阿波罗登月计划

第二次世界大战以德、意、日等国的失败而告终。1945 年 4 月,美、苏之间开展了一场对德国火箭专业、技术和设备的明争暗斗。苏联抢占了德国火箭研究所,俘虏了能得到的火箭科学家和技术人员,美国得到了包括著名的火箭专家布劳恩在内的 130 位德国火箭专家和 100 枚 V-2 火箭,使美国发展火箭和空间技术的条件更加优越。火箭技术是发展航天事业的基础, 是国家实力的标志之一。载人卫星、实用卫星的发射成功,特别是美国 1967

年 7 月人类登上月球的阿波罗计划的成功实施,都在人类发展史上留下了光辉灿烂的一页。

火箭是空间技术的基础。现代火箭技术是从 19 世纪末开始的,其重要标志是液体火箭的产生。

1898 年,俄国科学家齐奥尔科夫斯基发表了一篇关于液体火箭的论文, 指出人类如果要想获得宇宙飞行的成功,运用能量大的液体燃料和供增加速度的多级火箭是必不可少的,也就是说提高质量比和喷射速度是使火箭获得高速进入太空的必要条件。1903 年,他又认为应该用液氧和液氢作为发射火箭的助推剂。30 年后的 1933 年,他成功地发射了自己研制的液体火箭。他坚信,人类总有登上太空的一天,他说:“脚踏上其他小行星的土地,手举起月球上的石头,从几千里外观察火星,登上它的卫星甚至火星本土,还有比这更神奇的吗?”为了感谢他对人类的贡献和怀念他,他的墓碑上被刻着: “人类不会永远留在地球上,光和空间的追求会领导人类冲破大气层的障碍,起初是很害怕的,但最后必会征服整个太阳系。”

第一枚液体火箭的发明制造者是美国人戈达德。他认为,宇宙飞行的关键是火箭技术。他用实验方法推翻了“没有一种推进器可以在真空中运行” 的传统观点,证明了火箭燃烧不受空气的限制。在麻省理工学院进行了一系列的试验后,他于 1918 年 11 月成功地发射了自行研制的固体火箭,接着又发表了《达到极高高度的一种方法》论文。通过不断探索,他发现并从理论上阐明了液氧和液氢是最好的化学燃料。1926 年 3 月 16 日,他在麻省用液

氧和汽油作助推剂成功地发射了一枚火箭,火箭升入空中 68 米。后来,他还

用火箭将一些仪器送入空中。经过不懈的努力,到 1945 年他去世时,一共获

得了 214 项专利,多级火箭技术和固体、液体火箭助推剂是其中的二项。德国在火箭发展史上所作出的贡献尤为突出和重大。罗马尼亚的奥伯特

对空间技术也作出了极大的贡献。1923 年他在德国出版了《火箭到星际太空》一书,说明太空飞船可以飞出地球的大气层,并且可以载人。他还从数学上证明火箭飞上太空的可能性,使火箭技术建立在可靠的数字理论基础上。在他的影响下,德国出现了一批青年火箭爱好者,这些人对后来德国火箭技术的发展起了重要作用。

1927 年 6 月,由六名青年组成了世界上最早的德国太空旅行协会,不到一年时间,会员增加到 3500 名。1928 年,协会公共关系负责人李威利发表了《太空旅行的可能性》一书,其中包括了奥伯特的文章。太空协会的一系列活动,对火箭及空间技术的发展起了很大的推动的作用。同年协会与电影公司为了拍一部名为《月球少女》的影片,奥伯特设计制造了一枚火箭。影片上映后轰动了整个德国,吸引了一些人投资发展空间技术,使德国在火箭技术发展上具有得天独厚的条件。1930 年,奥伯特的助手冯布劳恩用液氧和

煤油作燃料,在地面作火箭发动机燃烧试验,为改进火箭提供了大量资料。1931 年,太空协会会长温克勒制造的液体火箭发射成功。此后,德国火箭技术加速发展,而且太空协会成员常被请到美国星际协会、英国星际协会和欧洲其他协会讲学。

