第2个回答 2016-05-13
阿波罗计划简介 阿波罗计划（Apollo Project），又称阿波罗工程，是美国从1961年到1972年从事的一系列载人登月飞行任务。 1969年7月16日，巨大的“土星5号”火箭载着“阿波罗11号”飞船从美国肯尼迪角发射场点火升空，开始了人类首次登月的太空征程。美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗、埃德温·奥尔德林、迈克尔·科林斯驾驶着阿波罗11号宇宙飞船跨过38万公里的征程，承载着全人类的梦想踏上了月球表面。这确实是一个人的小小一步，但是整个人类的伟大一步。他们见证了从地球到月球梦想的实现，这一步跨过了5000年的时光。 美国于20世纪60年代至70年代初组织实施的载人登月工程，或称“阿波罗”计划。它是世界航天史上具有划时代意义的一项成就。工程开始于1961年5月，至1972年12月第6次登月成功结束，历时约11年，耗资255亿美元。在工程高峰时期，参加工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构，总人数超过30万人。 [编辑本段]登月方案 直接起飞或者地球轨道集合的设想图在登月成为主要目标后，阿波罗计划的决策者们开始面临如何才能尽可能安全、经济、简单地将宇航员送上月球。曾有四个方案被考虑： 直接起飞：此计划提出由一个巨大的新星火箭携带一艘航天器，直接飞往月球；火箭在月球降落，任务完成后再次起飞，飞回地球。 地球轨道集合：此计划需要两艘只有土星5号一半大小的小型火箭将登月航天器的不同部分送入地球轨道，集合并对接。整个航天器降落在月球表面。由于当时在轨道中集合多艘航天器的经验较少，且地球轨道拼装航天器是否可行也是未知数，所以此计划未被采纳。 月球表面集合：此计划需要两艘航天器被发射：一艘自动航天器携带推进系统，先期登月；载人航天器晚些发射。推进系统在月球表面被移至载人航天器上，然后返回地球。 月球轨道集合： 这个方案由约翰·C·霍博尔特的团队提出。这种方案是一艘较大的航天器，称为指令/服务舱，携带一艘装载宇航员的登月航天器，称为登月舱。指令/服务携带从地球到月球并返回的燃料和生活必需品，以及进入地球大气层所需要的隔热板。进入月球轨道之后，登月舱与指令/服务分离，并降落在月球表面；指令/服务留在月球轨道。3名宇航员中的1名留在指令/服务中。登月完成之后，登月舱重新起飞，与指令/服务在月球轨道集合，并返回地球。 于其他几个方案不同，月球轨道集合只需要一艘很小的航天器降落在月球表面，使返回时在月球上起飞航天器的质量大大减小。通过将登月舱的一部分留在月球上，月球起飞质量得以再次减小。 登月舱本身分为两部分，包括降落部分和起飞部分，前者用于在登月时降落，后者在任务完成后起飞与指令/服务舱会合并返回地球。由于航天器质量减轻，一次任务只需要一次单独的火箭发射。当时的顾虑是次数较多的对接和分离所提出的技术难度。 包括论证飞船登月飞行轨道和确定载人飞船总体布局。从“阿波罗”号飞船的4种飞行方案中选定月球轨道集合方案，相应地确定由指挥舱、服务舱和登月舱组成飞船的总体布局方案。 [编辑本段]辅助计划 为登月飞行进行准备的4项辅助计划是： ①徘徊者号探测器计划（1961—1965年）：共发射9个探测器，在不同的月球轨道上拍摄月球表面状况的照片1.8万张，以了解飞船在月面着陆的可能性。但探测器曾多次发射失败。 ②勘测者号探测器计划（1966—1968年）：共发射5个自动探测器在月球表面软着陆，通过电视发回8.6万张月面照片，并探测了月球土壤的理化特性数据。 ③月球轨道环行器计划（1966—1967年）：共发射3个绕月飞行的探测器，对40多个预选着陆区拍摄高分辨率照片，获得 1000多张小比例尺高清晰度的月面照片，据此选出约10个预计的登月点。 ④ 双子星座号飞船计划（1965—1966年）：先后发射10艘各载2名宇航员的飞船，进行医学—生物学研究和操纵飞船机动飞行、对接和进行舱外活动的训练。 [编辑本段]运载火箭 “阿波罗”号飞船使用大推力的“土星”号运载火箭发射。运载火箭研制分两个阶段进行： ①研制“土星”1号和1B号，用以获取大型运载火箭的研制经验并进行“阿波罗”号飞船的 飞行试验。 ②研制“土星”5号巨型3级运载火箭作为飞船登月的运载工具。