「長得像只蜘蛛一樣！」為什麼登月器長成這個奇怪的樣子？

阿波羅11號登月艙正在降落到月球表面。(圖片：NASA)

沒座位?沒關係。1969年7月20日，為了讓宇航員能夠安全地首次登上月球表面，美國國家航空和宇宙航行局(NASA)做出的創新設計之一就是把座椅扔掉。

50年前的7月，尼爾·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)和巴茲·奧爾德林(Buzz Aldrin)搭乘登月艙成功在月球靜海著陸。這艘宇宙飛船與任何人見過的都不一樣，它沒有光滑的側面，只有凹凸不平的邊緣和天線，形狀也非常奇怪，以至於阿波羅9號的宇航員稱他們的登月艙為「蜘蛛」，因為它伸出的腿讓它看起來像一個令人毛骨悚然的爬行動物。

那為什麼登月艙的形狀這麼奇怪?迪克·鄧恩(Dick Dunne)指出，這是出於減輕登月艙凈重的目的。鄧恩最初是格魯曼飛機工程公司(格魯曼航空航天公司，現更名為諾斯羅普·格魯曼公司)的鉚工，但在退休前，鄧恩已經在該公司的公共事務部門擔任高級職位。「就算只減少一盎司，我們也會很高興，」他說。

雖然這艘宇宙飛船可能會吸引一些奇怪的眼光，但它卻超乎人們想像地證明了它自己的價值。在1969年至1972年期間，它曾六次將宇航員安全送到月球表面，並將他們送回主飛船(指揮艙)，其間只發生了幾次小故障。(最著名的一次故障是阿波羅11號著陸時的兩部計算機出現過載錯誤，但每一次都只是一個警告——「鷹」登月艙確實在熟練飛行員阿姆斯特朗的控制下安全著陸在月球上。)

1970年，這個登月艙還挽救了宇航員的生命，當時，阿波羅13號的指揮艙在一次爆炸中嚴重受損，在假設指令艙主引擎已經失靈的情況下，格魯曼公司的工程師和美國宇航局的任務控制中心實施了一項備用計劃，利用登月艙作為「救生艇」，把宇航員送了回家。

在阿波羅13號任務期間，這艘「蜘蛛」飛船多次點燃引擎，以使宇航員安全繞月並返回地球。在爆炸後的四天里，宇航員把登月艙當作一隻救生艇，使用登月艙的健康氧氣和水來補充指揮艙中嚴重受損的氧氣和水。因為電力和暖氣使用必須保持在最低供應限度，所以宇航員們感到不舒服，而且很冷，但他們後來都安全回到家了。

發展歷史

早在登月艙開發之前，美國宇航局就已經在考慮應該怎樣最好地將宇航員送上月球。簡單來說，該機構考慮了三種主要方案：建造一枚巨型火箭將宇航員直接送上月球;安排兩艘宇宙飛船在地球軌道會合;或者嘗試一個更有創意的概念，叫做月球軌道交會方案。最終NASA採取了最後一個方案。

在月球軌道交會方案中，將會有兩個飛行器一起前往月球，然後再分離，一個會留在軌道上，而另一個會在月球表面著陸並再次返回軌道飛行器。弗吉尼亞州蘭利研究中心的約翰·霍博爾特(John Houbolt)認為，這個過程將會為NASA節省能源和燃料，但他花了兩年半時間才說服高層管理人員採取這個方案。他曾在給美國宇航局副局長的一封信中稱自己為「荒野中的聲音」。與此同時，格魯曼公司也在研究這一個方案。

當美國宇航局選擇使用月球軌道交會方案之後，它需要一種全新的航天器——一種只能在太空中運行的航天器。這在20世紀60年代初的時候是很難想像的——所有迄今為止設計的航天器都被認為能夠將宇航員送入太空，並通過地球大氣層安全返回地球。這些航天器的形狀像光滑的圓錐體，帶有鈍化的隔熱層，能夠承受返回地球大氣層時受到的熱量衝擊。

