阿波罗计划是怎么着陆的

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阿波罗计划是怎么着陆的

登月着陆的方法，首先想到直接着陆法，那是把宇宙飞船直接射上月球而直接着陆。这对单程旅行来说也许是个好办法，但宇航员要回到地球上来，这就要有巨大的机械装置使飞船从月球上往回发射。把这类装置送上月球行得通吗？它能在月球上把飞船发射回来吗？这样做的困难太大，科学家们放弃了这个想法。在众多的方案中，最后拟定了“阿波罗”计划。

该计划技术上复杂，但总的设想很简单：3名宇航员在一艘由3个可分离的部分组成的飞船中飞行。三部分是指令舱、服务舱和登月舱。宇航员们将在指令舱中飞行，服务舱用于装载燃料和火箭发动机；登月舱用于在月球上着陆，它包括一套单独的火箭系统，以使登月舱从月球上升空，取代发射机械装置。

着陆过程是这样的：当飞船接近月球时，它进入轨道——停泊轨道。这时，一名宇航员留在飞船中继续绕月飞行，另两人进入登月舱，把它与主体拆开，平稳地降落到月球上。当它准备离开月球时，就点燃一支火箭，于是登月舱靠反冲力升空，并在停泊轨道上指定的会合地点与飞船主体会合衔接，登月舱内的两人爬回指令舱，与那位孤独的伙伴相会。

为便于返回地球，减轻飞船重量，在太空中丢掉登月舱。在接近地球大气层时，点燃一支反推火箭，降低飞船速度，再丢掉服务舱，只乘坐指令舱回到地球上来。

这就是美国国家航天局拟定的“阿波罗”计划，美国总统于1961年5月25日正式批准，决定在1970年前把人送上月球并安全返回。

这是项十分困难的工作，因科学家无法直接在空间做实验。据计算，它要像火车头那么大，设计时必须思考：“它在空间将表现得怎么样？”这样一个严峻的问题。

科学家们将一些模型放在模拟器中进行试验，模拟装置叫“气枪”。让一个模型以每小时约3200千米的高速穿过气枪的管子，同时管子的另一端有一股高温的气流冲过模型，以模拟飞船重返地球大气层时所承受的压力等可能发生的危急情况，取得足够数据后开始制造飞船。成千上万个不同的零件，将由几百个不同的工厂制造，由有专长的工程技术人员组装。

据计算，发射“阿波罗”飞船，要造一枚有足球场那么长、推力十分大的火箭，称“土星”五号，同样是十分困难的。它最大直径10米，高约85米，总推力3400多吨，制造它，也要大量的试验。如科学家们设计好一支火箭后，要把它竖直在高大专用的支架上，用机械装置振动支架，产生强大的空气压，以模拟火箭升空时所受的压力。

此外，科学家还要研制千百种科学仪器，装置在飞船、火箭、指挥中心和跟踪站上。有些产品无法找到现成材料，科学家们要开始试验并制造新材料，等等。为此，美国航天局雇用了约420000人，来自两千多个企业和150余所大学，耗资250亿美元。

