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嫦娥奔月的神话说明了古代人类对月球的向往,然而由于当时科学技术落后,那永远只能是一个不可实现的奢望。但是近现代以来,随着科技的提高,社会的进步,1969年阿波罗登月计划的实现,圆了人类千百年来的梦想。

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阿波罗登月计划对世界政治科学的影响

时间:2018-09-27 15:12:59编辑:梓岚

嫦娥奔月的神话说明了古代人类对月球的向往,然而由于当时科学技术落后,那永远只能是一个不可实现的奢望。但是近现代以来,随着科技的提高,社会的进步,1969年阿波罗登月计划的实现,圆了人类千百年来的梦想。

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1969年7月20日,这是世界航天史上永远值得铭记的一天。因为就在这一天,美国人阿姆斯特朗登上了月球,他带着人类的千年夙愿,终于将人类的脚步留在了月球上。当他从飞船出来在月球上迈出第一步的时候,激动人心地说:“对一个人来讲,这只是一小步;对整个人类来讲,这却是一大步。”的确如此,人类为了实现登月梦想付出了巨大努力,耗费了太多心血,这一切实在来之不易。

1957年10月4日,前苏联发射了人类的第一颗人造卫星,开启了人类航天时代的序幕。随后的1961年,苏联航天员加加林乘坐“东方一号”完成了世界上首次载人宇宙飞行,实现了人类进入太空的愿望。当时,世界的格局是美苏争霸,当苏联在航天事业蒸蒸日上的时候,作为世界另一极的美国自然不甘示弱,他们便制定了征服月球的“阿波罗登月计划”。这个计划十分庞大,它要求美国人必须研制出一种威力超强的火箭,使重达45吨的“阿波罗号”脱离地球引力。

金沙国际备用网址,这对科学技术提出了极高的要求:飞船和火箭必须具备高度精确的控制设备,能够为宇航员提供满足长时间的生活环境和工作条件,拥有先进的通讯设备和跟踪设备。美国科学家经过不懈的努力,从1961年到1967年,先后发射了9个“徘徊者”探路器、7个“勘测者”探测器以及5个月球轨道器,通过它们对月球的全面考察,美国科学家掌握了精准的月球资料,为阿波罗登月计划做了充分准备。1969年7月20日,阿姆斯特朗迈向月球的第一步标志着阿波罗登月计划的圆满成功。

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1969年7月20日,这是世界航天史上永远值得铭记的一天。因为就在这一天,美国人阿姆斯特朗登上了月球,他带着人类的千年夙愿,终于将人类的脚步留在了月球上。当他从飞船出来在月球上迈出第一步的时候,激动人心地说:“对一个人来讲,这只是一小步;对整个人类来讲,这却是一大步。”的确如此,人类为了实现登月梦想付出了巨大努力,耗费了太多心血,这一切实在来之不易。

{“type”:1,”value”:”2019年7月20日是人类首次登月50周年纪念日。我们特别推出“纪念人类首次登月50周年专题”,与读者共享。

中国国家航天局有关人士在11月举行的亚太空间合作组织大会期间透露,嫦娥四号月球探测器计划于12月初发射。国防科工局探月与航天工程中心主任刘继忠此前曾表示,嫦娥四号任务有望实现人类探测器首次造访月球背面,首次实现人类航天器在地月L2点对地对月中继通信,或将获得一批重大原创性科学研究成果。

1957年10月4日,前苏联发射了人类的第一颗人造卫星,开启了人类航天时代的序幕。随后的1961年,苏联航天员加加林乘坐“东方一号”完成了世界上首次载人宇宙飞行,实现了人类进入太空的愿望。当时,世界的格局是美苏争霸,当苏联在航天事业蒸蒸日上的时候,作为世界另一极的美国自然不甘示弱,他们便制定了征服月球的“阿波罗登月计划”。这个计划十分庞大,它要求美国人必须研制出一种威力超强的火箭,使重达45吨的“阿波罗号”脱离地球引力。

金沙国际备用网址 6虽然已经过去了半个世纪,但“阿波罗”载人登月活动的成功至今仍对人类社会在政治、科学、技术、经济和生活,甚至精神等许多方面产生着较大影响。目前,美国的“重返月球”计划仍将借鉴“阿波罗”载人登月工程的不少方案、技术和管理等,因为多项最新研究表明,“阿波罗”载人登月工程的一些经验,即使在今天也不过时。从现在和可以预见的将来来看,“阿波罗”载人登月工程今后还将在多方面继续对全球产生影响。”
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月球是距离地球最近的天体,也是人类开展深空探测活动的第一站。全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩向科技日报记者介绍,1959年至2017年年底,人类共发射132个月球探测器,其中美国60个,苏联64个,中国4个,日本2个,欧洲1个,印度1个,成功率约为50%。

