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阿波羅11號
來源:互聯(lián)網(wǎng)

阿波羅11號(英文名:Apollo 11)是由美國航空航天局(NASA)主導的“阿波羅計劃”中的第五次載人任務,也是人類首次登上月球的載人航天任務。機組成員包括:指令長尼爾·阿姆斯特朗(Neil Alden Armstrong)、登月艙駕駛員巴茲·奧爾德林(Buzz Aldrin)和指令艙駕駛員邁克爾·科林斯(Michael Collins),其中前兩位負責登月并在月表作業(yè),科林斯則負責在指令艙工作。飛船共由三個主要艙室構成,分別是指揮艙、服務艙和登月艙,由土星運載火箭發(fā)射升空。

1969年7月16日當?shù)貢r間9點32分,阿波羅11號在肯尼迪航天中心起飛。7月20日16時17分42秒,起飛后102小時45分43秒登月艙著落月球。阿波羅11號的登陸點在寧靜海(Mare Tranquillitatis)南部,在Sabine D環(huán)形山西南20公里處。1969年7月21日2點56分(UTC),尼爾·阿姆斯特朗從登月艙走出,踏上月球,通過電視轉播說:“這是一個人的一小步,卻是全人類的一大步。”兩名宇航員在月表行走了2小時31分鐘40秒,期間完成了多項任務后返回登月艙,并帶回共計21.55千克月球標本,包括巖石和土壤樣品,月表作業(yè)結束,宇航員在月表停留了21小時36分鐘20秒。在宇航員休息后,登月艙再次升空,回到繞月軌道,與指令艙對接,隨后開始返回地球。1969年7月24日世界時16:50:35,阿波羅11號濺落太平洋,三名機組成員安全完成任務。返回地球的阿波羅11號指令艙“哥倫比亞號航天飛機”、登月時使用的航天服以及尼爾·阿姆斯特朗使用的相機等物品都被收藏在美國國家航空和航天博物館

阿波羅11號登月成功實現(xiàn)了美國前總統(tǒng)約翰·肯尼迪(John Fitzgerald Kennedy)的目標,為美國帶來了巨大的國際威望,確認了美國在航空航天領域的領先地位,同時促進了大量學科的發(fā)展。但是對于登月必要性存在爭議,同時有許多關于登月真實性的懷疑說法。比爾·凱興(Bill Kaysing)在作品《我們未曾登陸月球:美國的300億美元詐騙》中指出了美國航空航天局曝光信息中他認為不合理的地方,并提出阿波羅11號計劃是為了打倒蘇聯(lián)而偽造的,美國福克斯廣播公司電視臺的節(jié)目《陰謀論:我們登上月球了嗎?》也提及了類似的觀點。

背景

登月可行性

19世紀末,對于火箭和航天科學的理論研究就開始發(fā)展。1883年,俄羅斯康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基(K. E. Tsiolkovsky)就提出了運用火箭實現(xiàn)太空飛行的構想,并在之后的研究中明確了火箭是實現(xiàn)星際航行的最佳工具,同時還推導出了火箭運動方程式。1907年,法國科學家埃斯諾—貝爾特利(R. Esnault-Pelterie)開始進行航天理論研究,他提出將登月分為三個階段:一、火箭加速到逃逸地球引力;二、火箭發(fā)動機停止工作,依靠慣性飛向月球;三、在靠近月球后,發(fā)動機反方向啟動,降低火箭速度以便在月球著落。1926年,美國科學家羅伯特·哥達德(R. H. Goddard)成功發(fā)射了液體火箭。

第二次世界大戰(zhàn)期間,以沃納·馮·布勞恩(W. von Braun)為首的工程師團隊成功發(fā)射了A-4(V-2)火箭,隨后又研發(fā)了使用硝酸和柴油驅動的A-9和A-10發(fā)動機。通過A-10作為一級火箭,A-9作為二級火箭,當A-10燃料耗盡后分離,隨后A-9點火繼續(xù)推進。馮·布勞恩的團隊在此基礎上開始了航天運載火箭的研究,他們在原本兩級火箭設計的基礎上又增設了一級大型火箭A-11,借此可以將駕駛員艙送入太空軌道。

二戰(zhàn)結束后,馮·布勞恩被美國軍隊俘虜。之后他結合了當時的科學研究情況提出在當時的情況下,已經(jīng)可以制造出多級載人火箭和可以部署在地球軌道上的空間站,并且認為在火箭技術適當發(fā)展后人類登月是可行的。1947年,英國科學家羅斯(H. Ross)提出了“軌道加油”方案:將三艘飛船發(fā)射進太空,隨后在太空對接,并將其中大部分燃料加入其中的登月飛船,返航飛船保留部分燃料。隨后登月飛船向月球軌道飛行并登月,完成任務后登月飛船飛回地球軌道,并讓宇航員進入返航飛船,在通過返航飛船回到地球。20世紀50年代前后,民間也有大量關于登月飛行的討論,這些討論激發(fā)了公眾的熱情,并且引起了政府的注意,促成了阿波羅計劃的制定。