在1962年，格魯曼公司獲得了建造登月艙的合同，該公司不得不迅速創新。這兩艘航天器要搭載巨大的土星五號火箭進入軌道，但火箭能夠承受的質量只有這麼大。

鄧恩回憶說，登月艙早期的一個設計看起來像「兩個球互相疊在一起」，其中登月艙的上升級有「很多玻璃」。但玻璃很重，座椅和光滑的線條也很重——航天器設計師們過去習慣的所有東西都太重了。

所以他們把這些都扔掉了。經過多次迭代，大玻璃窗演變成小的三角形舷窗。這些座椅也消失了，因為他們認為宇航員在登月的時候只需要短暫地站立;在月球表面的時候，他們會睡在輕便的吊床上。

月球著陸器的外形也發生了變化。他們移除了一個額外的對介面，在某些地方，登月艙的「外殼」被削薄到只剩下幾層，因為為太空製造的加壓航天器也不需要太多保護。光滑的表面消失了，取而代之的是歷史學家和航天迷們現在都非常熟悉的凹凸和實用的外形。

飛行

1968年1月22日，在阿波羅5號任務期間，第一個登月艙在沒有載人的情況下飛入太空。這次飛行比所有人預期的都要晚——研製這種新型航天器無法避免也會有一些延誤。但除了在下降級的測試中出現的一些問題之外，登月艙在軌道上運行得相當好。美國宇航局曾計划進行第二次無人駕駛測試，但該機構最後決定跳過第二次測試。

然而，登月艙發展的進一步延遲影響了航天飛行的歷史。阿波羅8號載人任務原本是要在地球軌道上測試登月艙的，但美國宇航局當時對該航天器並沒有信心。而另一方面，面對蘇聯可能很快就會嘗試繞月飛行的傳言，美國宇航局最終改變了任務計劃，將登月艙測試從飛行任務中移除。在1968年12月下旬，阿波羅8號成功進行了繞月飛行，阿波羅8號任務宇航員也就成為了第一批近距離觀察月球表面的人類。

1969年初，載人登月艙終於在阿波羅9號任務中進行了測試，當時登月艙和指令艙成功地在地球軌道上分離和重新對接。隨後，登月艙的著陸能力也在阿波羅10號任務中進行了測試，阿波羅10號將登月艙帶到離月球表面不到5萬英尺的地方。但宇航員把開關撥錯了方向，導致登月艙意外地開始「搜索」指令艙，並在月球地面上旋轉了幾秒鐘，不過宇航員很快再次重新控制了登月艙。

阿波羅11號、12號和14號登月艙的安全降落，以及阿波羅13號爆炸後宇航員的獲救都證明了登月艙的價值。在阿波羅15號、16號和17號這最後三次任務中，登月艙甚至還帶了一部漫遊車到月球表面，好讓宇航員能夠探索更多月球地面。鄧恩表示，除了稍微擴大一點貨艙以容納摺疊月球車之外，增加月球車並不需要對登月艙進行重大設計更改。他說：「當它到達月球時，他們讓(漫遊車)從洞穴里出來，然後它就迅速就位了。」

登月艙並不是格魯曼民用航天工作的結束，也不是美國航空航天局(NASA)最後一次出現嚴重延誤。今天，諾斯羅普·格魯曼公司正在製造固體火箭助推器，以在2020年左右幫助大規模太空發射系統(SLS)火箭進行首次無人繞月飛行。同時，該公司也是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的主要承包商，該望遠鏡計劃於2021年發射。

和20世紀60年代末的登月艙一樣，SLS和韋伯太空望遠鏡都落後於預定計劃——但也和登月艙一樣，SLS和韋伯太空望遠鏡也依賴於尚未得到證實的新技術，而登月艙的故事向我們表明，有時候新技術確實是值得等一等的。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！