罗夫,美国宇航员格里索姆、怀特和查菲。他们为人类开发宇宙事业献出了自己的生命。
他们还在月球上安置了一些仪器,如月震仪、激光反射器等,这些都是供科学家研究用的。
两个半小时后,他们回到“哥伦比亚号”母舰,然后顺利返回了地球。阿波罗计划执行了 3 年时间,总共进行了 17 次登月飞行,共有 12 名宇
航员登上了月球。 5.爆炸震惊了世界
美国东部时间 1986 年 1 月 28 日 11 时 38 分,航天飞机“挑战者号”从
卡纳维拉尔肯尼迪航天中心发射。起飞 73 秒钟后,发生意外爆炸,机上七名
宇航员全部遇难。这是载人航天 25 年来发生的最惨重的一次灾难,也是美国
继 1967 年 1 月“阿波罗”三名宇航员在地面试验时遇难的第二次。全世界几十亿人目睹了爆炸的现场直播,不少电视观众失声痛哭,总统府降半旗致哀, 美国举国上下一片悲哀。
当人们从悲哀中清醒时,不禁要问这场悲剧是谁导演的呢?里根总统对此深感不安,指定与此次飞行任务没有接触的人员组成了一个独立调查委员会,其中包括第一个登上月球的宇航员阿姆斯特朗。
“挑战者号”曾是一艘著名科学考察船的名字,它远涉重洋,绘制了世界海图;它到过赤道,领教了那里的炎热;到过非洲的好望角,体会了那里的暴风;也到了令人感到毛骨悚然的百慕大三角区。美国政府为了纪念这艘船和那些勇敢的水手,便将它沿用到新的航天飞机上。
1983 年 4 月 4 日,“挑战者号”航天飞机首飞,10 小时后进入了南大西
洋上空,将一颗重 18 吨的数据跟踪中继卫星释放出来。这颗卫星价值 1 亿美
元。由于卫星上固体助推火箭出现故障,所以弹射装置送卫星进入太空 20 秒钟后便熄了火,使卫星未能达到预定高度,后来科学家用了两个月的时间, 才将它控制住,使其进入预定空间轨道。
同年 6 月 18 日,“挑战者号”再次步入太空的怀抱,这次有一位叫萨利·赖德的女性,她是第一位航天宇航员,她同其他四位男宇航员一道同坐“挑战者号”。在飞行的第三天,“挑战者号”进行了一件前无古人的事——捕捉卫星,这是地面科学家期待已久的。赖德首先将一颗联邦德国的卫星弹出舱外,航天飞机以每小时 27400 公里速度飞行,一会儿就飞到卫星前面并与卫
星保持 300 米的距离,然后,宇航员们慢慢调整航飞姿势和飞行轨道,在阳光和地球阴影之间进进出出,慢慢接近卫星,后来舱门打开了,一个灵活的机械手抓住了卫星并将它带进了宇航船。成功了!地面的科学家们通过发回的直播观看了回收卫星的全过程,兴奋极了,因为这是一场太空角逐的试验。
后来,“挑战者号”飞船又进行了五次飞行,每一次飞行都是成功的。这使美国宇航局的官员越来越有自信心了,但正由于这种得意的心情却导致了一场大灾难。
美国一家很有影响的杂志登出了失事的一些内幕,透露了一些鲜为人知的情节。
