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The Making and Im plemeng of A Prollo Program and Its Eulightenment
探測與開發(fā)月球是現(xiàn)代空間科學(xué)技術(shù)的一項主要內(nèi)容，其中最重要的事件是美國阿波羅登月計劃的制定與實施．在這項龐大的科技工程中，科學(xué)決策和科學(xué)管理對登月計劃的成功起了至關(guān)重要的作用?；仡櫤头治鲞@一事件中的幾個關(guān)鍵片斷，PJ以從中得到有益的后水．
迎接挑戰(zhàn)，作出載人登月飛行的風(fēng)險決策
阿波羅登月計劃的提出是與20世紀(jì)中葉美國與蘇聯(lián)之間軍事和政治斗爭的需要直接相關(guān)的．1957年10月4日蘇聯(lián)將世界上第一顆人造地球衛(wèi)星送入軌道，標(biāo)志了人類空間技術(shù)時代的到來，同時也拉升了蘇美空間競爭的序幕．
蘇聯(lián)衛(wèi)星的發(fā)射成功，意味著蘇美之間的。導(dǎo)彈差距”和空間差距。已經(jīng)成為嚴(yán)酷的現(xiàn)實，其軍事意義和政治意義是顯而易見的。它在美國造成了巨大的社會反響，甚至導(dǎo)致了民眾對總統(tǒng)的個信任，出現(xiàn)了總統(tǒng)的信任危機和政治危機．這就迫使美國政府改變以往“重轟炸機輕導(dǎo)彈”的戰(zhàn)略方針，采取一系列緊急措施加速發(fā)展空間技術(shù)．艾森豪威爾總統(tǒng)宣布設(shè)立總統(tǒng)科學(xué)顧問，國會正式通過航空宇航法，成立了國家航宇總局，軍方制定了一系列衛(wèi)星發(fā)射計劃．、，由于采取了上述一系列措施，美閑在人造地球衛(wèi)星、科學(xué)探測衛(wèi)星和回收技術(shù)等方面相繼取得了成功．不過，蘇聯(lián)為了證明自己的領(lǐng)先地位是不可動搖的，也折命發(fā)展g間技術(shù)。！96！年4月 12日，蘇聯(lián)發(fā)射世界上第一顆載人飛船，把宇航員加加林送人地球軌道，
運行 108分種，繞地球一周后勝利返回地面，從而開辟了人類航天的新紀(jì)元．
其實，實現(xiàn)載人飛行在50年代后期就是蘇美太空競賽的爭奪目標(biāo)．早在 1960年春美國制定的空間技術(shù) 10年發(fā)展規(guī)劃里，就提出要在！ 961年實現(xiàn)載人飛行，并積極推行載人飛行的水星計劃．然而，1961年1月上任美圍總統(tǒng)的肯尼迪卻認(rèn)為，如果在探測其他行星和發(fā)展科學(xué)衛(wèi)星方面獲得成功，比載人飛行影響要大得多．他一卜任便取消了載人飛行計劃，并在2月813的記者招待會上說；“我們對太空人的安全十分關(guān)心，不能為了抬高我們的聲望而將太空人送去冒險．我們一定要等到能達到盡可能的安全程度時才送太空人＊去，即使我們輸給蘇聯(lián)我也愿島＂加加林太空飛行的成功，充分顯示了蘇聯(lián)在蘇美太辛競賽中的絕對領(lǐng)先地位，蘇美之間的“宇間差’任。又一次拉什了，再次形成了對美園的強大政治沖擊波，使肯尼迪政府在國內(nèi)外受到巨大的壓力，在國內(nèi)被視為無能，使美國人蒙受恥辱；在西方盟國內(nèi)，幾乎喪失了盟主的權(quán)威；在與蘇聯(lián)的抗衡較量中，蘇聯(lián)政府首腦咄咄逼人．嚴(yán)峻的現(xiàn)實迫使肯尼迪不得不迅速調(diào)整空間技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略．