1931 年以后,由于资本主义经济危机,使资本主义国家火箭研制工作几乎停顿。唯独德国情况不同,德国为了发动新的战争,决定秘密地大力发展火箭技术。1930 年成立了德国陆军武器发展小组,研制火箭作为一种新式大炮的可能性。1931 年在柏林附近的孔麦道夫建立了陆军火箭实验站,军方提供了当时最先进的设备和大量资金,保证火箭技术研制工作顺利进行。

1933 年,法西斯独裁者希特勒执掌了德国的政权。为了加速推行法西斯主义和军国主义的政策,为发动新的世界大战作好准备,希特勒加强了军备的研制和生产。他命令所有研究火箭的专家一律旧属陆军部管辖,从事火箭以外的宇航研究人员一律转归火箭武器的研究。于是,德国的火箭研制取得了一个又一个的成果。1934 年,陆军将一枚重 600 磅的火箭送入 2200 米的

高空。1936 年,研制成功了 680 公斤重的火箭。同年,在时年 24 岁的德国火箭研究所所长布劳恩的主持下,又开始研制重达 1.2 万公斤的 V-2 型火箭。

1942 年 10 月 3 日,德国成功地发射了大型火箭 V-2(即 A-4 型,因为称其为复仇武器 2 号,所以被正式命名为 V-2 火箭),并马上投入了战争中的使用,在战争中得到了不断地改进和提高。1944 年,德国用 V-2 型远程火箭袭击英国,虽然有许多火箭没有击中目标,但亦没有遭到像 V-1 飞弹被对方拦击的命运,德国曾用 V-l 飞弹直接轰炸英国本土,但由于遭到英国喷气机的迎击而失败了。V-2 型远程火箭的推力高达 30 吨,能以每秒 1.7 公

里的速度续航 240 公里。当时,德国是在荷兰向伦敦发射的,速度超过了音速。

第二次世界大战结束后,火箭的研制中心从德国转移至苏联和美国。但是,由于美国政府并没有认识到火箭的重要性,特别是军事意义、所以当时美国的火箭技术赶不上苏联。1949 年,苏联成功地发射了一枚推力 35 吨、射程 645 公里的火箭;次年,又研制成功了射程为 1600 公里的火箭;1954

年,又完成了射程为 3000 公里的火箭(已属于射程为 2000—6000 公里的中程弹道导弹)的研制工作。

苏联在火箭和原子弹技术领域取得的成就引起了美国的震惊,于是美国加快了火箭技术的研究。就在苏联原子弹爆炸成功的 1949 年,美国陆军发射了一枚“鹏博威”两级火箭;1950 年,空军又发射成功了“鹏博威”8 号火箭,速度达到音速的 9 倍。

苏联各方面的基础比美国差,但是苏联决心在战略武器和空间技术方面超过美国。他们首先发展洲际导弹,以期能发射到美国本土,与美国的喷气轰炸机和核弹抗衡。在这种思想指导下,苏联大力发展火箭,研制成世界上推力最大的火箭,为苏联人造卫星等空间技术的发展,打下了最重要的基础。

就在 1957 年 8 月苏联第二次发射洲际导弹成功后。约一个月,即 9 月里, 为了造成巨大影响,苏联掩饰不住喜悦急不可待地向全世界宣布:“约一个月以后将发射第一颗人造卫星。”

10 月 4 日,第一颗人造卫星“伴侣 1 号”在苏联拜克尔发射场被三级火

箭送入太空。这颗人造卫星是球形结构,直径 58 厘米,重量 83.6 公斤,有

四根长度为 2 米多的天线。卫星的飞行最高高度是 900 公里,绕地球飞行一

周仅需 1 小时 35 分。这颗人造地球卫星的上天,标志空间技术和科学技术的发展进入了一个新的时期。

仅仅一个月后,11 月 3 日,苏联又成功地发射了另一颗人造卫星“伴侣2 号”。这颗卫星的重量是 508.3 公斤,载有一条名叫“莱卡”的狗。这颗人造卫星发射的主要目的是通过观测狗在太空中的生活来获取生物在宇宙中生存的资料,为载人宇宙飞船的发射做好准备。“伴侣 2 号”内部有空气再生装置,还有定期给狗提供食物的装置和保持一定温度的装置。此外,还载有大量重要的观测设备以测量获取诸如宇宙射线、大气层以外的电子密度和太阳紫外线等重要数据及其它数据资料。