这对科学技术提出了极高的要求:飞船和火箭必须具备高度精确的控制设备,能够为宇航员提供满足长时间的生活环境和工作条件,拥有先进的通讯设备和跟踪设备。美国科学家经过不懈的努力,从1961年到1967年,先后发射了9个“徘徊者”探路器、7个“勘测者”探测器以及5个月球轨道器,通过它们对月球的全面考察,美国科学家掌握了精准的月球资料,为阿波罗登月计划做了充分准备。1969年7月20日,阿姆斯特朗迈向月球的第一步标志着阿波罗登月计划的圆满成功。

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苏联拉开人类探月序幕

从1961年5月肯尼迪总统宣布开始到1972年12月结束,阿波罗计划历时约11.5年,工程共耗资255亿美元,大约有40万人和2万多家企业、研究机构参加,这在人类历史上是前所未有的。

{“type”:1,”value”:”1太空争霸的结果

1959年1月2日,苏联经历了“月球计划”三次任务失败后,终于成功发射“月球一号”,拉开了人类探月的序幕,同时也在美苏探月竞争中占得了先机。

阿波罗计划的成功,对世界政治、科技产生了巨大的影响。开创了人类向月球探索的第一步。从此,人类进入了一个新的时代。

20世纪50年代末至60年代初,在美苏开展的激烈太空竞赛中,苏联连续获得数项第一:发射了世界第一颗人造地球卫星,把世界第一位航天员送入太空……因此,美国举国上下均深感这是一个极其严重的政治问题。1961年5月25日,时任美国总统肯尼迪向全世界宣布:实施雄伟的载人登月计划。由此可见,美国实施载人登月计划是一项政治性决定,主要目的是为了在全世界公众的心目中重新确立美国的技术领先地位,振奋美国全民的精神。

2天后,“月球一号”从大约6000公里外掠过月球,成为人类首个飞越月球的探测器。此后它以450天为周期围绕太阳公转,变成了一颗人造行星。

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同年9月12日,苏联发射了“月球二号”,飞行2天后撞击月球,成为世界首个在月球表面硬着陆的航天器。10月4日,“月球三号”升空,3天后传回了月球背面的照片,覆盖了月球背面约70%的面积。

1962年9月12日,美国时任总统约翰·肯尼迪发表关于“阿波罗”计划的演讲

金沙国际备用网址改变历史的“阿波罗”载人登月工程。到1976年,苏联先后发射了24个“月球”系列探测器,开展了巡视探测、采样返回等活动。此外还发射过“宇宙”“探测器”系列月球探测器。

“阿波罗”载人登月获得的成功和取得的成就具有伟大的历史意义和现实意义。在政治上,它终于使美国在航天技术的许多方面确立了领先地位,产生了极大的声誉。在科学上,它使人类对月球及近月空间有了首次直接的研究和认识。在技术上,取得了许多技术突破,不仅为后来的航天计划奠定了基础,而且许多技术后来也广泛地用于国民经济领域。在工程管理上,美国航空航天局因此取得了一系列宝贵的有关大型工程计划制定、实施和管理的经验。在经济上,这是一个较有争议的问题,但据一份权威报告指出,“阿波罗”计划使美国经济增长率提高了2%,物价指数下降了2%,创造了80万个就业指标。这一报告还认为,美国1958年国民收入为4062亿美元,1968年达到8640亿美元,1970年增至9046亿美元,10年间翻了一番,这些都是“阿波罗”计划刺激的结果。

除了多次无人探月活动,苏联于1962年启动了载人绕月/登月计划,打算在1967年实现载人绕月飞行、1968年将航天员送上月球。

2宏伟的登月工程

不过,自从1961年航天员加加林进入太空后,苏联的航天技术发展开始有些力不从心。至1965年,虽然他们完成了多次月球探测任务,获取了大量月球照片和资料,但用于登月的飞船和火箭系统研制进展缓慢。

金沙国际备用网址改变历史的“阿波罗”载人登月工程。美国“阿波罗”载人登月工程始于1961年5月,1969年7月20日首次实现了登月的理想,航天员阿姆斯特朗和奥尔德林驾驶着阿波罗11号飞船的登月舱降落在月球赤道附近的静海区,并相继走出舱外,在月球上迈出了人类的第一步,引起了全球的震动。此后,美国又相继6次发射“阿波罗”载人登月飞船,其中5次成功,使10名航天员先后登上了月球。

