人類(lèi)首次登月50周年!登月背后的故事你知道多少呢
原標(biāo)題:人類(lèi)登月50周年|新穎奇妙的載人登月方案和工具
2019年7月20日是人類(lèi)首次登月50周年紀(jì)念日,整個(gè)“阿波羅”載人登月工程歷時(shí)約11年,到1972年12月第6次登月成功結(jié)束,耗資255億美元(約為現(xiàn)在的2000億美元)。在工程高峰時(shí)期,參加工程的有2萬(wàn)家企業(yè)、200多所大學(xué)和80多個(gè)科研機(jī)構(gòu),總?cè)藬?shù)約40萬(wàn)。該工程嚴(yán)格而科學(xué)地管理了幾十萬(wàn)人奮斗了8~11年,完成了載人登月工程,集中體現(xiàn)了現(xiàn)代科技的水平,推動(dòng)了航天技術(shù)的迅速發(fā)展。
“阿波羅”飛船指令艙-服務(wù)艙組合體上的發(fā)動(dòng)機(jī)工作,使飛船脫離月球軌道,開(kāi)始返回地球
奇妙的登月方案
月球軌道對(duì)接法就是將1艘載有3名航天員的飛船發(fā)射到月球軌道上。然后2名航天員乘登月艙在月面上降落,進(jìn)行月面探險(xiǎn)。另1名航天員仍留在指令艙-服務(wù)艙組合體中繞月球軌道飛行,并進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。返回時(shí),在月面上的2名航天員啟動(dòng)登月艙的上升級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)飛上月球軌道與指令艙-服務(wù)艙組合體交會(huì)對(duì)接。2名航天員進(jìn)入指令艙后,拋棄登月艙的上升級(jí),脫離月球軌道返回地球。在再入大氣層前,拋棄服務(wù)艙,僅指令艙在太平洋上濺落。這種方法的好處是只需在月面上降落小型登月艙,但在軌對(duì)接的成功與否直接決定了航天員的生命安全。
科學(xué)家早期曾考慮過(guò)把整個(gè)飛船直接送入月球表面,認(rèn)為比較簡(jiǎn)單和安全,但這種方法對(duì)運(yùn)載火箭的要求太高,而且大型飛船在月面上著陸有可能陷入塵土中,所以沒(méi)有采用這一方案。
美國(guó)著名科學(xué)家馮·布勞恩及馬歇爾航天中心則偏愛(ài)另外一種方法——地球軌道對(duì)接法,即先發(fā)射幾枚“土星”火箭,把大型飛船的幾個(gè)部分分別送入地球軌道,然后對(duì)接起來(lái);對(duì)接后的飛船利用自身的發(fā)動(dòng)機(jī)加速朝月球飛去;當(dāng)靠近月球后飛船掉轉(zhuǎn)方向,啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)減速,最后在月面上著陸;當(dāng)工作完畢后,拋掉這一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī),載人飛船部分利用上升發(fā)動(dòng)機(jī)離開(kāi)月球返回地球。他們認(rèn)為這種方法有兩大優(yōu)點(diǎn):一是不需要研制名叫新星號(hào)的超大型運(yùn)載火箭;二是在地球軌道上對(duì)接比較安全,萬(wàn)一對(duì)接失敗,載人飛船亦可以安全返回地面。地球軌道對(duì)接法的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需研制超大型運(yùn)載火箭,也比月球軌道對(duì)接法安全,但它也存在大型飛船在月面著陸的困難,因此,也沒(méi)被采納。
經(jīng)過(guò)眾多科學(xué)家對(duì)上述3種呼聲很高的方案進(jìn)行反復(fù)比較、分析,最終的結(jié)論是:月球軌道對(duì)接法可在1967年10月實(shí)現(xiàn),成本約77億美元;地球軌道對(duì)接法可在1968年7月完成,成本約92億美元;直接登月法所需資金需要106億美元,且在1968年10月以前難以實(shí)現(xiàn)。所以,事先不被看好的月球軌道對(duì)接法最終被認(rèn)定是載人登月的最佳途徑。