阿波罗号登月前最初有几种登月方案

阿波罗登月计划回顾阿波罗计划设想之初，NASA 的技术人员曾认为登月的途径无外乎两种：直接登月法和地球轨道对接法. 第一种方法用火箭直接将飞船送到月球上.在登陆月球时火箭翻转，使其发动机对着月球表面，然后，发动机按照和发射相反的程序令下降停止.离开月球时，再由同一枚火箭把航天员带回地球.这种方法需要研制推力 5 450 000 千克的新星级运载火箭，而且使大型火箭实现垂直着陆在技术上也面临很多问题. 第二种方法是发射几枚土星火箭，把大型飞船的几个部分分别发射到地球轨道上，然后对接起来.对接后，飞船利用自身的发动机加速向月球飞去.当靠近月球时，飞船调转方向，启动发动机减速，最后在月面上着陆.当工作完毕后，抛掉这一发动机，载人飞船部分利用上升发动机离开月球返回地球.虽然这种方法所需的火箭只有新型火箭的一半大小，但当时对于轨道会合，如何在轨道中组装零部件还不是完全清楚. 后来兰利实验室的霍伯特提出了一条全然不同的月球轨道会合方案.此方案需要发射一个主飞船和一个较小的运输舱，在地球轨道对接后，进入月球轨道.然后，运输舱下降到月球上，完成任务后，再返回月球轨道，与主飞船对接，返回地球.在整个过程中，尽量丢弃用过的设备，这样就大大的减少了飞行所需的能量，但需要考虑月球轨道对接的安全性.现在看来这个方案应该是最好的，但在当时该方案在提出之初并没有引起重视.经过霍伯特等人的不断游说，以及认识的深入，NASA 才慢慢的开始注意该方案.1961 年底 NASA 决定发展土星 5 号运载火箭，以及双子星计划的开展，更为该计划的通过提供了有利的条件.NASA 的技术人员对这三种方案经过了长时间的研究，分析和论证，最终于 1962 年 6 月 22 日确定了载人登月的方案为月球轨道对接法.据保守的估计，这一方案使阿波罗的登月着陆至少提前了两年. 阿波罗登月方案对比方案技术难度预算（美元）研制时间直接登月法大推力火箭 106 亿 1968 年以前难以实现地球轨道对接法地球轨道会合对接 92 亿 1968 年中可实现月球轨道对接法月球轨道会合对接 77 亿 1967 年底可实现登月计划确定后，NASA 开始设计飞往月球的飞船和运载火箭.按照月球轨道会合方案的要，每次飞行需三名航天员和两艘太空船.航天员乘坐阿波罗号飞船系统的指令-服务舱控制系统前往月球并返回，登月的任务由第二艘飞船 ——登月舱完成，它从地球前往月球的过程中，采用机械方法与阿波罗号对接起来，到月球轨道后把两名航天员送到月球表面并带他们返回. 指令-服务舱（Command-Service Module,CSM）由两个附着在一起的不同部分指令舱和服务舱组成.从地球到月球并返回的旅程中三名航天员都并排坐在圆锥形的指令舱中，虽然指令舱的空间比双子星和水星号提供的空间要大，但对三个人来说还是显得有些狭小. 指令舱的下面是一个圆柱形的服务舱，它为航天员提供电，氧气和其它的生保功能，以及发动机所需的推进剂. 服务舱中有一台主发动机，可以多次快速的启动和关闭，用于飞船的机动飞行，如轨道修正，进入月球轨道及返回月球的推进.为了进行飞船的姿态调节和保持，交会和停泊，在服务舱的四周有 16 个小发动机，这些小发动机在 1 秒钟内最快可以点火 40 次.整个登月飞行结束时，指令舱脱离服务舱，装有热屏蔽层的底座对着地球，进入大气层，打开减速伞，在海洋中完成溅落着陆. 登月舱（Lunar Module,LM）不像我们通常看到的飞行器具有流线型的外形，而是棱形，这是由于太空以及月球的大气阻力非常小，舱体的形状几乎不影响飞船的飞行.登月舱由上升段和下降段两级组成，4 根可收缩的悬臂式登月支柱支撑整个登月舱，飞行期间这 4 根支柱都收起来.登月时，两名航天员站在登月舱上升段内，通过窗口观察外面的情况，操纵飞船在月球上着陆.为了安全着陆，下降段的发动机可令飞船减速，4 根支柱起到着落垫的作用，使登月舱平稳的站立在月球表面.登月任务完成后，上升段内的发动机启动，将上升段送回月球轨道与指令-服务舱会合，而下降段则留在月球上. 航天员站着登月登月舱最初的设计中，在每个航天员的座椅前方安排了两个窗口.较大的一个窗口与航天员的眼睛齐平.因航天员都是坐着的，窗口距航天员的眼睛距离为 60 厘米，较小的一个窗口靠近航天员的膝盖.两名航天员的 4 个窗口总面积达到 11 平方米.这样的设计很不合理.首先，由于窗口面积过大，暴露的阳光过多，而缩小面积又会影响航天员的视野；其次，由于窗口距航天员的眼睛较远，视野有限，给月球着陆过程中航天员对着陆地点的观察造成了极大的困难.此外，窗口过大，重量也大，侵占了其它设备的重量.因此，最终的设计是让航天员站着，眼睛靠近窗口向外观察，这样既扩大的视野，又使窗口大大减小. 火箭专家冯布劳恩领导的马歇尔航天中心设计了把阿波罗飞船系统送入太空的运载火箭——土星 5 号.组装完毕的土星 5 号火箭，高 111 米，总共有三级，装满推进剂和阿波罗的重量超过 2 913 423 千克，其中推进剂的重量就占了 90%以上.土星 5 号火箭的箭体结构采用一种超薄的，但极为坚固的铝合...

