阿波罗工程(Apollo Project)
 
 

美国于20世纪印年代至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。

登月方案

    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3种飞行方案中选定月球轨道交会方案,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。

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。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(1966-19677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 l000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。

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。

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。

“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。

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。第三级火箭熄火时格飞船 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,将飞船送人地—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再人走廊,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。 进人低空时指挥舱弹出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(两名宇航员驾驶飞 船安全返回地面)外,均登月成功。