（设计图纸已丢失，无法再生产！） [编辑本段]试验飞行 1966—1968年进行了6次不载人飞行试验，在近 地轨道上鉴定飞船的指挥舱、服务舱和登月舱，考验登月舱的动力装置。1968—1969年，发射了“阿波罗”7、8、9号飞船，进行载人飞行试验。主要作环绕地球、月球飞行和登月舱脱离环月轨道的降落模拟试验、轨道机动飞行和模拟会合、模拟登月舱与指挥舱的分离和对接。按登月所需时间进行了持续11天的飞行，检验飞船的可靠性。1969年5月18日发射的“阿波罗”10号飞船进行了登月全过程的演练飞行，绕月飞行31圈，两名宇航员乘登月舱下降到离月面15.2公里的高度。 [编辑本段]“阿波罗”号飞船 “阿波罗”号飞船由指挥舱、服务舱和登月舱3个部分组成。 指挥舱 宇航员在飞行中生活和工作的座舱，也是全飞船的控制中心。指挥舱为圆锥形，高3.2米，重约6吨。指挥舱分前舱、宇航员舱和后舱3部分。前舱内放置着陆部件、回收设备和姿态控制发动机等。宇航员舱为密封舱，存有供宇航员生活14天的 必需品和救生设备。后舱内装有10台姿态控制发动机，各种仪器和贮箱，还有姿态控制、制导导航系统以及船载计算机和无线电分系统等。 服务舱 前端与指挥舱对接，后端有推进系统主发动机喷管。舱体为圆筒形，高6.7米，直径4米，重约25吨。主发动机用于轨道转移和变轨机动。姿态控制系统由16台火箭发动机组成，它们还用于飞船与第三级火箭分离、登月舱与指挥舱对接和指挥舱与服务舱分离等。 登月舱 由下降级和上升级组成，地面起飞时重14.7吨，宽 4.3米，最大高度约7米。 ①下降级：由着陆发动机、4条着陆腿和 4个仪器舱组成。 ②上升级：为登月舱主体。宇航员完成月面活动后驾驶上升级返回环月轨道与指挥舱会合。上升级由宇航员座舱、返回发动机、推进剂贮箱、仪器舱和控制系统组成。宇航员座；舱可容纳2名宇航员（但无座椅），有导航、控制、通信、生命保障和 电源等设备。 [编辑本段]登月飞行 “阿波罗”11号飞船于1969年7月20-21日首次实现人登上月球的理想。此后，美国又相继6次发射“阿波罗”号飞船，其中5次成功。总共有12名航天员登上月球。 “阿波罗”11号飞船登月飞行1969年7月16日由“土星”5 号火箭运载“阿波罗”11号飞船升空。第三级火箭熄火时将飞船送至环绕地球运行的低高度停泊轨道。第三级火箭第二次点火加速，将飞船送入地—月过渡轨道。飞船与第三级火箭分离，飞船沿过渡轨道飞行2.5天后开始接近月球，由服务舱的主发动机减速，使飞船进入环月轨道。宇航员N．A．阿姆斯特朗和E．E．奥尔德林进入登月舱，驾驶登月舱与母船分离，下降至月面实现软着陆。另一名宇航员仍留在指挥舱内，继续沿环月轨道飞行。登月宇航员在月面上展开太阳电池阵，安设月震仪和激光反射器，采集月球岩石和土壤样品22千克，然后驾驶登月舱的上升级返回环月轨道，与母船会合对接，随即抛弃登月舱，起动服务舱主发动机使飞船加速，进入月—地过渡轨道。在接近地球时飞船进入载人走廊，抛掉服务舱，使指挥舱的圆拱形底朝前，在强大的气动力作用下减速。进入低空时指挥舱弹出3个降落伞，进一步降低下降速度。“阿波罗”11号飞船指挥舱于7月24日在太平洋夏威夷西南海面溅落。 “阿波罗”12-17号飞船从1969年11月至1972年12月，美国相继发射了“阿波罗”12、13、14、15、16、17号飞船，其中除“阿波罗”13号因服务舱液氧箱爆炸中止登月任务（三名宇航员驾驶飞船安全返回地面）外，均登月成功。 [编辑本段]月球的探索历史 人类对月球的探测研究开始于20世纪50年代，美国和前苏联两国在冷战的背景下进行了激烈的太空竞赛。 1957年，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星。 1961年4月12日，前苏联的“东方”号宇宙飞船进入太空，尤里、加加林身穿90公斤重的太空服，成为世界上第一个进入宇宙空间并从宇宙中看到地球全貌的航空勇士。加加林的名字，连同他那迷人的微笑，传遍了世界每个角落。记下了载人航天这篇史诗画卷的浓重一笔。 从此载人航天科学突飞猛进。当时间定格在1969年7月16日，美国率先登陆月球完成了人类的这一梦想。到1972年12月阿波罗计划的最后一次飞行——阿波罗17号登月为止，先后有12名宇航员登上月球表面。 人类对于月球有了越来越理性的认识。