登月计划的前苏联

前苏联的探月历程

从1958年至1976年，前苏联发射24个月球号探测器，其中18个完成探测月球的任务。1959年9月12日发射的月球2号，两天后飞抵月球，在月球表面的澄海硬着陆，成为到达月球的第一位使者，首次实现了从地球到另一个天体的飞行。它载的科学仪器舱内的无线电通信装置，在撞击月球后便停止了工作。同年10月4日月球3号探测器飞往月球，3天后环绕到月球背面，拍摄了第一张月球背面的照片，让人们首次看全了月球的面貌。世界上率先在月球软着陆的探测器，是1966年1月31日发射的月球9号。它经过79小时的长途飞行之后，在月球的风暴洋附近着陆，用摄像机拍摄了月面照片。这个探测器重1583千克，在到达距月面75千米时，重100千克的着陆舱与探测器本体分离，靠装在外面的自动充气气球缓慢着陆成功。1970年9月12日发射的月球16号，9月20日在月面丰富海软着陆，第一次使用钻头采集了120克月岩样口，装入回收舱的密封容器里，于24日带回地球。1970年11月10日，月球17号载着世界上第一辆自动月球车上天。17日在月面雨海着陆后，月球车1号下到月面进行了10个半月的科学考察。这辆月球车重756千克，长2.2米，宽1.6米，装有电视摄像机和核能源装置。它在月球上行程10540米，考察了8千平方米月面地域，拍摄了200幅月球全景照片和20000多张月面照片，直到1971年10月4日核能耗尽才停止工作。1973年1月8日发射月球21号，把月球车2号送上月面考察取得更多成果。最后一个月球24号探测器于1976年8月9日发射，8月18日在月面危海软着陆，钻采并带回170克月岩样品。至此，前苏联对月球的无人探测宣告完成，人们对月球的认识更加丰富和完整了。

登月计划

在冷战期间美苏两国白热化的太空竞赛中，苏联人一度占尽优势。但出乎意料的是，最早登上月球的却是美国人。就在“阿波罗11”号宇航员阿姆斯特朗在月球上率先跨出人类历史的一大步时，苏联人会无动于衷吗？事实上，苏联人也一直在为载人登月而努力，不过由于致命设计缺陷，连续数次发射失败，让苏联人载人登月的梦想化为泡影。莫斯科航空学院一实验室公开了关于苏联载人登月计划一组珍贵的解密照片，照片显示了这项失败的登月计划中的主要设备，包括从未公开的“LK月球飞船”以及从未使用过的月球登陆车等。其实，就在肯尼迪总统宣称美国将争取率先将宇航员送上月球时，苏联科学家仍然领先于美国同行。苏联人早在1959年就已将月球探测器“月球2”号送到了月球表面。此外，他们还于1966年发射了一颗环月轨道卫星。但N-1火箭的连续四次失败最终让苏联不得不中止了载人登月。