冷戰(zhàn)下的太空競賽

1947年3月12日,時任美國總統(tǒng)哈里·S·杜魯門(Harry S. Truman)在國會發(fā)表咨文,聲稱極權主義威脅自由世界,并將采取行動。此項政策主張在后世被稱為“杜魯門主義”,美蘇冷戰(zhàn)開始。20世紀50年代末到60年代初,冷戰(zhàn)愈演愈烈,1957年蘇聯(lián)發(fā)射了人類歷史上首枚人造太空衛(wèi)星。此舉引發(fā)了美國國內對于蘇聯(lián)掌握遠距離投送核武器能力的恐慌,為此美國開始加速自己的航空航天技術研究,但是同年美國先鋒號火箭發(fā)射失敗。1958年,美國成立美國航空航天局美國航空航天局),同時近地軌道載人飛行計劃(后稱為“水星計劃”)立項通過。

1961年4月12日,蘇聯(lián)宇航員尤里·加加林(Yuriy Alekseyevich Gagarin)成為第一個進入太空的人類。5天后,美國在豬灣對古巴實行的軍事行動被古巴挫敗。這兩件事加劇了美國在國際社會上的壓力,為了轉移注意力,美國加大了對空間科學技術的投入。同年5月5日,NASA將美國航天員艾倫·謝潑德(Alan Bartlett Shepard Jr.)送入太空。1961年5月25日,時任美國總統(tǒng)約翰·肯尼迪在國會發(fā)表《國家的緊迫需求》演說,宣布登月計劃。1962年9月12日,肯尼迪在得克薩斯州休斯敦萊斯大學足球場發(fā)表了《我們選擇登月》演講,日后該演講廣為流傳。

美國登月計劃

阿波羅飛船的可行性研究也在阿波羅計劃正式開始前就已經(jīng)在開展了。1960—1962年,火箭研發(fā)經(jīng)歷了多次重新設計。1960年7月,美國航空航天局開始進行阿波羅飛船系統(tǒng)研究,并初步確認阿波羅飛船有指令艙、服務艙和登月艙構成。1961年7月,NASA制定了指令服務艙設計說明書,并且開始尋求招標。同年12月,NASA選擇采用北美人航空作為主承包商。

1961年登月計劃確認后,學界對于如何登月提出了三種方案。第一種方案是直接上升式:火箭從地球起飛后不經(jīng)任何停留直接飛向月球,隨后直接飛回。第二種方案是地球軌道交會式:在短期內發(fā)射多枚火箭將飛船組件送入地球軌道,在軌道上將組件組裝起來,最終送往月球。第三種方案是月球軌道交會式:將航天器飛抵月球軌道,隨后登月艙脫離航天器前往登月,完成作業(yè)后,僅需使用必須的返回裝置返回,與航天器會和后就可以返回地球。1962年,美國航空航天局采取了月球軌道交會方案作為登月方案。

確定登月方案后,阿波羅飛船的設計開始走向完善。隨后團隊設計了適用于環(huán)月飛行的土星C-4和適合用于載人登月的土星C-5,最終團隊決定采用土星C-5用于載人登月任務,并將其命名為土星Ⅴ。同年11月7日,諾斯羅普·格魯門公司成為登月艙的主承包商。

1963年,約翰·肯尼迪在聯(lián)合國大會上提出與蘇聯(lián)合作開展登月計劃,同年11月22日,時任美國總統(tǒng)約翰·肯尼迪遇刺案,隨后合作登月計劃被暫時放棄。

1960年—1965年間,美國航空航天局發(fā)射了10枚土星Ⅰ火箭用以驗證火箭能否實現(xiàn)目標。由于期間及后續(xù)的火箭實驗后較為成功,NASA決定開始載人飛行試驗。1966年3月21日,NASA宣布阿波羅計劃的首次載人飛行將在當年年底進行。但由于飛船和火箭在檢查時出現(xiàn)各種問題所以阿波羅計劃首次飛行(也就是阿波羅1號行動)被推遲到1967年年初。

1967年1月27日,阿波羅1號火箭內部著火,最終引燃乘員艙,艙內宇航員維吉爾·格里森(Virgil Ivan "Gus" Grissom)、埃德·懷特(Edward Higgins White, II)和羅杰·查菲(Roger Bruce Chaffee)全部犧牲,隨后阿波羅計劃被叫停。同年4月,蘇聯(lián)聯(lián)盟號太空船也發(fā)生事故導致宇航員弗拉基米爾·科馬羅夫(俄語:Владимир Михайлович Комаров)犧牲。同年11月9日,阿波羅4號發(fā)射成功,實現(xiàn)了土星V號火箭的首次無人飛行。1968年10月,阿波羅7號完成載人飛行,同時實現(xiàn)繞地飛行。同年12月,阿波羅8號完成繞月飛行并觀測未來登月的潛在著落點,同時還測試了機載導航系統(tǒng)。1969年的3月,阿波羅9號測試了登月艙。同年5月,阿波羅10號完成了包括測試飛行器對接在內的一系列任務,對登月行動進行了彩排。至此,阿波羅11號登月所需的各種前期準備都已經(jīng)完成。

蘇聯(lián)雖然早期進度領先,但由于載人火箭研發(fā)失敗逐漸落后,最終打算使用無人探測器在美國之前將月球土壤帶回地球,但探測器墜毀,沒能實現(xiàn)。

