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阿波罗登月最难最关键的技术

(2019-07-18 09:29:12)
标签:

科技

历史

如果问阿波罗登月计划中第二难、第二关键的技术,选择有很多,火箭、飞船、对接、太空行走、登月舱、返回,等等。但是,最难、第一关键的答案只有一个:任务模式。而且,这是一个我们普通人完全能听懂的技术。

所谓任务模式,就是载人飞船从地球到月球表面,随后再返回地球的技术方案。之所以最关键、最基础,因为它直接决定火箭和飞船的设计制造、宇航员训练、计划进度和费用等等。毫不夸张地说,它决定了登月计划的一切。

 

关于登月任务模式,美国人展开了全国范围的设计和研讨。一开始,主要提出三个方案:

1、直接起飞:一个巨大火箭携带一艘飞船,直接飞到月球表面,任务完成后再次起飞返回地球。这个计划最简单,但需要的火箭太大,而且太危险,也许今天都造不出来。

2、地球轨道集合:两艘火箭把飞船不同部分送入地球轨道,对接集合后飞往月球,降落后返回。大名鼎鼎的航天之父冯·布劳恩支持这个计划。

3、月球表面集合:两艘飞船分别发射,在月球表面降落后汇合,返回地球。

这些方案的共同问题是,飞船在月球起飞返回时的负载太大,需要的燃料太多,地球上一次发射不够,多次发射太难。

 

NASA(美国航天局)正为这三个方案吵的不可开交,一个不知名的小人物约翰·霍博尔特博士,提出了第四种方案:月球轨道集合。这个方案比前三个复杂多了:一个火箭携带两个飞船,一个称指令/服务舱,一个称登月舱,登月舱又分为降落和起飞两部分。进入月球轨道后,登月舱与指令/服务分离后登月,完成任务后起飞部分起飞,与留在月球轨道的指令/服务舱对接,返回地球。

月球轨道集合与其他方案不同,飞船主体不登月,只需要一艘很小的航天器降落在月球表面,返回时登月舱降落部分又留在月球上,使月球起飞航天器的质量大大减小。这个方案最复杂,但是最经济,每次任务开始时,在地球上只需一次发射,对火箭的要求小多了。

 

月球轨道集合方案提出后,一时成了NASA的笑柄,当时连在地球轨道的飞船对接都没谱,跑到月球轨道两次三番的分离对接,简直是天方夜谭。霍博尔特教授显示出近乎病态的韧劲,两年多时间苦苦宣传辩论,硬是把这个没人理会的方案搞的尽人皆知,同时也搅的NASA大佬们不胜其烦。当人们都以为他的所有努力要完蛋的时候,来自登月进度的压力,终于让决策层摆脱了门户之见。仿佛一夜之间,月球轨道集合方案从臭大粪变成了香饽饽,每个人张口闭口都是它。

经过反复论证,月球轨道集合方案终于成为阿波罗登月最终的任务模式,后来的一切,基本按照霍博尔特的思路展开。也许不能说没有霍博尔特就没有月球轨道集合,但如果没有月球轨道集合,人类一定到不了月球。1969720日阿波罗11号登月成功、全人类的情感洪水般宣泄时,冯·布劳恩转身对霍博尔特说:谢谢,约翰。霍博尔特后来没有大红大紫,默默无闻一生,但登月的成功、月球轨道集合方案的成功,已经让这位理论力学工程师,得到了人的一生中能得到的最大肯定。

 

今天我们听来,月球轨道集合方案稀松平常,没什么了不起,但至少在当时,这是全美国工程技术人员的思想智慧和民主讨论的结晶,也是霍博尔特教授个人长年不懈坚持的结果。这个技术背后的东西多了,绝对不是我们想象的那么简单。说句不好听的大实话,今天的嫦娥相比50年前的阿波罗,还差着老大一截子。

前两天听一个科普节目,对阿波罗计划中对接技术的目的,完全解释歪了。飞船对接主要是为月球轨道集合服务的,而月球轨道集合方案,是阿波罗登月计划中最关键、最基础的技术,理应是航天爱好者的常识。而且,我认为,毫无疑问,未来中国载人登月、人类登陆火星等等,采用的一定也是月球/火星轨道集合方案。这不仅是前人已经试验成功的方案,更重要的是,根本就没有其他的可行选择。

 

人类登月50年,写个小文纪念一下,为那些知名和不知名的人类英雄。

2019.07.17.

 

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