1967年,航天员弗拉迪米尔·科马洛夫独自乘坐“联盟一号”飞船,完成了一天一夜的太空飞行。然而4月24日,飞船出现了一系列故障。据资料显示,当时飞船右侧太阳能电池阵不能工作、无线电短波发射器无法使用、飞船姿态失控。在紧急自动返回失败后,飞船只能用危险的紧急弹道手动强制返回。由于姿态不正,飞船的主降落伞和备用降落伞缠绕在一起无法打开,最终以每秒上百米的速度坠毁,科马洛夫悲壮牺牲。

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1968年,探月竞争进入白热化,苏联连续发射“联盟二号”“联盟三号”以及“探测器五号”“探测器六号”,以求挽回局面。但到了1969年,其发射的月球车升空后爆炸、N-1火箭首飞坠毁、月表样本采集探测器发射失败,一连串惨痛失利,让苏联的登月计划遭受重创。

人类在月面留的第1个脚印

美国 后发先至登上月球

金沙国际备用网址改变历史的“阿波罗”载人登月工程。金沙国际备用网址改变历史的“阿波罗”载人登月工程。整个登月工程分以下几个部分:确定登月方案;实施为登月飞行做准备的4项辅助计划;研制“土星”系列运载火箭;研制“阿波罗”飞船;进行试验飞行;实现载人登月飞行。确定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,相应地确定了由指令舱、服务舱和登月舱组成的“阿波罗”载人登月飞船的总体布局。

在这场探月竞赛早期,美国一直处于下风。先后实施过“先驱者”“徘徊者”“勘察者”“月球轨道器”“探险者”等探月计划,到阿波罗计划实现载人登月时,美国完成了对苏联的反超。

率先实施的4项辅助计划是:1961-1965年发射9个“徘徊者”月球轨道器,在不同的距离上拍摄月球表面状况的照片1.8万张,以了解飞船在月球表面着陆的可能性,但探测器曾多次发射失败;1966-1968年发射5个“勘测者”月球自动着陆器,通过电视发回了8.6万张月面照片,了解了月球土壤的理化特性;1966—1967年发射3个“月球轨道器”,对40多个预选着陆地点进行详细观测,获得了1000多张小比例尺高清晰度的月面照片,据此选出10个登月点;1965-1966年发射10艘各载2名航天员的“双子座”飞船,进行了生物医学研究和飞船机动飞行、对接及舱外活动训练等。

1961年5月25日,时任美国总统肯尼迪向世界宣布,美国要用10年时间,实施雄伟的阿波罗载人登月计划。这一决定给美国此前缓慢推进的航天发展带来了强大激励。

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1962年,美国国家航空航天局完成了“土星”重型火箭的设计,并对登月轨道进行了研究。1965年至1966年,美国从“双子座”载人飞行、“勘察者”计划、“月球轨道器”计划中掌握了载人空间飞行、空间对接、轨道机动、月面登陆等关键技术,为登月储备了大量数据。1968年,“阿波罗8号”完成首次绕月飞行;1969年,“阿波罗10号”完成载人登月前的最后一次载人飞行任务。

金沙国际备用网址改变历史的“阿波罗”载人登月工程。“勘测者”月球着陆器

1969年,在苏联连射连败的哀乐声中,“阿波罗11号”飞船迎来了发射倒计时。美国东部时间7月20日22时56分,航天员阿姆斯特朗爬下“阿波罗11号”的舷梯,用脚上的九号半靴子在月球表面踩下了深深印记。他说出了那句人类航天史上的名言:“对个人来说这是一小步,但对人类来说这是巨大的飞跃。”

为了研制发射“阿波罗”飞船用的大推力运载火箭土星5号,美国先研制了土星1号和1号B火箭,用以获取研制经验和进行试验飞行。此后研制成功的土星5号重型火箭近地轨道运载能力达127吨,这一运载能力至今仍是举世无双。

阿波罗计划也并非一帆风顺,1970年发射的“阿波罗13号”飞船就遭遇了意外。4月11日,航天员吉姆·洛威尔、杰克·斯威格特、弗莱德·海斯搭乘该飞船升空,第二天服务舱发生爆炸,造成水、氧气外泄,同时损坏了电池组及二氧化碳过滤设备。地面指挥中心命令飞行乘组放弃登月,转移到没有受损的登月舱,绕到月球背面利用弹弓效应返回。这次事件中,数以万计的科学家自发投身于拯救行动中,帮助航天员解决了一道道难题,最终使飞船溅落于南太平洋,创造了航天史上的一次伟大奇迹。