事情还得从 1971 年说起、在这个年头,美国总统尼克松有两件心病,一是越南战争对美国国内的冲击力,二是准备竞选连任总统。为了拉得更多的选票,他百忙中请来了他的高级智囊约翰·欧利切曼寻找新的决策。这位高级顾问献出了发展航天飞机的妙计,认为发展这项庞大的计划,一则有利于发展高空计划,摆脱前苏联在太空技术一直压住美国的局面。二则,也是最重要的问题,他认为政府拨款 50 亿美元的庞大开支,将计划交给南部和西部资本家,这样就会拉拢反对他的西部和南部的资本家了,那么他就会获得更多的选票,总统宝座也就稳稳地坐住了。同时,这项计划也可以缓和国内人民反对越南战争的情绪。尼克松也就采纳了这一石二鸟的建议,马上制定了庞大的发展纲要,宇航局忙碌起来了,与之相关公司的各大总裁也纷纷亲自出马,展开了无烟的商业战争。
为了争取承包航天飞机的工程,洛克韦尔公司特地将副总裁兼宇航部经理安插在美国宇航局当人事副局长。当然,洛克韦尔公司也是一家很著名的空间技术公司,它曾承担了阿波罗登月计划的大部分工程,可见其拥有相当水准的技术力量。主发动机是航天飞机的心脏部位,洛克韦尔公司首先看准
了这笔相当可观的交易,因为谁得到,谁就会名利双收。在激烈的竞争中, 最后是洛克韦尔公司获得了制造主发动机的权利。
尽管主发动机的竞争结束了,但航天飞机的工程还有一批大合同,为了这一批大合同,纽约州的格鲁曼公司、加利福尼亚州的洛克韦尔公司、圣路易斯州的麦道公司和洛克希德公司都想夺取这宗买卖。美国的权威专家们普遍看好格鲁曼公司,因为该公司拥有这方面的顶尖技术和一流经验,对这一点该公司也是信心十足。但是政治干扰作用却使洛克韦尔公司获胜,因为尼克松总统本人是共和党人,他的对手却大部分集中于格鲁曼公司,总统竞选必须获得本党支持,所以,总统干扰了公平竞争。洛克韦尔公司在以上两项竞争中取得了 30 亿美元的利益。为此,尼克松的总统竞选也获得洛克韦尔公司的大力资助。
最后一批交易是固体火箭推动器,民主党参议员摩斯是西奥克尔公司的后台老板,他担任参议院和航空科学技术委员会主席,负责制定美国航天技术的财政预算。正是由于这种原因,政府宣布由西奥克尔公司担起制造固体火箭助推进器的任务。这家公司的制造技术仅为中等,因而许多专家曾提出异议,怀疑它是否有能力完成任务。
当 1983 年 4 月 4 日,“挑战者号”首先成功后,人们已不再怀疑其设计水平了,以后的几次飞行使所有提出异议的专家不得不伸出大拇指连说“OK” 了,但谁也没注意还有着致命的隐患。爆炸发生以后的第二天,美国出动了海军和空军以及海岸警卫队,出动了飞机和大量船只封锁海面,打捞到 12
吨碎片。此后又转入到海底,在卡纳维拉尔角东面海域,离岸 30 公里处的
30 米水位中,打捞出“挑战者号”的驾驶舱,舱内有宇航员遗体。调查委员会认为,爆炸时驾驶舱是完整的,只是在下落时与水面撞击后才被分解开的。以后又从海底捞出右侧固体助推器,其连接部的断裂故障才理出头绪来。
通过各种资料、数据、图片的认真分析,终于找到了爆炸的原因。
原来事故原因是由于右侧固体助推火箭冒火引起外贮箱的突然爆炸造成的。
1 月 28 日,“挑战者号”发射升空约 60 秒后,挂在外燃料箱上的一枚固体助推火箭的密封装置喷出火焰,喷向外燃料箱,燃料筒被烧穿。箱内的液氢向箱外喷出达 8 秒之久,随后助推火箭与燃料箱连接装置发生断裂,遂与燃料箱脱离,紧接着巨大的外燃料箱着火发生爆炸。但是究竟是什么原因造成右侧固体助推火箭冒火呢?