參與人員

機組成員

成員列表

選拔過程

1962年,美國宇航員完成了首次繞地球飛行,尼爾·阿姆斯特朗被鼓舞,隨后申請成為宇航員。經(jīng)過嚴格審查后,他成為了美國第二批宇航員中的一員,并以沉著冷靜著稱。在雙子星8號與一次登月艙著落訓練中,阿姆斯特朗都憑借其冷靜與技術化險為夷。巴茲·奧爾德林在大學期間學習航空航天工程,因此他希望成為宇航員進入天空。1962年,奧爾德林報名參加第二批宇航員的選拔,但由于沒有西安航空職工大學經(jīng)歷而落選。次年10月,奧爾德林參加了第三批宇航員選拔,這次選拔放寬了要求,奧爾德林得以通過并成為宇航員。邁克爾·科林斯與奧爾德林一起在第三批宇航員選拔中脫穎而出,由于傷病他錯過了幾次飛行機會,但在1966年他參加了雙子星10號的飛行任務。隨后,憑借其出色的表現(xiàn)入選成為阿波羅計劃的宇航員。

替補隊員

吉姆·洛弗爾和威廉·威廉·安德斯曾在阿波羅8號任務中合作。1969年初,威廉·安德斯受到國家航空與太空委員會邀請,將于1969年8月卸任宇航員。所以志愿團隊的肯·馬丁利(Thomas Kenneth Mattingly II.)也參與了指令艙駕駛員的訓練。

支援團隊

支援團隊負責整理和更新任務規(guī)則、飛行計劃和清單,保障機組與替補隊員知曉人員變更。同時,支援團隊還需要制定各種預案,以應對應急情況。阿波羅11號任務中的團隊成員包括肯·馬丁利、羅納德·埃萬斯(Ronald Ellwin Evans Jr.)和威廉·博格(William Reid Pogue)。

通訊員

通訊員主要負責在休斯敦的地面中心與宇航員聯(lián)系,他們是唯一可以和任務中的宇航員通話的人。阿波羅11號任務中的通訊員包括查爾斯·杜克(Charles Moss Duke, Jr.)、羅納德·埃萬斯、布魯斯·麥坎德利斯(Bruce McCandless II)、吉姆·洛弗爾、威廉·安德斯、肯·馬丁利、弗萊德·海斯、唐·林德(Don Leslie Lind)、歐文·加里歐特(Owen Kay Garriott)和哈里森·施密特DR Harrison Hagan "Jack" Schmitt)。

飛行主管

克里夫·查爾斯沃斯(Clifford Eugene Charlesworth)負責發(fā)射和艙外活動。基恩·克蘭茨(Gene Krantz)負責指揮月球登陸。格里尼·魯尼(Grini Rooney)負責指揮登月艙升空。

其他關鍵人員

飛船情況

飛船數(shù)據(jù)

飛船艙室

指令艙與服務艙

阿波羅11號的指令艙是三名宇航員乘坐前往太空以及返回地球的艙室,因此上面使用了大量隔熱層。指令艙的主體是位于其下部的壓力艙,三名宇航員乘坐其中,并且還裝有大量電子設備。一般來說,指令長坐在左側,登月艙駕駛員坐在右側,而指令艙駕駛員坐在中間。在宇航員的前方是主顯示控制臺,上面有大量的按鈕、開關、顯示器和儀表,通過控制臺與座椅旁的手動控制器,宇航員可以完成大部分飛船飛行動作。指令艙頂部安裝了可以與登月艙相連的對接裝置,對接后可以讓宇航員在兩個航天器之間通行。對接裝置周圍是地球著陸系統(tǒng),其中有穩(wěn)定傘、主降落傘以及煙火發(fā)生器。在指令艙下方的是圓柱形的服務艙,其中存放了大部分消耗品,還負責提供電力、水、空氣和制冷。服務艙后部還有一個服務艙推進系統(tǒng)發(fā)動機,可以將飛船送入繞月軌道,并在任務完成后將宇航員們帶回地球。

登月艙

相較于指令艙和服務艙的堅固設計,阿波羅11號登月艙是一個純粹的太空飛行器,它的設計不能在大氣中飛行。阿波羅11號的登月艙由諾斯羅普·格魯門公司設計,需要承受從地球發(fā)射的共振與加速過載,以及在月球著落的沖擊。同時它還需要盡可能輕,方便土星Ⅴ和指令艙將其送入月球軌道。為此,登月艙的上升平臺采用了貝爾航空系統(tǒng)的發(fā)動機,并且舍棄了點火系統(tǒng)和推進泵,轉而使用自燃和壓迫推進劑。登月艙還簡化了發(fā)動機噴管,使用燒灼保護涂層替代了傳統(tǒng)的管道冷卻系統(tǒng)。登月艙的下降平臺包括四根支架、四個推進劑箱和下降發(fā)動機。下降發(fā)動機為登月艙提供推力,使其減速并得以安全降落。這樣激進的做法在大量實驗后確保了其可靠性。

土星Ⅴ火箭

土星Ⅴ火箭由原德國科學家沃納·馮·布勞恩(Wernher von Braun)設計。布勞恩在第二次世界大戰(zhàn)期間曾為德國設計過,戰(zhàn)后被帶到參與火箭和導彈的設計。最終他設計的土星Ⅴ高達110米,分為三個部分。第一部分是碳化硅,它是三個部分中最大的部分,底部由5個巨大的組成,由四個外發(fā)動機進行控制。第一部分長42米,有兩個巨大的儲箱,下方儲箱中有超過80萬升的精煉燃料,上方的儲箱中則有130升的低溫液氧。第二部分是S-Ⅱ,安裝了五個不可重啟的J-2發(fā)動機,可以提供等效520噸的推力。第三部分是S-IVB,它也是三個部分中最小的部分,使用了一個可重啟的J-2發(fā)動機。