苏联人造地球卫星发射成功在全世界弓起的轰动不亚于 12 年前美国的原子弹爆炸。各国人民和科学家纷纷向苏联表示祝贺。其中,美国所受到的震惊尤为巨大。举国上下纷纷指责政府无能和失策,认为美国受到了奇耻大辱。以至有人到白宫请愿,要求美国在短期内赶上苏联的空间技术。苏联的卫星作为一项技术发明,在美国造成如此巨大的影响,甚至导致民众对总统不信任,出现了总统的信任危机,说明这项技术与政治、军事和社会的关系多么密切。为了扭转这种被动局面,美国政府高级官员到处演讲,以安定民众的不满情绪,10 月 22 日副总统尼克松在旧金山演讲时,声称马上可在空间技术上赶上苏联。与此同时,美国采取了一系列紧急措施,以保证空间技术能高速发展。11 月 7 日,总统艾森豪威尔宣布设立总统科学顾问。11 月 8

日,美国陆军制定的卫星发射计划在极短时间内就得到政府的批准。11 月 21 日,成立了火箭和卫星研究小组,22 日美国航空咨询委员会(NACA)组织了一个特别委员会,专门负责空间技术。11 月底,参议院军备调查小组开始调查卫星发展情况,并于 1958 年 1 月 23 日向总统提交了调查报告。报告中要求改进国防部管理机构并建立独立的航宇总局,统一领导全国空间研究。1958 年 1 月 29 日,艾森豪威尔宣布成立高级研究计划局,在国防部领导下,将导弹和卫星研究集中于一个组织之内。不久,又通过了国家航空和宇宙航行法, 成立了国家宇航局。

美国采取这一系列的应急措施的最终目的,就是为了尽快地发射卫星成功,在空间技术上赶上苏联。所以,归结到一点,就是必须快速地使卫星上天。为此,美国政府强行促使海军接受了发射“先锋”号卫星的命令。结果, 在 1957 年 12 月 6 日这个预定的卫星发射时间里,“先锋”号卫星只上升了

2 米就退回到发射台上,在一团大火中烧毁。

由于采取了上述一系列措施,美国第一颗人造地球卫星“探险者 1 号”

很快于 1958 年 1 月 31 日在加利弗角发射成功。虽然这颗重 8.3 公斤的卫星只是苏联第一颗卫星重量的十分之一,其技术远比苏联落后,但在政治上还是给美国挽回了一定的影响,部分缓和了因苏联卫星上天而在美国国内引起的激烈矛盾。

从此,美、苏两国在空间技术领域展开了一场旷日持久的激烈竞赛。1958 年 3 月 15 日,苏联成功地发射了第三颗卫星“飞行实验室”。这颗卫星重达

7000 磅。3 月 17 日,美国海军发射了一颗只有 8 磅的“先锋 1 号”卫星,第一次采用了太阳能电池作为卫星能源。3 月 23 日,美国成功地发射了“探险者 3 号”卫星,在卫星里装上了钢丝录音机,能够长时间地记录下观测结果

并传回地面。 10 月 11 日,美国又成功地发射了第一颗空间科学探测卫

星“先驱者 1 号”,飞行 43 小时后安全返抵大气层。 12 月 18 日,美国又

发射了一颗重达 8750 磅的“成功计划”卫星,第一次从太空中向地球播送人类的声音。美国的奋起直追使苏联的优越地位受到挑战。为了保持住领先地位,苏联亦不甘示弱,于 1959 年 1 月 2 日成功地发射了世界上第一颗绕太

阳飞行的人造卫星“梦想 1 号”,把卫星技术推进到一个新的阶段。美国立

即紧追不舍,亦于 3 月 3 日成功地发射了人造行星“先驱者 4 号”,进入了

太阳系轨道。正当美国弹冠相庆之时,苏联于 9 月 12 日又发射了“梦想 2

号”。1960 年 8 月 15 日,苏联发射了重达 4.6 吨的“太空舱 2 号”卫星, 里面装有两条狗和老鼠、苍蝇、植物、种子等生物。这些生物随着卫星进入太空后又均安全地返回了地面。