调查委员会主席罗杰斯曾说过,那天的天气很可能影响了据估计有问题的助理火箭的橡胶密封圈的作用。固定助推火箭的圆柱形壳体由八段组成, 为了防止火焰从两段连接处泄漏,在 U 形接头内装有两个橡胶密封圈,主密封圈和辅密封圈。当助推火箭在发射台上点火时,燃烧室内压力陡然加到了很大,钢壳体在燃气压力作用下产生变形,使壳段间的 U 形接头外翘,因而壳段连接处原有的间隙增大,这样问题就出来了,一旦主密封圈承受燃气压力不到位以后,就会变生燃料以致爆炸。
造成“挑战者号”航天飞机事故的主要原因是右侧固体助推器结合部的失效,起因是由于接合部的设计方案有致命的错误。而制造商西奥克尔公司是主要责任人。还有一个致命的错误是宇航局的安全机构从没有谈及可靠性工程师的批准问题,也没有人讲述过质量保障部门的监督,只是任其设计而已。
助推器点火后喷出气体产生的巨大推力足以使航天飞机离开地面升空, 固体火箭助推器和航天飞机联接靠四个连接器,虽然不太显眼但它的作用却很重要,几次试飞行时,连接器都有裂缝。“千里之堤,溃于蚁穴”,以致发生宇航史上那场空前的悲剧。其实这一切,西奥克尔公司的老板和宇航局的官员心中都有数,只是没到处张扬罢了。西奥克尔公司怕这事影响生意, 宇航局则怕丢面子,所以每次记者招待会都说:“安全”、“万无一失”。
其实,“挑战者号”失事并非偶然,在出事前三周就发现了问题。
原来在“挑战者号”第十次发射的第三周,技术专家对各系统作例行检查时发现了许多问题,把库存的备用件都用完了,也没有解决问题,只得采取应急措施,从“哥伦比亚号”航天飞机卸下它的一些部件,以保证“挑战者号”准时发射,当“哥伦比亚号”刚一着陆,专家们就忙着把一些零件装上“挑战者号”。这个过程有很多不合要求的地方。例如,“哥伦比亚号” 的基地是处在沙漠中的爱德华空军基地,取零件几乎是在露天下进行的,那里灰沙尘埃特别大,取得的零件也没有经过工程师仔细检查就装上“挑战者号”,这些七拼八凑的部件好多是旧货,很不符合技术规范。据报道,“挑战者号”有 700 个零件可列为一级危险品,而任何一个部件有问题都会造成机毁人亡。
就在发射前一天即 1 月 27 日,“挑战者号”已进入了准备发射阶段。可是老天不作美,冷空气云气降临了肯尼迪航天中心上空,气温骤降至—1℃。有两位西奥克尔公司工程师很担心气温下降会影响发射,因为航天飞机外挂燃料箱的排气口已结冰霜,原来燃料箱上部分有个液氧箱,上面还附有一锥形气孔,点火后可将废气排出箱体。若气温低于 7℃时,气口结冰霜,就会影响排气功能,对航天飞机有危险,但宇航局没有理睬这一现象还是按原定计划进行。于是,那两名工程师强烈反对,因为他们认为,正在下降的气温会使排气口被冰霜堵死,助推器中的环衔接口的裂缝会更大,点火后肯定会有问题发生。这一强烈异议引起了宇航局官员的注意,并组织了一次电话会议,讨论是否推迟发射,这两位工程师再一次阐述自己的观点,并指出第二天气温还会下降至—5℃,只有等到气温升至 10℃左右方可发射。可是,宇航局的官员们考虑到国际声誉问题,坚持按原计划发射。于是电话会变成一场激烈争论,最后还是没改变计划。寒夜之中,航天飞机表面结冰,一切挽救命运的努力都已无效了。1986 年 1 月 28 日上午 11 时 38 分零 1 秒,“挑战者号”航天飞机点火升空,72 秒钟后就爆炸了,化成一团火球消失在人们的视线中。
“挑战者号”爆炸了,它给世界航空业带来的损失是永远无法弥补的。它不仅使美国损失了 12 亿美元的航天飞机,而且也影响整个航天计划。就在
那一年,美国计划进行 15 次航天飞机发射,由于这次事故使飞行计划中的卫星发射商业任务全部落空;飞行计划中的空间工业生产和新型药物生产陷入停顿;空间科学考察和科学实验被迫推迟,致使三月初研究哈雷彗星计划也被取消。
更为重要的是,七名宇航员献出了他们宝贵的生命,这是用任何代价都无法挽回的。
6.谁会赢得战争
