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阿波羅計劃
 
出生 1961-1972年
國籍 美國
別名  阿波羅工程
知名於 實施載人登月

阿波羅計劃(Project Apollo),又稱阿波羅工程,是美國從1961年到1972年組織實施的一系列載人登月飛行任務。目的是實現載人登月飛行和人對月球的實地考察,為載人行星飛行和探測進行技術準備,它是世界航天史上具有劃時代意義的一項成就。阿波羅計劃始於1961年5月,至1972年12月第6次登月成功結束,歷時約11年,耗資255億美元。在工程高峰時期,參加工程的有2萬家企業、200多所大學和80多個科研機構,總人數超過30萬人。[1]

中文名稱:阿波羅計劃

外文名稱:ProjectApollo

別名:阿波羅工程

國家:美國

時間:1961-1972年

發展背景

20世紀50年代,蘇聯美國太空競爭異常激烈。1961年5月25日,肯尼迪總統宣布美國將執行「阿波羅」載人登月計劃,力爭在10年內把美國人送上月球並使其安全返回。

美國於1966—1968年進行了6次不載人飛行試驗,在近地軌道上鑑定飛船的指揮艙、服務艙和登月艙,考驗登月艙的動力裝置。1968—1969年,先後發射了「阿波羅」7、8、9號飛船,進行載人飛行試驗,包括環繞地球、 月球飛行和登月艙脫離環月軌道的降落模擬試驗、軌道機動飛行和模擬會合、 模擬登月艙與指揮艙的分離和對接,檢査飛船的可靠性。在一次發射演習過程中曾發生着火事故,造成3名航天員死亡。1969年5月18日發射的「阿波羅10號」飛船進行了登月全過程的演練飛行,繞月飛行31圈,兩名航天員乘坐的登月艙也降至離月面15.2km的髙度。

「阿波羅」登月計劃是上個世紀40年代「冷戰」的結果。蘇聯宇航員加加林在1961年首次進入太空後,更加劇了美國對航天競賽落後的恐懼。在當時技術條件簡陋、但美國政府雄心勃勃的情況下,「阿波羅」計劃就這麼開始了。從1961年開始到1972年結束,「阿波羅」計劃持續的11年,總花銷達到了255億美元,以金價計算相當於現在的9000多億美元。這是一個什麼概念呢?我國「神州五號」載人航天飛船花銷是10億人民幣,我們可以想像的到「阿波羅」計劃是一項耗資多麼巨大的工程。[2]

計劃簡介

 

阿波羅計劃是美國國家航空航天局執行的迄今為止最龐大的月球探測計劃,「阿波羅」飛船的任務包括為載人登月飛行作準備和實現載人登月飛行,已於1972年底結束。迄今(2007年)為止還沒有過其他的載人航天器離開過地球軌道。阿波羅計劃詳細地揭示了月球表面特性、物質化學成份、光學特性並探測了月球重力磁場、月震等。後來的天空實驗室計劃和美國、蘇聯聯合的阿波羅-聯盟測試計劃也使用了原來為阿波羅建造的設備,也就經常被認為是阿波羅計劃的一部分。

阿波羅計劃取得了巨大的成功,但計劃中也有過幾次嚴重的危機,包括阿波羅1號測試時的大火造成維吉爾·格里森愛德華·懷特羅傑·查菲的死亡;阿波羅13號的氧氣罐爆炸以及阿波羅-聯盟測試計劃返回大氣層時排放的有毒氣體都幾乎使執行任務的宇航員喪命。[3]

輔助計劃

為登月飛行進行準備的4項輔助計劃是:

1、徘徊者號探測器計劃(1961—1965年):共發射9個探測器,在不同的月球軌道上拍攝月球表面狀況的照片1.8萬張,以了解飛船在月面着陸的可能性。但探測器曾多次發射失敗。

2、勘測者號探測器計劃(1966—1968年):共發射5個自動探測器在月球表面軟着陸,通過電視發回8.6萬張月面照片,並探測了月球土壤的理化特性數據。

3、月球軌道環行器計劃(1966—1967年):共發射3個繞月飛行的探測器,對40多個預選着陸區拍攝高分辨率照片,獲得 1000多張小比例尺高清晰度的月面照片,據此選出約10個預計的登月點。

4、雙子星座號飛船計劃(1965—1966年):先後發射10艘各載2名宇航員的飛船,進行醫學—生物學研究和操縱飛船機動飛行、對接和進行艙外活動的訓練。

飛船系統組成

 

阿波羅飛船由三個艙段組成,從左至右依次是服務艙、乘員艙和登月艙。總質量44噸至49噸,全長約17米,最大直徑4.3米。

登月艙長7米,最大直徑4.3米,質量14.7噸(其中推進劑10.5噸),分着陸級和上升級兩部分,用於將兩名航天員和月面設備運送至月面,在結束月面活動後,兩名航天員和月球樣品乘坐上升級返回至在月球軌道上運行的乘員艙上,着陸級則停留在月面上不再使用。上升級座艙容積6.58立方米,有兩個艙門。