為了取得“空間優(yōu)勢”，以保住美國“世界霸主”的地位，經(jīng)過一番緊張磋商和籌劃， 1961年 5月 25日，肯尼迪總統(tǒng)在國會。國情咨文”中宣布了一個當(dāng)時人們意想不到的決策：“我們的國家應(yīng)當(dāng)鞭策自己達到這樣一個目標(biāo)：在60年代末，把人送上月球，并使他安全返回．在這個階段，沒有哪一項空間計劃給人類的印象會比它更深刻，在遠程空間探索中比它更重要，沒有什么任務(wù)會比它更難于完成、耗資更多了，這便是阿波羅登月計劃的提出，是肯尼迪出于政治需要做出的風(fēng)險缺策．就美國當(dāng)時空間技術(shù)的水平而言，運載火箭推力只有 170噸，僅為登月火箭所需推力的1／20－1／40；載人人空飛行只有15分鐘的經(jīng)驗；對于月球的實際情況并不十分清楚，對載人飛船究竟能否在月球上安全著陸亦無把握．這些情況肯尼迪無疑是知道的，但他還是以一個政治家的姿態(tài)，堅定地提出并限定在10年內(nèi)完成登月計劃．
阿波羅登月計劃的提出，又是肯尼迪基于國際國內(nèi)形勢分析判斷而作出的必然抉擇．從空間競爭的實力上看，美國自20世紀(jì)以來，經(jīng)濟、科技和綜合國力一直居于世界之首，只要使各方面充分動員起來，是完全可能如期實現(xiàn)登月目標(biāo)的；從技術(shù)難度上看，登月要求遠高于載人太空飛行，是迎頭趕超蘇聯(lián)而不是尾隨其后；從政治效果看，登月更具有震撼力，可以一舉提高美國在國際上的聲望．因此，肯尼迪的登月決策是與蘇聯(lián)進行空間角逐的最佳選擇，順應(yīng)了美國朝野要在太空與蘇聯(lián)袂一雌雄的社會心態(tài)，這個雄心勃勃但又冒著極大風(fēng)險的計劃，終于在國會獲得個票通過．這種朝野一致的共識，保證了阿波羅登月計劃得以在以后各屆政府支持和組織下順利實施．
反復(fù)比較，選擇最佳登月技術(shù)方案
阿波羅登月計劃提出后，采取什么方案才能切實可行地按時完成登月任務(wù)呢？當(dāng)時科學(xué)家和工程師們提出了三種方案．一是。直接登月法”：使用推力極大的諾瓦火箭將巨大的阿波羅飛船直接推向月球，然后使用制動火箭使整個飛船在月球上軟著陸．這個方案的優(yōu)點是飛行過程簡單，但它需要研制出強大推力的火箭．上：是。·地球軌道交會法。：用幾枚土星—v火箭將阿波羅飛船及其裝載推進劑的逃逸火箭等分別送入地球軌道，在那里使它們交會對接起來，再飛往月球，飛船整體在月球軟著陸．三是國家航空航天局蘭利研究中心霍博爾特（J．C．Houbolt）博士提出的“月球軌道交會法”：運載火箭先將載有三名宇航員的阿波羅飛船送入月球軌道，在沿月球軌道的飛行中，兩名宇航員進入登月艙，然后登月艙脫離飛船的主體一指令艙，用制動火箭逐步降低速度，在月面上降落．完成登月和月球考察以后，登月艙從月球表面上升返回月球軌道，并與一直在月球軌道上運行的阿波羅飛船主體交會對接，然后三名宇航員拋棄登月艙；啟動指令艙火箭，脫離月球軌道，返回地球．這個方案給人的直覺印象是成功率較?。贿^，由于不再需要使整個阿波羅飛船在月球上軟著陸的龐大推進系統(tǒng)．被運載的空問飛行器的重量將減輕將近一半，只使用一枚土星．V火箭就足夠了．霍博爾特的方案得到了蘭利研究中心空間小組的贊同．
三種登月方案提出后，各有一批支持者．最初，航空航天局總部不少人傾向于采納地球軌道交會祛，航空航天局下屬的馬歇爾航天飛行中心主任馮·布勞恩等人則認(rèn)為直接登月法更好，但不久馮·布勞恩轉(zhuǎn)而支持地球軌道交會法．相比之下．月球軌道交會祛卻在航空航天局遭到冷遇．以至霍博爾特不得不致信航空航天局副局長西門斯，敦請航空航天局采取積極的態(tài)度對待他的方案．三種登月方案各有利弊，一時很難作出抉擇．為此，國家航空航天局相繼組織了土個專家組和一個與國防部聯(lián)合的委員會進行調(diào)查研究．對三種方案進行了深入的、慎重的分析和權(quán)衡工作。