50年前，宇航員登月之路步步驚心

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科技日報實習記者 胡定坤

1969年7月20日

「阿波羅11號」登月成功

人類的足跡首次踏上月球

50年前，科技遠沒有今天發達，宇航員靠什麼飛到38萬公里外，並在月球是安全著陸？科技日報記者調研了那些在「阿波羅」計劃中用到的神奇裝備，帶您回顧那「步步驚心」的登月之路。

乘坐「土星五號」踏上奔月之旅

為了把宇航員送上月球，美國國家航空航天局（NASA）專門研製了「土星五號」超重型運載火箭。「土星五號」高達111米，重量超過3000噸，近地軌道運載能力118噸，起飛推力達到3400噸，推力和運載能力僅次於因蘇聯解體未能量產的「能源號」運載火箭。

「土星五號」由「三級」組成。第一級稱為S-IC，裝備五個F-1火箭發動機，只燃燒2.5分鐘，將搭載宇航員「阿波羅」飛船送到大約61公里的高度。第二級稱為S-II，由五台J-2發動機提供推力，在一級燃燒結束後立即開始工作大約6分鐘，將飛船帶到大約185公里的高度，進入宇宙空間。S-IVB是「土星五號」的第三級，其在任務過程中啟動兩次：第一次將飛船送入近地軌道，第二次則將其送入地月轉移軌道。

「土星五號」由NASA馬歇爾航天飛行中心主持研製，共發射了13次，包括除「阿波羅5號和7號」之外的從「阿波羅4號」到「阿波羅17號」的所有任務。另外一次也是最後一次發射是在1973年，將NASA「天空實驗室」空間站送入近地軌道。

漫漫長路陪「不靠譜」的飛船度過

「阿波羅」飛船由控制艙、服務艙和登月艙構成。其中控制艙和服務艙共同構成「控制與服務模塊（CSM）」，將宇航員送到月球軌道再帶回地球家園。

控制艙是宇航員太空飛行時的居住地，同時作為「返回艙」，在任務完成時搭載乘員再入大氣層。該艙高3.9米，重5.5噸，能夠容納3人，內層材料為鋁板，外層材料為銅焊不鏽鋼並塗有樹脂隔熱層，艙內裝有控制面板和顯示器，供宇航員駕駛飛船。

阿波羅飛船的指揮艙和服務艙

服務艙則像是一個直徑3.9米，高7.5米的圓筒，發射時重達23噸。其內部包括推進系統、燃料存儲罐、給燃料系統加壓的氦氣罐、燃料電池及氧氣和氫氣存儲罐等部分。服務艙的作用，就是為飛船提供飛行的動力和能源等。

值得注意的是，作為「阿波羅」計劃中和宇航員相處時間最長的航天器，CSM在「阿波羅」計劃中的表現卻最「不靠譜」。1967年1月，「阿波羅1號」發射前測試中，控制艙突發火災，造成三名宇航員全部喪生。1970年4月，「阿波羅13號」在奔月過程中服務艙爆炸，三名宇航員在地面工程師的指揮下經過「險象環生」地自救才得以平安返回。

此外，CSM除了參與「阿波羅」計劃，還客串過一次「太空外交官」。1975年7月，被人們稱之為「阿波羅18號」的CSM與蘇聯的「聯盟-19號」飛船在太空交會對接，象徵著兩個「超級大國」的太空握手。

月面起降的登月艙還能避險

在發射階段，登月艙置於CSM下方，二者由「航天器/登月艙適配器（SLA）」分開。到達月球軌道後，SLA脫離，「控制與服務模塊」與登月艙對接，宇航員可由控制艙進入登月艙。

月球表面的登月艙

登月艙能夠攜帶兩名宇航員在月球上起降，其上段負責起飛，名為「上升段」，包括乘員艙、顯示與控制系統、S波段雷達、推進系統、燃料罐以及氧氣罐等部分。下段負責降落，名為下降段，除了存儲宇航員在月球上所需的設備，還裝有下降火箭發動機，起落架和燃料罐等。

登月艙降落在月球後。宇航員首先將調試上升段準備好「退路」。之後，他們才開始執行月面探測任務。

通常情況下，宇航員在月面停留一到三天，從事收集岩石、開展實驗、駕駛月球車、測試宇航服等工作。

任務完成後，他們將返回乘員艙。上升段使用爆炸螺栓與下降段分離，起飛進入月球軌道，並與CSM交會對接。宇航員返回控制艙後，上升段將脫離，CSM隨即開始「回家之旅」。

「阿波羅13號」遇險時，CSM能源系統受損，控制艙內失去氧氣，宇航員只能將登月艙作為「避難所」，直至再入大氣層前才返回控制艙。更值得注意的是，SpaceX「獵鷹」火箭上使用的「灰背隼」系列發動機的針栓式噴注器技術，正是源於「阿波羅」計劃中登月艙的下降發動機。

來源：科技日報

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