乘員艙是三名航天員生活和工作的座艙,也是飛船的飛行控制艙和與地面控制中心交流的通信艙,還是航天員返回地面的返回艙。乘員艙呈圓錐形,質量5.85噸(其中推進劑111千克),長3.4米,最大直徑4米,可利用容積5.95立方米。艙內氣體為34千帕純氧,溫度為21攝氏度至24攝氏度。乘員艙分為前艙、航天員艙、後艙三部分。

服務艙是飛船的能源艙,為飛船提供電力。同時,服務艙貯有推進劑,是飛船最主要的動力來源。該艙段也為航天員提供氧氣,為航天員的基本生活提供保障。[4]

重大意義

1、推動社會、文化的蓬勃發展

阿波羅登月的成功體現了人類的探險與開拓精神,顯示了人類的巨大創造力和能動性。從社會發展和人類進步意義上講,它將作為20世紀最偉大的工程和壯舉之一而載入史冊。

阿波羅計劃激勵了美國一代人。「把人類送上月球不僅激勵了美國,也同樣激勵了全世界。」NASA首席歷史學家斯蒂文•迪克說,「上世紀60年代是一個充滿動盪的時代,但在那樣的環境下,登月成功證明了人類的潛能。」阿波羅計劃後,航天員形象成為文化核心之一。

阿波羅計劃也使美國人加深了對地球的認識,迫使人類以一種新的方式觀察地球。阿波羅-15航天員曾說過:「對地球獲得了一種新的理解。我們從極遠處看到她,我們從月球上看到了她。我們認識到只有地球才是我們所了解的人類唯一的家園,我們應當愛護她。」因此,由阿波羅航天員拍下的地球照片促使人們更加熱愛地球和保護環境。[5]

2、創造新型項目管理方法

阿波羅計劃的成功,充分顯示了系統工程的作用。例如在登月方案制定過程中,進行大量研究、比較以及定量分析,從運載火箭、飛船的不同重量對推力的要求進行綜合分析,到每種可供選擇的方案所需推進劑的數量,到經費、人員的管理與協調,以及安全、時間等各種因素都做了反覆計算比較,並且委託幾個不同的公司進行獨立計算,供決策參考。這一過程所花費的時間從決策角度看是增加了,但它為以後計劃的執行節約了更多的時間。[6]

計劃帶來的專利成果

1、液冷服

為了降溫來確保登月航天員的生命安全,美國研發了液冷服,原理是靠泵輸送冷水循環來製冷。這項技術不僅應用於軍事,也為一些皮膚不能散熱的病人帶來了方便,穿上製冷服後的病人也可以像普通人一樣外出了。

2、氣墊運動鞋

很多運動鞋中應用了「吹塑成型」的技術,這項技術來源於「阿波羅」登月計劃。當時科學家為了製造一個厚度均勻、能耐受很大壓力的完整航天服內膽,把一團耐壓軟材料加熱軟化,放在一個模具中,再向這個模具中吹入高壓氣體。後來的運動鞋製造商發現這種工藝可以製造出完整的鞋幫,於是便廣泛地使用起來。

3、水池淨化技術

為了給航天飛機內消毒,科學家發明了使用銀銅合金電極的方法消毒殺菌。該方法應用於水池淨化:當電流通過電極時,銀銅合金能夠分離出銀、銅離子,這兩種離子具有很強的殺菌能力,這種方法不必使用化學藥劑便能達到消滅細菌和水藻的效果。

4、尿不濕

如今的嬰兒用品尿不濕也是受航天技術的啟發。早在1961年蘇聯宇航員加加林要步入發射倉時突然尿急,只好下來順着太空服的管子向外排尿。後來為了解決宇航員們的排尿問題,科學家改進了太空服,在其中加入高分子吸收體,發明了能吸水1400毫升的紙尿片,排尿不再是宇航員們的難題。這項技術後來轉為民用,進入到千家萬戶。

5、脫水蔬菜包

在阿波羅計劃中,為了讓宇航員在太空里吃到蔬菜以補充維生素,NASA發明了冷凍脫水蔬菜技術。這項技術幾乎能除去蔬菜中的全部水分,將其重量降低20%,但同時能保留98%的營養成分。如今,每當我們打開一包方便麵,調料中的乾菜葉就是航天食品中的脫水菜。同時,這也是一種保存運輸蔬菜的有效辦法,為駐地軍人、徒步旅行者、背包旅行者們提供了很多便利。

6、核磁共振和CT

為了拍攝出清晰地月球照片,科學家還研發出一種稱為數字影像處理的技術。該項技術後來在醫學上被發展為CT核磁共振成像(MRI)等人體成像的數字影像處理技術。[7]

相關視頻

1、阿波羅號宇宙飛船着陸紀實

2、1976年美國阿波羅飛船登陸月球的電視直播

參考來源