首先考慮的是登月的人數(shù)，在月球上的時間和在月球上進行活動的可能的規(guī)模和范圍．在這幾方面，月球軌道交會和直接登月都略占優(yōu)勢、接著分析了三種方案在性能上的差別．第一個問題是在研制和試驗過程中，如果需要增加部件和分系統(tǒng)重量的話，準(zhǔn)備使用的推進系統(tǒng)是否仍然可用。結(jié)論是，地球軌道交會法最難辦，接下來的順序是月球軌道交會法和直接登月您．第二個問題是三種方案對制導(dǎo)精度、通信和跟蹤的要求，結(jié)論是直接登月所需的制導(dǎo)系統(tǒng)最簡單，對通信和跟蹤的要求也最容易實現(xiàn)．在權(quán)衡每種方案的研究難度時，他們發(fā)現(xiàn)，直接登月法所需的大推力火箭難以在登月計劃期限內(nèi)研制出來，月球軌道交會法的難度明顯小于其它兩個方案，并且完成任務(wù)所需要的時間最短．對各個方案所需的經(jīng)費作了比較，結(jié)論是月球軌道交會法的研制費用比其他兩種要低10％．飛行的安全概率是選擇的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，計算結(jié)果表明，月球軌道交會法和直接登月法的成功率近似相等，地球軌道交會浴成功的概率，僅為前者的2／3．最后，又詳細討論了三種方案的發(fā)展?jié)摿?，結(jié)論是每種方案都會對地球軌道飛行、載入星際計劃和軍事應(yīng)用等方面起重大推動作用．
總之，國家航空航天局經(jīng)過對三種方案反復(fù)比較、激烈爭辯、充分論證，最終以進程、經(jīng)費、安個和研制的簡易件作為主要的考慮因素，選定月球軌道交會法作為基本方案，并據(jù)此提出報告．
精心準(zhǔn)備，確保登月萬無一失
按照月球軌道交會法方案，整個飛行過程有88個步驟，特別是在遠離地球38萬公里的月球軌道上交會對接，需要飛船和運載火箭有極精確的控制設(shè)備，同時要求各部件高度可靠．為完成登月和安全返回，要為三名宇航員提供較長時間的適合的生活環(huán)境和工作條件；要有精確可靠的通信聯(lián)系和跟蹤控制設(shè)備．此外，整個設(shè)計要便于進行月球探險和進行各種科學(xué)實驗。根據(jù)這些要求，登月飛船要有防高溫；防輻射而又堅固輕巧的外殼，它還要攜帶高度精確可靠的推力系統(tǒng)、控制和導(dǎo)航系統(tǒng)、穩(wěn)定系統(tǒng)、通信和跟蹤系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、生命保障系統(tǒng)以及各種科學(xué)實驗用的儀器設(shè)備重量高達40多噸．為此，美國專門設(shè)計了土星—V三級火箭和阿波羅飛船．土星—V火箭的研制被列為國家最重要的計劃之一，設(shè)計者在結(jié)構(gòu)
上作了大膽的革新，其中1－2發(fā)動機的技術(shù)突破成為士星—V研制成功的關(guān)鍵，它使用液氧一液氫作為推進劑，比沖高達424秒，并具有第二次點火能力．土星—V于 1967年 11月首次試飛成功，這項現(xiàn)代火箭技術(shù)的最高成就為將阿波羅飛船送往月球奠定了基礎(chǔ)．阿波羅飛船采取層層分解、同步進行的辦法進行研制，對不同技術(shù)方案均給予同等的機會，結(jié)果僅用了4年時間就完成了由幾百個部件構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)．至于阿波羅飛船和土星，v的裝配，若按常規(guī)到發(fā)射場組裝，必須建造一個巨大的發(fā)射臺和裝配架，這樣必將喪失許多時間．航空航天局決定打破常規(guī)，在肯尼迪宇航中心建造一座裝配大樓，在樓里組裝好 130米大飛船，再用超巨型履帶運輸車運到發(fā)射場．這一決策取得了成功，以往發(fā)射前的準(zhǔn)備時間都要數(shù)月之久，這次只用了十幾天．