登月準備

徽章、名稱與紀念品

阿波羅11號的任務徽章希望傳遞出和平的信號,所以邁克爾·科林斯在設計的時候選擇了用白頭海雕白頭海雕叼著象征和平的橄欖枝。但此版設計被認為鷹爪不適合傳遞和平目標所以被否決,最終將橄欖枝改為鷹爪抓住。

阿波羅10號被以漫畫角色“史努比”和“查理布朗”命名,因此公共事務助理主管朱利安·希爾(Julian Scheer)要求阿波羅11號不能采用過于輕率的名字最終,美國航空航天局決定登月艙參考徽章圖案命名為“鷹號航空母艦”,指令艙則按照儒勒·凡爾納的科幻小說《從地球到月球》中發(fā)射航天器的巨型加農炮的名字,命名為“哥倫比亞號”,這個名字同時也洽和美國的舊稱哥倫比亞。

阿波羅11號的宇航員可以在任務期間攜帶重要私人物品。機組成員將五只各重230克的個人包裹帶上太空,三只放在“哥倫比亞號航天飛機”上,兩只放在“鷹號”上。尼爾·阿姆斯特朗將萊特兄弟1903年左螺旋槳的木片和機翼的布料裝入個人包裹,阿波羅1號機組成員的遺孀也將遇難機組成員的宇航員徽章交給阿姆斯特朗帶上太空。

登月選址

1968年2月,美國航空航天局經(jīng)過兩年對月表照片的分析,最終確定了五個預選登月地點。登月地點需要在盡可能靠近赤道的同時避免周圍存在阻擋物,這樣的要求最終使得此次登月不考慮選址的科學價值。NASA最后選定第二處登月地點,將第三和第五處作為備選方案。1969年5月,通過阿波羅10號的確認最終敲定使用二號登月地點。

發(fā)射前準備

1969年1月8日,登月艙“鷹號航空母艦”抵達肯尼迪航天中心。1月23日,“哥倫比亞號航天飛機”指令艙抵達。1月29日,指令艙與服務艙組合。4月14日轉移到航天器裝配大樓。土星運載火箭的三部分分別于1月18日、2月6日和2月20日抵達。5月20日,火箭裝配完畢,被運送到39A發(fā)射臺。6月26日開始倒計時測試,7月2日測試完畢。7月14日,美國航空航天局公布阿波羅11號發(fā)射預告。到7月16日0點20分左右,火箭電池安裝、火箭飛行區(qū)域安全檢查、火箭支撐塔拆除等準備工作完成。半小時后,三名替補宇航員進入阿波羅11號代替實際飛行的宇航員檢查飛船內部情況。15分鐘后,開始為土星Ⅴ加裝推進劑。7月16日凌晨,宇航員被叫醒,早上六點半前往39號發(fā)射臺。6點54分,技術人員與弗萊德·海斯開始一起幫助宇航員進入“哥倫比亞號航天飛機”。5分鐘后,宇航員順利進入艙室。收尾人員開始密封艙口并對艙內加壓。發(fā)射前一小時,收尾人員離開發(fā)射臺。發(fā)射前3分20秒,倒計時開始。最后在點火室控制臺內聚集了約450名工作人員。

任務執(zhí)行

點火發(fā)射

1969年7月16日,近100萬人聚集在卡納維拉爾角附近觀看阿波羅11號的發(fā)射。抵達現(xiàn)場的新聞記者有五千人,還有兩百名國會議員,六十多名各國外交官,四十名市長和十九名政府官員蒞臨現(xiàn)場。時任美國副總統(tǒng)、前美國總統(tǒng)林登·約翰遜(Lyndon Baines Johnson)還有前美國航空航天局局長也前往了現(xiàn)場。1969年7月16日當?shù)貢r間上午9時32分,阿波羅11號升空。隨后指揮工作交由休斯敦航天中心負責。

阿波羅11號發(fā)射后2分42秒,一級火箭發(fā)動機關閉并脫離,二級發(fā)動機點火。此時火箭高度67千米,時速每秒2.7千米。發(fā)射后9分11秒,二級火箭發(fā)動機關閉并脫離,三級發(fā)動機點火。發(fā)射后11分40秒,阿波羅11號進入地球停泊軌道。此時阿波羅11號時速每秒7.67千米,高度約為187千米,運行周期1小時28分。

阿波羅11后發(fā)射后2小時43分,阿波羅11號已經(jīng)繞地球一周。休斯敦中心確認飛船系統(tǒng)一切正常,并已經(jīng)向宇航員通報了他們的脈搏:尼爾·阿姆斯特朗一分鐘110次,邁克爾·科林斯一分鐘99次,巴茲·奧爾德林一分鐘88次。此時阿波羅11號已經(jīng)抵達運行軌道與月球公轉軌道的交點。發(fā)射后2小時44分半,三級發(fā)動機再次點火,將阿波羅11號送入跨月軌道。5分50秒后,飛船加速到時速每秒10.5千米,距地球高度328千米,以偏離月球30°的方向駛向月球,這樣在月球公轉的影響下可以使得兩者在抵達時剛好相遇。

進入跨月軌道后,飛船的指令與服務艙與火箭分離并掉過頭來,準備與第三級火箭頭部的登月艙對接。指令與服務艙通過雷達確定登月艙的方向與距離,再將數(shù)據(jù)錄入電腦,并由電腦分析出結果再將調整指令發(fā)送給姿態(tài)控制發(fā)動機。即便如此,最后的微小調整仍然需要用肉眼判斷,所以指令艙駕駛員科林斯通過指令艙上的刻度對指令艙姿態(tài)進行最后微調。1969年7月17日凌晨3時12分,指令與服務艙和登月艙的對接工作完成。此時土星Ⅴ火箭的任務徹底完成,為了確保其不會影響飛船的后續(xù)運行,第三級火箭遠離飛船駛向太陽軌道。