1990 年 8 月至 1991 年 2 月,长达半年之久的海湾危机和海湾战争爆发了,它震撼了全球,也牵动了世界上各个角落每个人的心。以美国为首的多
国部队采取了举世瞩目的“沙漠盾牌”行动,这是一场高科技的空间战。 伊拉克和科威特本是阿拉伯兄弟,科在两伊战争中鼎力帮助过伊拉克,
并与沙特等国向伊提供过 400 多亿美元的财政援助。为什么昔日的兄弟今日
会反目成仇呢?一位专家认为,科威特虽是一个丸弹之地,面积仅有 1.7 万
平方公里,人口也只有 190 万,但却是世界上的最富有的国家之一,伊拉克
在 8 年的两伊战争中被拖垮了,拖穷了,它却养着一支号称中东最强大的军队。两伊停火后,百废待兴,需要资金,百万军队也要有巨额资金予以维持, 伊朗这块硬骨头吃不了,于是便把矛头指向了南部富裕的科威特小国。
开始,伊拉克总统萨达姆故意制造一些矛盾,并威胁科威特,后来干脆将自己的军队开进了小国科威特,10 万大军在不到一天的时间中将科威特予以吞并。
伊拉克悍然入侵一个十分富有而对美国又具有十分重要战略利益的国家,一向以世界警察自居的美国再也坐不住了。为此,美国政府反应极为强烈,对伊拉克采取了一系列外交措施,如 8 月 2 日伊入侵科当天,美国国务院即发表声明,强烈谴责入侵行为,要伊即刻从科撤军。并宣布冻结了伊、科在美的全部资产。美国总统布什声称,美决不让萨达姆从侵略中捞到任何好处。美国政府经过认真策划后决定出兵伊拉克,这样便推出了“沙漠盾牌” 行动计划。
美国取得沙特同意后,便将它的先进武器和大批军事人员运到了沙特。这是二战以后美国最大的一次海外紧急空运,在沙特,无论白天和晚上都可以看见美军军用飞机频繁起降的景象。
为执行“沙漠盾牌”行动,美空军建立了空中桥梁,美军事空运司令部动用了大部分战略运输机,其中 C—5A 型运输机 126 架,C—141 型运输机 265架,及数百架 C—130 战区运输机,还动用空运司令部空运能力的 70%用以运输美国军事人员和装备。先后两次征用了大型民用运输机 210 架。在“沙
漠盾牌”行动中的第一个月,美军事空运司令部执行了 2000 次空运任务,向
海湾空运了 7.2 万部队和 5.3 万吨物资。现代化的空运条件,为多国部队实施“沙漠风暴”作战创造了良好的条件。
萨达姆总统在强大的国际压力下并没有悬崖勒马,仍是一意孤行,不但不撤军,反而变本加厉地实施兼并科威特的具体步骤。在用尽了各种外交手段无效后,军事行动就正式开始了,为了同美国决一雌雄,伊拉克布署了强大的军队,在沙科战区,伊布署了 40 多个师,总兵力 60 万人,拥有坦克 4200
多辆,火炮 3100 多门,装甲运兵车 2800 多辆,还布防了五道地面防线,他们自称建立了“中东马其诺防线”,企图在地面与美军展开较量。但萨达姆错了,因为现代战争是高科技战争,而不是“肉体”战。
在另一面,33 个国家参加的多国部队,总计 70 多万人,也在积极行动。美国动用了“爱国者”防空导弹,建立了 45 个阵地,至少有 1440 枚导弹;
“阿帕奇”式和“眼镜蛇”式武装直升机 250 架;英国也派遣了各种新武装。
多国部队拥有坦克 3700 辆,作战飞机 2300 多架,军舰 200 多艘,与伊拉克相比,多国部队不仅拥有兵力优势,而且拥有技术装备绝对优势的海、空部队。
一时间海湾地区乌云滚滚,剑拔弩张,针对伊拉克的力量布署,多国部队经过 5 个月的协调准备,制订了对伊的“沙漠风暴”作战计划。
这一计划大致分两个阶段实施。第一阶段为空袭阶段,出动轰炸机,发
射巡航导弹,对伊实施大规模空袭,摧毁其防空体系,地对地导弹阵地、空军基地、指挥和控制中心、核设施、生化工厂等重要军事设施,以及发电、炼油等重要经济设施,使伊失去制空权,并丧失扩大战争的能力,处于被动挨打的困境中;然后,出动轰炸机,攻击地面的伊军、后勤补给线和前沿阵地,为地面出击作好准备。第二阶段是地面进攻,围歼伊军主力共和国卫队。