為了摸清月球情況和取得登月經(jīng)驗，美國在1961年～1967年間先后實施了三個無人駕駛的月球勘查計劃．這不是一件容易的工作，發(fā)射“徘徊者”系列探測器九個，其中1～6號探測器發(fā)射均告失??；發(fā)射?？睖y者”系列探測器七個，其中兩次大敗了：：發(fā)射“月球軌道環(huán)行器”五個。經(jīng)過這此勘查，拍攝到大量月球照片，試驗了月球表面的堅實程度和土壤的性質(zhì)，證明了月球完全適宜阿波羅飛船降落，選定了五個降落點．
為了了解人在太空環(huán)境中能否長期生活，在失重條件下能否工作，能否定出艙外活動，美國在 1961年～1966年實施了載人宇宙飛行的水星計劃（2次飛行）和“雙子星座”計劃（（2次不載人飛行和10次載人飛行），宇航員在太空中進行了操作、太空步行、交會、對接、返回等技術(shù)實習(xí)，為哪可波羅”飛行提供了寶貴的經(jīng)驗和資料．
鑒于登月技術(shù)條件基本具備的情況，美國航空航天局決定于 1967年 2月發(fā)射第一艘阿波羅飛船．為了確保登月成功，決定事先進行登月飛行模擬實驗． 1967年 1月 27日下午，宇航員格倫、懷特和查飛進入了阿波羅1號飛船的太空艙．在倒計時階段意外地發(fā)生了太空艙失火事故，由于無法及時打開艙門，造成3名宇航員死亡。發(fā)射臺慘案發(fā)生后，犧牲的勇士的形象時常縈繞在阿波羅飛船的計劃者和工程師們的腦際．但是他們記起次數(shù)最多的，是格倫的話；“要是我們死亡，我們要大家把它當(dāng)作尋常事．我們做的是一種冒險事業(yè)，我們希望萬一我們發(fā)生意外，不要耽擱計劃的進行，征服太空是值得冒生命危險的”．他們沒有因為這次意外事故而耽擱整個計劃的進行，用了近！年的時間全面檢查計劃和改進設(shè)計，飛船里增加了諸如迅速打開艙門等許多安全設(shè)備．此外，從 1967年 11月到1969年 5月，先后 9次發(fā)射阿波羅飛船，進行無人駕駛登月試驗門次）和有人駕馭地月軌道實驗。到此為止，準(zhǔn)備丁作基本完成，登月條件完全成熟．
1969年7月16日，阿波羅11號飛船載著3名宇航員按預(yù)定時間在肯尼迪航天中心發(fā)射，20日中午，隊長阿姆斯特朗和奧爾德林進入登月艙，隨后讓登月艙同飛船分離，登月艙于21日3時51分在月球軟著陸，阿林斯駕駛飛船繞月球飛行．阿姆期特朗首先走出登月艙，伸出左腳，在月球上印下人類的第一個腳?。缓笏f出了等待許久的話：“對一個人來說，這是一小步，但對人類來說，這是跨了一大步．”然后，奧爾德林也踏上了月球．兩位宇航員在月球上停留了 21小時 18分，在艙外活動了2小時21分鐘．22日，他們駕駛登月艙從月面上升起飛，并與飛船對接．25日，載著3名宇航員的指令艙安全濺落在太平洋上．阿波羅11號飛船載人登月飛行的圓滿成功，使人類足跡第一次踏上地球以外的其它星球，在空間技術(shù)發(fā)展史L具有里程碑的意義．它的成功也標(biāo)志著美國在空間技術(shù)領(lǐng)域趕上并部分超過了蘇聯(lián)．
此后，美國又進行過五次阿波羅飛船的飛行，其技術(shù)不斷提高，人類在月球上停留的時間越來越長，對月球的科學(xué)考察和從月球上帶回的東西也更加豐富．阿波羅計劃原訂19次飛行，但在美國國內(nèi)認(rèn)為耗資過大的輿論壓力下，最后以阿波羅17號飛船安全返回而于1972年 12月宣告結(jié)束．
阿波羅登月計劃成功的啟示
阿波羅登月計劃的制定與實施過程，對我們的啟示是多方面的，主要有以下幾點：
1、空間科學(xué)技術(shù)是國際競爭的焦點