登月艙與指令艙對接完成后,登月飛行器通過之前的速度朝月球軌道慣性飛行。1969年7月17日上午9點,阿波羅11號進行了第一次電視轉播。上午11點,宇航員開始吃飯,隨后就寢休息,第一天飛行結束,他們走了三分之一的路程。7月18日上午8時32分,阿波羅11號進行了第二次電視轉播,這次轉播長達32分鐘,詳細介紹了飛船內部、飛行狀況和宇航員的感受。因為宇航員經(jīng)過了充分的休息,并且飛行過程中工作不多,所以轉播過程較為輕松愉快。7月19日早晨5時40分,阿波羅11號向休斯敦傳輸了1小時30分鐘的節(jié)目。

阿波羅11號發(fā)射后70小時,抵達了地球引力與月球引力的平衡點。此時飛船距離地球37萬千米,距離月球2.8萬千米,即將開始準備登月。

降落登月

阿波羅11號發(fā)射后75小時37分,休斯頓指揮中心發(fā)出指令,尼爾·阿姆斯特朗把飛船調整到自動操作,飛船經(jīng)過月球背面,因為月球的影響,阿波羅11號與休斯頓的通訊暫時中斷,開始完全獨自飛行。中斷聯(lián)系8分鐘后,服務艙推進器點火,使得飛船進入繞月軌道,飛船開始繞月飛行,此時阿波羅飛船的速度是每秒2570千米。當繞月進行到第三圈時,阿波羅11號在月球軌道上進行了一次電視直播,地球上的觀眾可以通過電視看到月球表面的景象。隨后阿波羅11號開始減速,是速度降低了47米每秒,此時飛船軌道的近月點為101千米,遠月點為120千米。在之后的一天里,阿波羅11號的機組需要完成檢查登月艙、測試其與指令艙和地面的通信情況還有檢查登月點以及登月艙路線等工作。

阿波羅11號發(fā)射后81小時,也就是1969年7月20日中午時,指令長尼爾·阿姆斯特朗和登月艙駕駛員巴茲·奧爾德林準備進入登月艙。下午1時,休斯敦命令登月艙與指令艙開始分離,下午1時46分,雙方分離成功。雙方繼續(xù)共同繞行一段時間后,登月艙開始下降。在著落前三分多鐘的時候,計算機發(fā)出“1202”“1201”的警報。負責指揮工作的克蘭茨認為這是計算機超負荷工作的故障,最終指揮控制中心向登月艙確認繼續(xù)下降。之后該問題被認為是登月艙同時打開了交會、對接雷達導致計算機數(shù)據(jù)故障。

距離著落還有60秒時,尼爾·阿姆斯特朗發(fā)現(xiàn)原定著落點周圍有一個直徑180米的環(huán)形隕石坑,他判斷這樣降落將十分危險,于是開始使用手動裝置控制降落。最終,登月艙飛過隕石坑,在與預定地點稍遠處降落。鷹號在下降彈道中多飛了4秒,也就是說登月點會離計劃西面若干公里遠。美國東部時間1969年7月20日下午16時17分42秒,阿波羅11號發(fā)射后102小時45分43秒,登月艙成功在月球表面“靜海”區(qū)降落,具體位置為北緯0度40分26.69秒,東經(jīng)23度28分22.69秒。這個登陸點被選擇的原因是它比較平整(來自于徘徊者8號、勘察家5號以及月球軌道器提供的信息),也就不會在降落和艙外活動時制造太多困難。最終降落點在原定著陸點西南方向約9.5千米處,著落的水平速度為1.06米每秒,下降速度為0.75米每秒。

月面作業(yè)

登月艙降落后,兩名宇航員對設備進行了兩個小時的全面檢查。按原計劃他們應該先用餐半小時,再休息四小時,隨后再進行兩小時檢查。兩名宇航員向休斯敦申請?zhí)崆拔逍r開始進行艙外工作。取得休斯頓同意之后,宇航員們檢查了登月艙周圍的情況,并且又進行了兩個小時的詳細準備,檢查了航天服、生命保障系統(tǒng)、無線電系統(tǒng)等設備的運作情況。檢查完成后,宇航員開始給登月艙減壓病,一段時間后,艙內壓力降到先前的十分之一,艙門順利打開。為了將人類首次登月的景象向全世界直播,巴茲·奧爾德林需要準備電視攝像機、照相機和電影攝像機,同時他還要確認電視系統(tǒng)是否工作正常。由于宇航員提前登月,電視臺不得不打斷原有計劃并插播宇航員登月的實況轉播。

1969年7月20日美國東部時間22時56分14秒,阿波羅11號發(fā)射后109小時24分15秒,尼爾·阿姆斯特朗從登月艙中走出,率先踏上月球那荒涼而沉寂的土地,成為第一個登上月球并在月球上行走的人,并通過無線電地球傳輸了人類在月球上的第一句話:“這是一個人的一小步,卻是全人類的一大步”