3科技成就很显着

从1969年到1972年,美国共完成6次载人登月,将12名航天员送上月球,带回了382公斤月球样品,获取了大量科学数据。

在6次成功的登月飞行中,共有12名航天员登上了月球,在月球上一共停留了近280小时,在月面共出舱活动80小时36分,足迹达100千米,带回岩石样品约385千克,为月球研究提供了直接依据,大大充实了人类对月球的认识。

庞之浩表示,在这场以政治目的为主、科学目的为辅的探月竞争中,苏美两国共发射上百个形态各异的月球探测器,掀起了人类首次探月高潮。虽然是以政治目的为主,但这场竞争也促进了航天技术发展,带动了一系列新技术的创新与推广应用,大大提高了人类对月球、地球和太阳系的认识,取得了划时代的成就。

例如,通过对月面土壤样品的分析,科研人员确定,月面上土壤由微小的桔红色玻璃形式颗粒构成,这些颗粒一般富含铝、硫和锌,在月壳部分融化过程中,在月面下约300千米深处形成,后因火山活动而喷出到月面,并且通过对样品的分析与实验证实。

金沙国际备用网址改变历史的“阿波罗”载人登月工程。日本金沙国际备用网址改变历史的“阿波罗”载人登月工程。 “探月俱乐部”第三个成员

从月面土壤和岩石中可以制取水和氧,因为月面土壤和岩石中氧化铁的含量很高。这样就有可能在未来利用月面物质维持月球基地内工作人员的生命,及为登月飞行器补充燃料。

上世纪70年代中期,美苏冷战形势逐渐缓和。苏联退出了载人登月竞争,美国也从狂热中冷却,停止了登月活动。

尤其是航天员在月球上钻取了3米深的月球岩芯,发现月壤多达57层,每层代表一次陨石冲击,还测量了月球内部发出的热流,从而结束了100多年来关于月球是冷还是热的争论……另外,1985年科学家们通过对“阿波罗”登月飞船的航天员带回的月球岩土样品的分析,证实了月球上存在一种可用于核聚变发电的物质氦3,这一发现给后来月球的研究和探测工作注入了巨大动力。

“当时有一种说法:每发射一艘用于登月的‘土星五号’重型火箭,相当于烧掉一艘航空母舰。”中国航天科工二院研究员杨宇光告诉记者。

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庞之浩介绍,一枚“土星五号”火箭造价高达5亿美元,一艘阿波罗登月飞船比等重黄金贵十多倍。阿波罗计划历时11年,耗资255亿美元,为实施该计划,NASA每年预算占到美国政府总预算的4.5%左右,平均每个美国家庭要负担400多美元。这让美国承受了巨大的经济压力。

阿波罗12号航天员在月面布置的磁强计

由于这是一项“不惜代价”的工程,且技术难度极大,因此除了性价比低,其可靠性也不高,承担着很大风险。杨宇光认为,该工程技术途径比较冒进,一些设备冗余,从安全性角度来看十分冒险。

美国人认为,从科学角度看,美国“阿波罗”载人登月比苏联无人月球探测器价值要高得多,因为航天员登月可实地勘查月面,有选择地收集月岩和土壤,可放置长寿命科学试验和观测仪器,有的仪器甚至到1989年7月还向地球发送数据。有人称,一次“阿波罗”载人登月的成果相当于12次月球探测器的自动探测飞行,而一次月球探测器飞行耗资又是一次载人登月的1/4,所以苏联整个探月费用是美国的好几倍,更何况苏联探测器取样返回飞行有一半是失败的。美苏取回的月岩总量比是385∶1。

因而在接近20年间,全世界进入了深入研究探月意义的冷静思考阶段。美苏开始消化、分析已经获取的月球探测资料,将相关技术向各领域转化、推广和应用,并加速研制新的空间往返运输系统和高效探测装备。计划探月的国家或组织也在总结探月活动耗资大、效率低的经验与教训,寻找新的探测思路和战略。

登月航天员在月面安放的各种科学仪器也为科研人员提供了大量有价值的数据。例如,利用各次登月飞行中登月航天员安放的5个“阿波罗月面实验装置”(其中由阿波罗12号航天员安放的装置工作长达8年),地面科研人员能够测定月球上11个地区的月震,甚至可提前一个月加以预报。月面的仪器还向地面发回了有关月面温度变化、宇宙射线及陨石撞击等情况的大量数据。