美、苏之间的这场竞赛促进了航天技术的飞速发展,具有重大的意义。人类进入宇宙是空间技术发展的一个重要目标,所以如何早日实现载人

飞行的成功是一个非常迫切的问题。

1960 年 5 月 15 日苏联发射了“太空舱 1 号”卫星,舱中载有木偶太空人。以后又发射了“太空舱”2 至 4 号,都载有生物,并且都安全返回地面, 积累了大量生物太空飞行的经验和资料,为人类进入太空作了必要的准备工作。

1961 年 4 月 12 日,苏联成功地发射了世界上第一颗载人卫星“东方 1

号”。驾驶这颗卫星的宇航员叫加加林、时年 27 岁。这颗卫星在太空中飞行

了 108 分钟,绕地球 1 周后安全地返回地面。从此,人类揭开了宇航史上的

新篇章。8 月 7 日,苏联又成功地发射了“东方 2 号”载人飞船。飞船载着

宇航员季托夫绕地球运行 17 周,续航 25 小时后安全地返回地面。

苏联取得的成就又一次地在世界上掀起了轩然大波。美国总统肯尼迪坦白地承认:“看到苏联在太空方面比我们领先一步,再没有人比我更泄气了, 在情况未改变以前不会有好消息,我们要追上去还得等一段时间。但是不管你看法如何,加加林的飞行终止了人是否能在太空生存的争论。”

肯尼迪的这段话是事出有因的。本来,美国亦是十分重视载人卫星的研制和发射的。1960 年 8 月 10 日,美国空军发射的“发现家 8 号”绕地球 17

周后射出镀金的资料舱,第一次获得了回收的成功。按照美国制定的 10 年空

间技术发展规划规定,1961 年要完成载人飞行的计划。可是,肯尼迪于 1961

年 1 月出任总统后,立即撤换了宇航总局负责人,宣称如果能够取得探测其

它行星和发展科学卫星的成功,那么其影响要远远地超过载人飞行。2 月 8 日,他在记者招待会上说:“我们对太空的安全十分关心,不能为了抬高我们的声望而将太空人送去冒险。我们一定要等到尽可能的安全程度时才送太空人上去。即使我们输给苏联我也愿意。”在这一思想的指导下,他于 3 月

23 日正式取消了载人飞行计划。

苏联载人飞行成功,又一次给美国以巨大的冲击。肯尼迪决定载人飞行计划立即上马,尽快发射载人卫星,并且要将人送上更加危险的月球。 1961

年 5 月 5 日,“水星 3 号”卫星载着美国海军飞行员谢泼德中校进入太空,

他乘坐的太空舱“自由 7 号”经过 15 分钟的飞行即返回地面。美国政府大肆宣传这次太空飞行的胜利,声称美国载人飞行与苏联具有同等水平,只是在发射时间上晚了 23 天。但实际上美国这次飞行并不是绕地球的飞行,到 1962

年 2 月 20 日,美国“水星 6 号”才完成了载人绕地球的飞行,格伦中校乘坐

“友谊 7 号”太空舱绕地球三周后安全返回地面。

载人卫星发射获得成功后,技术越来越成熟,越来越向着高层次发展, 这就是长时间飞行和多人飞行。

1962 年 8 月 11 日,苏联的“东方 3 号”载着尼古拉耶夫少校升入空中。

12 日,“东方 4 号”亦升入空中,宇航员为波波毕奇。这两只飞船在同一轨

道上接近飞行,故称“伙伴飞行”。它们于 15 号先后安全地返回地面。“东

方 3 号”这次绕地球 64 周,共飞行了 95 小时 25 分。1963 年 6 月 14 日和 16

日,苏联又发射了“东方 5 号”和“东方 6 号”,宇航员分别为毕克夫斯基和泰勒西克娃(女)。两者在太空中编队飞行,称为“幽会飞行”,19 号安全飞抵地球。“东方 5 号”绕地球飞行了 81 周,119 小时。