踏上月球后,阿姆斯特朗開始檢查登月艙,并對其進行了拍攝,以供工程師對登月艙降落后的情況做出判斷,同時采集月球土壤樣品。在電視直播中阿姆斯特朗穿著笨重的航天服和維持生命系統(tǒng)背包向觀眾描述月球表面像是黑色的煤粉以及月表太陽十分刺眼。15分鐘后巴茲·奧爾德林也開始走出登月艙,此時阿姆斯特朗為奧爾德林拍照。兩名宇航員就位后,兩人一起掀開登月艙下降支架上的一塊金屬板的塑料蓋。這是一塊事先準備好的金屬板,上面刻有地球東西半球的平面圖和尼爾·阿姆斯特朗、奧爾德林以及時任美國總統(tǒng)尼克松(Richard Milhous Nixon)共同署名的文字:“公元1969年7月,太陽系行星——地球上的人類第一次在月球上留下了足跡。我們代表全人類來這里進行一次和平的旅行。”隨后巴茲·奧爾德林開始固定攝像機支架,安裝完成后,兩名宇航員拿出尼龍制作的美國國旗,將其插在月面上。此時,時任美國總統(tǒng)尼克松從白宮與兩名宇航員通話。

通話完成后,兩名宇航員開始執(zhí)行另一項重要工作——收集月球樣品。兩人相互配合對月球土壤和巖石進行收集,他們將管子打到表層下,從而方便標本。采集完樣品后,兩人開始在登月艙前方安裝各類觀測儀器,主要是共計重達80千克的月震儀和激光反射器。激光反射器可以計算通過發(fā)射激光到接受反射的時間來測定地月距離,月震儀則可以精密測量月球的月震。

預定兩小時四十分鐘的艙外活動時間結束,兩名宇航員攜帶標本、攝像機錄像帶和膠卷盒等物品返回登月艙,這次作業(yè)共收集到標本22千克。返回艙內后,兩名宇航員重新放出氧氣,脫掉航天服,隨后開始用餐和休息。1969年7月21日晚10時30分,休斯敦指揮中心叫醒了在月球軌道指令艙上的駕駛員邁克爾·科林斯。22日零時15分,休斯頓指揮中心叫醒了在登月艙上休息了7小時的尼爾·阿姆斯特朗巴茲·奧爾德林,通知他們在2小時40分后離開月球。

離開月面

接到通知后的2小時40分鐘中,阿姆斯特朗和奧爾德林完成了對登月艙上升發(fā)動機和會和雷達等儀器的檢查工作。阿波羅11號發(fā)射后124小時22分,登月艙上升部分發(fā)動機開始啟動。一分鐘后,登月艙上升端改為手動操作。當上升部分抵達18千米高度時,上升發(fā)動機停止工作。隨后,宇航員報告登月艙已經(jīng)進入繞月軌道。繞月半圈后,登月艙抵達遠月點,發(fā)動機重新啟動,向指令艙靠近,在指令艙上的邁克爾·科林斯則負責將窗口上的六分儀刻度與登月艙上的十字形對接目標對齊。最終在從月球起飛3小時41分鐘后,登月艙與指令艙順利重新對接。在三名宇航員將標本箱和其他必須帶回的物品搬到指令艙并進行檢查后,登月艙與指令艙再次分離。

返回地球

在隨后返回地球的過程中,由于宇航員除了例行檢查已經(jīng)沒有太多工作,他們開始通過電視轉播與地球觀眾分享自己的感受。尼爾·阿姆斯特朗向觀眾展示存放月球標本的箱子,他還用小鐵盒向觀眾展示阿波羅11號飛船內的失重情況。巴茲·奧爾德林則向觀眾表演了罐頭在失重狀態(tài)下的旋轉,他還拿出噴水槍,使水滴在飛船內形成球形,然后用嘴吸吹。在行動最后一天的電視直播中,阿波羅11號機組成員3人在電視直播中對全世界人民表達了感謝。邁克爾·科林斯表示,阿波羅11號是一項復雜的任務計劃,對每個投身其中的人表示感謝。奧爾德林表示是全人類對宇宙的探索欲促進了登月的成功,并且希望登月的成功可以給人類帶來和平的希望。亨利·愛德華·阿姆斯特朗對參與工作的全體人員、進行理論研究的科學家、推進項目的美國政府表示感謝,并向全人類致以祝福,希望返程一切順利。

濺落與回收

阿波羅11號在余下的返回地球過程較為順利。根據(jù)阿波羅11號的飛行方向和速度,休斯敦預測它將于日本時間7月25日清晨日出前十分鐘濺落在太平洋夏威夷西南1200千米處。當?shù)貢r間25日凌晨1時20分8秒,阿波羅11號距離地球1500千米,時速10.06米每秒,即將進入大氣層。此時阿波羅11號與服務艙分離,以保證整體質量減輕,方便降落傘減速。隨后阿波羅11號進入大氣層,通訊一度中斷4分鐘,通訊恢復后確認宇航員安然無恙。在距地面60千米至30千米之間,飛船再次經(jīng)受了大氣的劇烈沖擊,產生了很大的過載,但是飛船溫度卻在逐漸降低,飛船的速度也由于大氣阻力增大而繼續(xù)降低。