各次阿波罗飞行都对月球表面进行广泛考察，搜集了大量月球岩石、土壤标本，其中从月球上带回地球的月岩样品就达440公斤。阿波罗飞行同时把许多仪器安装在了月球上，进行科学研究，如太阳风实验和月震测量等。月球不再神秘。 月球并不像我们在地球上仰望她时那般晶莹。他的表面凹凸不平，布满大大小小的环形山，甚至有些阴森可怕。作为地球的永久卫星，她始终忠实地围绕着地球旋转。月球的直径为3476公里，约为地球直径的3/11。月球表面面积大约是地球表面面积的1/14，比亚洲面积稍小。而月球的体积只相当于地球体积的1/49。 月球表面具有高真空、无磁场、地质构造稳定、弱重力和高洁净的环境，月球背面不受地球无线电波干扰，建立月球天文观测基地、生物制品和新材料实验室，对地观测站和深空探测前哨站均具有重大的政治和科学意义。月球是研究月球科学、天体化学、空间物理、生命科学、对地观测科学与材料科学的理想场所。 在月球上建立天文观测台站可以不受地球大气层的限制，波段可从咖马射线一直到长无线电波段上进行观测。在月球上可以设置一个任何波段的干涉仪阵列，月面上宁静的环境可以保证其测量精度。一些天文物理现象如超新星爆炸和咖马射线爆裂可以用不同波段进行观测研究。 虽然月球只是亿万星辰中的小小一员，但却并不是一个普普通通永远围绕地球旋转不停的卫星。对人类而言，月球不仅是人类踏足浩瀚宇宙的前哨站，更是人类赖以生存的资源存储仓库。月球上的资源对人类来说价值惊人。月球上的玄武岩里钛铁矿的体积占25％，钛大概有100万亿吨以上。将来人类能直接用这种石头生产水、液氧燃料等资源。地球上稀缺的铀、稀土等，在月球上也相当充足。特别是月球土壤中特有的氦―3，将改变人类社会的能源结构。月球表面土壤中蕴藏着几百万吨的氦―3，这是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，1吨的氦―3所产生的电量足以供全人类使用1年。月球上丰富的硅、铝、铁等金属资源同样是未来地球矿产资源的巨大储存库。 时至今日，月球已经对于人类太空科技的发展已经越来越重要。开发和利用月球资源成为了21世纪的重要课题。 这一切就是月球的吸引力和诱惑力之所在。正是因此，美国这个目前唯一成功登月的国家，在将登月计划停止了30年后重新开始计划实施。2004年1月14日，美国总统布什雄心勃勃的宣布了美国新的太空计划。 美国总统布什曾说："It is time for America to take the next steps. Today I announce a new plans to explore space and extend a human presence across our solar system. We will begin the effort quickly using existing programmes and personnel. We'll make steady progress, one mission, one voyage, one landing at a time. The last man to set a foot on a lunar surface said this as he left: 'We leave as we came, and God willing as we shall return with peace and hope for all mankind. America will make those words come true."(“美国现在到了迈出探索宇宙的下一步的时候了。今天我宣布我们探索广阔宇宙的新计划。我们将利用现有的人力物力，确定明确的计划。那名最后踏足月球的人曾这么说：我们离开了就像我们来的时候一样，上帝知道我们会带着全人类的希望回来。是的，我们会让这句话成真。”) 布什提出的这项计划包括，美国将在不晚于2008年对月球表面进行一系列无人探测，然后最早2015年、最晚不超过2020年将人送上月球，目标是不断延长在月球上生活和工作的时间。根据在月球上获得的知识和经验，美国下一步将准备派人对火星甚至更远的地方进行探索。新一代的载人航天工具开始设计建造，宇宙空间站将在最短的时间内完成组装。 860亿美元提供给美国宇航局未来5年的预算。美国开始打造新一轮的月球计划。