这一时期,只有日本发射了一颗月球探测器,成为世界上第三个探测月球的国家。

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1990年1月24日,日本原宇宙科学研究所研制的“飞天号”探测器,携带一颗名为“造箭室”的小卫星发射升空。“造箭室”被释放到绕月球飞行的轨道,但很快出现故障而失灵。“飞天号”则进入一条大椭圆地球轨道,在这条轨道上10次从月球附近飞过。最终“飞天号”进入了月球轨道,但并未绕月,而是在1993年4月10日受控坠毁在月面。

航天员在月面展开的月面试验装置

这次试探性的任务,主要目的是帮助日本掌握空间探索和轨道控制技术,从探月角度来说并不成功。随后日本启动了新的探月计划,试图在1995年发射“月球-A”探测器。但由于着陆器难题迟迟未能破解,在仓库中沉睡了10多年的“月球-A”严重老化,该计划于2007年被取消。

4间接效益更闪亮

第二轮 探月高潮仍将继续

“阿波罗”工程的实施,在美国带动起了液体燃料火箭、微波雷达、遥控作业、无线电制导、超高强度和耐高温合成材料、新型电子计算机、药物及生物工程等一大批高科技工业群体。后来,该工程的人工智能、机器人和遥控作业等许多技术成果又转移到民用,促进了科技与工业的整体发展与繁荣,其二次开发应用的效益,远远超过“阿波罗”计划本身所带来的直接经济与社会效益。

1994年1月25日,美国发射了“克莱门汀”探测器,获得了当时最详细的月球表面图像,并发现月球南极可能存在大量水冰。这次任务也宣告了全球第二次探月高潮到来。

“阿波罗”计划产生了3000多项专利技术,其中1000多项用于民用,到现在人类仍然受益不浅,投入产出比是1︰14,即投入1美元,产出14美元。美国在20世纪后10年能够保持高速、高效增长,很大程度得益于阿波罗载人登月工程派生出的约上千种应用技术成果或专利在经济领域的应用,美国领先于世界的信息、生物和新材料等高新技术,很大部分来自对月球探测技术的消化、优化和二次开发。

1998年1月7日美国发射的“勘探者”月球探测器,再次证实月球上有水冰。它在寿命末期携带美国天文学家苏梅克的骨灰,撞击了月球南极一座环形山的内侧山壁,以便将其遗愿永留月球。遗憾的是,由于种种原因,这次撞击后没有观测到水蒸气。

尽管当时美国国内对“阿波罗”登月计划有着不同的认识和结论,但是它对关键科学和各种边缘交叉学科的兴起与进步,进而转化为国家未来经济实力并确保国家安全这一点是不可否认的。总之,“阿波罗”载人登月工程对促进科学发展、推动科技进步等起到了巨大的作用,它将永载人类史册。

2003年9月27日,欧洲发射了首颗月球探测器“斯玛特-1”。它是世界上首个正式应用太阳能电推进系统飞向月球的探测器。

作者:庞之浩

此前探月受挫的日本,于2007年9月14日发射了“月亮女神一号”探测器,并将这次任务称为“阿波罗计划后规模最大的月球探测工程”。“月亮女神一号”由1个主探测器和2个子探测器组成,一些仪器的探测精确度达到了以往同类仪器的10倍至100倍。

来源:国际太空

于2008年10月22日升空的“月船一号”,标志着印度也跻身了“探月俱乐部”。该探测器除了对月球地质结构和矿物资源进行调查,还携带了一个月球撞击探测装置。探测器进入月球轨道后,该装置以每秒75米的速度弹出,撞向月球,并不断拍摄月面,为印度后续选择月球车着陆位置积累资料。不过“月船一号”并未按计划完成为期两年的任务,而在2009年失联。有趣的是,英国媒体2017年报道称,已失联8年的“月船一号”被发现仍在进行绕月飞行。

2009年6月18日,美国一次发射了“月球勘测轨道器”和“月球坑观测与感知卫星”。前者在距月面50公里的圆轨道飞行,工作至今,其探测载荷分辨率优于1米,为目前世界最高。后者是世界首个专用撞击式月球探测器,于2009年10月9日猛烈撞击月面,确认月球上有不少水。

2011年和2013年,美国先后发射了“月球重力恢复和内部实验室”和“月球大气和尘埃环境探测器”,其任务分别为精确测量月球重力场,以及分析月球稀薄的大气组成、研究月面尘埃作用、了解未来探测活动可能对月球环境造成的影响等。完成使命后,它们均进行了撞击式探测。

未来几年,人类还将开展多次月球探测活动。除了我国将要实施的嫦娥四号、嫦娥五号任务,印度计划2019年发射“月船二号”,日本将发射“月球调查智能着陆器”,美国也宣称要载人重返月球。可以预见,月球上将再次热闹起来。