1962 年 10 月 3 日,美国海军上校席勒乘“万众 7 号”升入太空,绕地

球飞行 6 周后返回地面。次年 5 月 16 日,美空军少校库巴驾驶“信仰 7 号”

绕地球运行了 22 周,飞行了 34 小时,安全地返回地面。

1964 年 10 月 12 日,载人宇航史上掀开了新的一页。就在这一天,苏联

成功地发射了“沃斯霍特 1 号”卫星。这颗卫星突破了以前卫星只能运载一

人的界线,而是乘坐了 3 名宇航员,重量超过了 10 吨。这 3 名宇航员分别是驾驶员、科学工作者和医生。科学工作者主要负责从星体方向测定宇宙飞船的位置,医生主要负责以平衡感觉为中心对宇航员的身体进行观察。

1965 年到 1966 年间,美国连续设计了 12 次“双子星座”的飞行计划,

取得了一系列成绩。例如,1965 年 3 月 23 日,乘坐“双子星 1 号”飞船的格里森和约翰·扬进行了改变轨道的试飞,并实现了两艘飞船的对接。在以后的“双子星座”飞行中,美国太空人学会随意更改飞船轨道,在太空中行走慢步,进出太空舱和应付紧急事故等,掌握了飞船进入轨道会合和与其它太空船对接的操纵方法。这一切为登上月球奠定了坚实的基础。

探测其它星球,飞往其它行星,这是人类开发宇宙空间、发展空间技术最主要的目的。在飞往其它星球的征途上,人们首先访问地球的卫垦——月球。

美国阿波罗宇宙飞船登月计划,是继载人“双子星座”宇宙飞船之后才开始制定的。促使美国加快发展登月计划的是苏联加加林太空飞行的胜利, 同时美国在无人飞船探月方面也比苏联落后,严重损害了美国的自尊心,美国希望从空间技术上胜过苏联,以挽回过去造成的不利影响。1961 年 5 月, 肯尼迪下令制定登月飞行计划,要抢先把人送到月球上去。

肯尼迪首先任命副总统约翰逊为国家太空委员会主席。从 7 月份起,开始全面制定阿波罗计划。9 月,改组国家宇航总局。这是阿波罗登月计划的执行主体。它前后共雇用了 40 多万人,2 万多个公司和研究机关,150 余所大学的专家学者,前后共花费了 200 多亿美元。

1961 年 10 月 27 日,美国成功地发射了“土星 1 号”火箭。它属二级液

体火箭,第一级为 8 个发动机一束的火箭,推力达到 725.6 呵。事实上这是

阿波罗计划的真正起点。1965 年 4 月,美国研制出“土星 5 号”火箭,1967 年发射成功。这是当时向太空中发射的最大、最复杂、最贵重的火箭。它为三级火箭,高达 290 英尺,第一级的推动力达 3469.3 吨,耗用燃料 50 万加

仑,能把火箭加速至每小时 6100 英里,是音速的 10 倍。

美国曾经在 1965 年 1966 年间连续进行了 12 次“双子星座”飞行实验。在这些实验中,宇航员实践了阿波罗计划的各种技术。例如,在一次飞行中, 宇船员爱德华·怀特将一根绳子的两头分别拴在宇宙飞船和自己身上,在一

种特殊仪器的引路上,从飞船里走了出来,在真空的太空里浮荡了 20 分钟左右。他兴奋极了,不断地开怀大笑和说着话,竟然留恋忘返了。另一名呆在飞船里的宇航员詹姆斯·麦克着急起来,只好将他叫了回来。怀特平安无事地回到飞船后还在兴奋不已呢。又如,试验还成功地进行了“定点会合”。沃尔特·希勒和托马斯·斯塔福德乘座着一个“双子星座”飞船飞出了轨道, 在正对着太平洋的太空里与乘坐另一个“双子星座”飞船的博尔曼和洛弗尔相会。两艘飞船相距不到 1 米。四名宇航员兴奋极了,笑着从窗户里互相招手致意。因为真空中不能传音,他们用无线互相交谈,还开了玩笑。在最后的一次“双子星座”号飞行中,宇航员离开飞船达 5 个小时之久,并做了一些工作。实践表明,在失重状态下并不会对人的行动造成什么严重的影响, 从而获得了人完全可以在登上月球后从事一些工作的证明。