在距地面高度7~8千米的時候,飛船彈出引導傘,在距地面高度3000米時,大型主傘打開。隨著高度繼續(xù)下降,負責打撈的工作人員看到了阿波羅11號飛船并向大黃蜂航空母艦和休斯敦中心報告。美國東部時間7月24日12時55分,當?shù)貢r間7月25日凌晨1時50分,在起飛后195小時18分35秒,阿波羅11號指令艙安全濺落在北緯13°19′,西經(jīng)169°9′,距離太平洋火奴魯魯西南1500千米的海域。周圍的直升機放下隔離服。三名宇航員穿上隔離服并進行消毒后,直升機將他們送到“大黃蜂航空母艦。在航空母艦上,宇航員們先進入事先準備好的隔離室,隨后接受了時任美國總統(tǒng)尼克松的接見。

后續(xù)事件

之后,三名宇航員被帶到月球資料研究所進行隔離檢查,最終確定月球上并無低級生物和細菌,在1969年8月11日三名宇航員才被解除隔離。

1969年8月13日,紐約芝加哥通過紙帶游行向三位宇航員致意,有近600萬人參加了活動。當晚,在洛杉磯世紀廣場酒店,尼克松向三名宇航員頒發(fā)總統(tǒng)自由勛章。9月16日,三名宇航員向美國參議院和眾議院各贈送一面帶上月球的美國國旗。隨后三名宇航員開始了為期38天的環(huán)球旅行,前往訪問22個國家和眾多領導人。

相關爭議

1974年,比爾·凱興(Bill Kaysing)撰寫了圖書《我們未曾登錄月球:美國的300億美元詐騙》。其中他認為比起真的去登上月球,偽造一組假的登月照片更為容易。2001年,美國福克斯廣播公司電視臺播出了電視報道《陰謀論:我們登上月球了嗎?》,進一步傳播了這些觀點。但事實上眾多陰謀論中所提到的疑點都已經(jīng)得到了相關回應。

影響

政治

阿波羅11號登月任務的順利完成,實現(xiàn)了前美國總統(tǒng)約翰·肯尼迪1961年設立的目標。為當時的美國帶來了巨大的國際聲望,也確定了美國在航天技術上的領先地位。雖然蘇聯(lián)在早期取得了較大勝利,但阿波羅11號的成功最終使得美蘇在航天領域形成了權力均衡的結構,阿波羅11號登月以及美蘇太空競賽的激化使得國際社會開始反對太空軍事化,呼吁和平使用外層空間聯(lián)合國也成立了外空委員會進行相關的立法。

同時在阿波羅11號登月完成后,美蘇之間的太空競賽也開始由對抗轉向合作。1970年美蘇召開會議確定將美國阿波羅飛船與蘇聯(lián)的聯(lián)盟號飛船進行對接。1972年,雙方簽署了《關于以和平目的開發(fā)和應用外太空的合作協(xié)議》。1976年成功實現(xiàn)對接,并且雙方宇航員在太空中握手。

科學

阿波羅11號是人類對月球以及近月空間的第一次直接接觸,同時在運載火箭技術、制導與控制技術、生物醫(yī)學、空間科學技術上都實現(xiàn)了巨大突破。這不僅為后續(xù)美國的航天事業(yè)打好了基礎,也為日后的人工智能、機器人和遙控作業(yè)等技術普及民用做好了鋪墊。阿波羅計劃還在美國帶動了液體燃料火箭、微波雷達、遙控作業(yè)、無線電制導、合成材料、新型電子計算機、藥物和生物工程學等一大批高科技工業(yè)群。阿波羅計劃在最高峰時參加企業(yè)超過2萬個,大學200所,科研機構80多個,總人數(shù)超過30萬,總耗資達255億美元,峰值年份單年耗資30億美元,如此巨大的項目管理經(jīng)驗促進了管理科學的發(fā)展。阿波羅計劃產生了3000多項技術專利,其中1000多項都投入民用。美國在20世紀90年代的科技領先很大程度上得益于對阿波羅計劃科學成果的有效利用。

經(jīng)濟

阿波羅11號對經(jīng)濟的影響則較為復雜,一方面它使美國經(jīng)濟增長率提高2%,物價指數(shù)下降2%,創(chuàng)造了80萬個就業(yè)指標,使得美國國民收入從1958年的4062億美元增長到1970年的9046億美元,得益于阿波羅計劃的技術產物應用于社會,1978年達到了19414億美元;另一方面它也造成了債務的增加,一定程度上導致了美國70年代后期的經(jīng)濟滯脹。

社會文化

超過5300萬美國家庭在電視上收看了阿波羅11號任務的轉播,據(jù)估計全球有6.5億觀眾觀看了尼爾·阿姆斯特朗的登月第一步。登月成功給當時的人們以信心,人們對于人類能取得的成就有了更高的期望。登月也帶來了文化的繁榮,大量關于登月的流行歌曲、詩歌被創(chuàng)作,如《Bad Moon Rising》《Everyone's Gone to the Moon》《The Dark Side of the Moon》等。同年上映的太空探索主題的科幻電影《2001太空漫游》也取得了驚人的成功,大量的太空科幻題材電影也在之后制作完成,比如《星球大戰(zhàn)》《阿波羅13號》等。登月的成功也喚起了人類超越種族的集體意識,人們意識到所有人類無論種族、民族、信仰如何都是同一顆星球上的居民。