1966 年 11 月结束的“双子星座”号飞行实验取得了圆满的成功,为阿

波罗计划的实施奠定了坚实的基础。于是,美国政府决定于 1967 年 2 月发射

第一艘载人阿波罗号飞船。但在 1 月 27 日下午作模拟试验时,太空舱失火, 造成三名太空人死亡,影响了登月计划的实施。此后,经过一系列研究、改进发射,使登月条件趋于成熟。

1969 年 7 月 16 日早上,这是一个美丽的清晨,初升的太阳温和地照在人间。在美国东海岸佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪宇宙飞行中心和发射场周围,拥塞着近 100 万人,观看阿波罗 11 号飞船载着三名太空人发射。一

声巨响,“阿波罗 11 号”射向太空。空军上校尼尔·阿姆斯特朗是这次航行

的队长,另 2 名宇航员是埃德温·奥尔德林和迈克尔·阿林斯。他们成为美

国已受过训练的 52 名宇航员中的幸运儿——第一批登临月球的人。

20 日中午后,队长阿姆斯特朗和奥尔德林进入登月舱,随后让登月舱同

飞船飞离,降至离月球 1.7 公里的空中,阿林斯驾驶飞船继续绕月球飞行。

21 日 3 时 51 分,登月舱在月球宁静海软着陆,阿姆斯特朗和奥尔德林在月

球上停留了 21 小时 18 分,在舱外活动了 2 小时 21 分钟,22 日两位首次登月的太空人,驾驶登月舱的上升段起飞,并与飞船对接,两位太空人再次进入指令舱。24 日指令舱重新进入地球大气层,安全降落在太平洋上,完成了世界上第一次载人登月飞行,这是人类足迹第一次踏上地球以外的其它星球,在空间技术发展中具有里程碑的意义。美国阿波罗 11 号飞船的成功,表明在空间技术领域赶上并部分超过了苏联。

后来,美国又连续进行了“阿波罗”12 号、13 号、14 号、15 号、16 号和 17 号载人登月飞行。到 1972 年 12 月“阿波罗 17 号”指令舱成功地返回地面后,阿波罗登月计划从此降下了帷幕。

在行将结束本文的时候,还有三个问题需要交待一下。一是实用卫星的研究和应用,二是对其它星体的探索,三是我国的空间技术。

通讯卫星是实用卫星中最重要的一类。1962 年 7 月 10 日,美国发射了

“泰尔斯特 1 号”通讯卫星,在美国和西欧之间成功地进行了电视转播。这是通讯卫星的第一次正式试验。

气象卫星亦是实用卫星中重要的一类。从 1964 年 4 月第一颗气象卫星上

天后,美、苏共陆续发射了 100 多颗这样的卫星。

探索其它星体的计划开始于 60 年代初。 1962 年 8 月 27 日,美

国成功地发射了“玛丽娜 2 号”,12 月 14 日从金星旁飞过,对金星考察了

42 分钟后进入太空轨道。这是第一颗考察金星的人造行星。1970 年 8 月 17

日,苏联发射了“金星 7 号”,于 12 月 15 日第一次在金星上软着陆。1977

年美国发射的“旅行者 2 号”在飞过土星、天王星、海王星后,至今仍在飞向冥王星的途中。它不断地用各种语言向宇宙中传播着地球的人类存在,显示着地球生命的伟大。

我国的空间技术发展成就喜人,在完全依靠自己力量发射卫星的国家中,除苏、美外(就是这两个国家也还从德国继承了不少技术、设备和人才), 中国当属第一。1970 年 4 月 24 日,我国成功地发射了一颗重 173 公斤的人

造地球卫星。1980 年 5 月至 6 月,我国又成功地向太平洋发射了运载火箭。

1981 年 9 月 20 日,我国还用一枚火箭发射了三颗卫星。我国还成功地将动

物送入太空并安全回收。现在,我国的预计寿命达 180 年的第一颗人造卫星还在太空中遨游。