評價

阿波羅計劃的核心是為了擊敗蘇聯(lián)。——阿波羅8號宇航員 弗蘭克·博爾曼(Frank Frederick Borman II)評

阿波羅計劃是人類終將團結起來邁向星空的標志。——美國經(jīng)濟學家 巴巴拉·沃德(Barbara Ward)評

阿波羅11號為后續(xù)航空航天工作提供了大量寶貴的經(jīng)驗。——北京航空航天大學教授 李成智

阿波羅計劃只是對于現(xiàn)實情況的逃避。——美國歷史學家 劉易斯·芒福德(Lewis Mumford)評

在1979年只有47%的人認為登月是值得的,許多美國人都認為政府在太空項目上花費過多。——《今日美國》評

雖然阿波羅計劃很偉大,但是美國仍有大量社會問題急需解決。——美國南方基督教領袖會議領導人 何西阿·威廉姆斯(Hosea Williams)評

有許多科學家反對阿波羅計劃,不應該為了發(fā)展航空航天科學而導致其他學科發(fā)展速度降低,大多數(shù)科學家都同意沒有必要處于科學目的將人送上月球。——美國社會學家 愛迪奇奧尼(Etizioni)評

盡管當時美國國內對“阿波羅”登月計劃有著不同的認識和結論,但是它對關鍵科學和各種邊緣交叉學科的興起與進步,進而轉化為國家未來經(jīng)濟實力并確保國家安全這一點是不可否認的。——中國空間探測技術首席科學傳播專家 龐之浩

阿波羅計劃是對人類未來的預付款。——英國科幻作家 亞瑟·克拉克(Sir Arthur Charles Clarke)

阿波羅11號登月是人類歷史上最偉大的事件,這一年(指1968年)應該成為人類歷史的公元元年。——美國科幻作家 羅伯特·海因萊因(Robert Anson Heinlein)

相關場所

美國國家航空航天博物館

美國國家航空航天博物館(National Air and Space Museum)最初稱為國家航空博物館,成立于1946年8月12日。在美蘇太空競賽期間更名為國家航空航天博物館,在國會的資助下修建新展廳。新展廳與1976年7月1日開放,成為美國建國兩百周年慶的一個部分。1979年7月20日,阿波羅11號登月10周年,尼爾·阿姆斯特朗巴茲·奧爾德林邁克爾·科林斯三位宇航員前往國家航空航天博物館參與活動。博物館館藏包括阿波羅11號指揮艙“哥倫比亞號航天飛機”、阿姆斯特朗登月時穿的太空航天服A7-L、阿波羅11號行動中的各式清單和備用計劃文件以及宇航員邁克爾·科林斯所用的太陽鏡等。2015年阿姆斯特朗的遺孀在家中發(fā)現(xiàn)了阿姆斯特朗在登月期間使用的相機和拍攝的照片,隨后將物品捐贈給美國國家航空航天博物館。

肯尼迪航天中心

肯尼迪航天中心(Kennedy Space Center)建立于1962年7月1日,是美國航空航天局的十個戶外中心中的一個。1963年11月22日,美國前總統(tǒng)約翰·肯尼迪被刺殺,5天后,該航空中心更名為約翰·肯尼迪航天中心來紀念他。1965年,飛行器裝配大樓完成修建。1967年1月,阿波羅1號的三名宇航員在事故中喪生。1967年11月肯尼迪航天中心完成了土星Ⅴ火箭的測試。1969年7月16日,阿波羅11號飛船從肯尼迪航天中心的39A發(fā)射臺發(fā)射升空。

到2023年,肯尼迪航天中心不僅在太空運輸、太空科學技術研究等方向有所成果,還開展了商業(yè)太空旅行(如SpaceX)以及商業(yè)太空補給計劃。下設游客中心,展示許多歷史悠久的航天器和紀念品,還可以在其中體驗宇航員培訓課程。2016年,肯尼迪航天中心接待170萬人次游客。

相關作品

書籍

電影

《阿波羅11號(Apollo 11)》,由美國導演托德·道格拉斯·米勒(Todd Douglas Miller)執(zhí)導的紀錄片電影,于2019年上映。該片用93分鐘講述了阿波羅11號從準備期間到宇航員返回地球的過程。該片獲得2020年美國電影編輯最佳剪輯紀錄片獎、芝加哥影評人協(xié)會2019年最佳紀錄片獎以及2020年美國黃金時段艾美獎等獎項。

《阿波羅10?號:太空時代的童年(Apollo 10 1/2: A Space Age Childhood)》,由美國導演理查德·林克萊特執(zhí)導的動畫長片,上映于2022年。該片以兩條線敘述,一條線敘述了阿波羅11號登月的傳奇故事,另一條線則聚焦于一個當時的孩子,以孩子的角度出發(fā)去看待登月和見證歷史。該片獲得2022年芝加哥影評人協(xié)會奧斯卡最佳動畫長片獎獎。

《登月第一人(First Man)》,由美國導演達米安·查澤爾(Damien Chazelle)執(zhí)導的傳記類電影,上映于2018年,該片聚焦于阿姆斯特朗的個人生活,講述其從一名普通人到成為第一名踏上月球的人的傳奇故事。該片獲得2019年奧斯卡最佳視覺效果獎波士頓影評人最佳電影剪輯獎。

電視劇

《從地球到月球(From the Earth to the Moon)》是由HBO電視網(wǎng)出品的12集迷你劇,單集時長60分鐘,于1998年首播。劇中12集從不同的視角講述了阿波羅計劃相關的故事,包括計劃的起源、阿波羅1號事故的災難和非議、阿波羅11號背后的故事、阿波羅12號船員們的友情等等。該片獲得1999年評論家選擇獎最佳電視長片、美國電影協(xié)會電視混音成就獎以及哥倫布國際電影節(jié)總統(tǒng)獎等獎項。

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