阿波羅登月計劃的提出，源于美蘇之間的較量．以前，衡量一項科學(xué)技術(shù)是否值得發(fā)展，通常有兩個標(biāo)準(zhǔn)，那就是有沒有科學(xué)價值以及生產(chǎn)、軍事、生活等方面的實用價值，現(xiàn)在又加上了一個標(biāo)準(zhǔn)——政治價值，把空間科技成果同國家威望和社會制度聯(lián)系在一起了．阿波羅登月計劃的決策，是重大科技工程政治化的一個典型事例．這一計劃實施歷時10多年之久，耗資達240億美元之巨，經(jīng)過4屆總統(tǒng)更迭而未間斷．其間，起決定性作用的是美國政府首腦和議會間有一個共同為改變美蘇間“空間差距”的政治目標(biāo)。正是在這一目標(biāo)的驅(qū)使下，他們才甘冒風(fēng)險，不失時機地連續(xù)執(zhí)行了這一既定方針．其結(jié)果是，意義遠遠超出了政治較量本身．不僅使美國在空間技術(shù)領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先，在政治上和軍事上得到好處，而且對美國的科技進步乃至經(jīng)濟發(fā)展也起到了巨大的推動作用．登月作為一項高度綜合的技術(shù)，刺激了一大批尖端科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展；登月作為一項巨大的科研工程，取得了大量的科技成果，滲透到社會的各個領(lǐng)域，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟效益。阿波羅登月計劃產(chǎn)生的社會影響如此廣泛和深遠，不能不說計劃的主要決策者作出這一決策時所表現(xiàn)的遠見，預(yù)見到高技術(shù)將是國際竟?fàn)幍慕裹c．
2、尋求最佳方案是大型科技工程的客觀要求
阿波羅登月計劃的提出雖然有強烈的政治背景，但計劃的制定與實施必須經(jīng)過嚴(yán)格的科學(xué)論證．這項計劃是有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和職能部門在對美國科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟條件等進行調(diào)查、分析、研究的基礎(chǔ)上提出來的．登月方案的選擇過程說明，大型科技工程技術(shù)復(fù)雜，耗資巨大，實施方案的提出應(yīng)該提倡多路探索，讓不同方案公平競爭，注意傾聽各種意見，甚至是個別人的意見．方案的確定必須建立在對各種方案深入調(diào)查、充分論證．量化分析、利弊權(quán)衡、綜合優(yōu)化的基礎(chǔ)上。而不是憑直覺或經(jīng)驗進行判斷．
3、科學(xué)管理是大型科技工程成功的根本保證
為了實現(xiàn)在60年代末把人送上月球并安個返回的既定目標(biāo)，美國動員了120所大學(xué)、 2萬家企業(yè)、 400萬人參加；科學(xué)技術(shù)史上從未有過在這樣短的時間內(nèi)，動員如此巨大的人力，解決這樣多而困難的技術(shù)問題，從這個意義上講，阿波羅登月計劃的成功是由于管理能力上的巨大飛躍，有人把它叫做“管理上的革命”——將政府、工業(yè)部門和大學(xué)結(jié)合成一體；發(fā)明了新的系統(tǒng)和新的質(zhì)量控制技術(shù)，采用電于計算機，同時指揮著50萬人的活動，并充分發(fā)揮每個人的特長．阿波羅登月計劃實施過程中所采取的組織、管理方式，是值得大型科技工程借鑒的．
4、決策者的良好素質(zhì)是確保大型科技工程成功的關(guān)鍵
肯尼迪果斷作出登月風(fēng)險訣策所表現(xiàn)出的非凡的直覺和洞察力；登月方案制定者和執(zhí)行者在方案選擇和準(zhǔn)備工作中所表現(xiàn)的嚴(yán)謹(jǐn)、嚴(yán)密、高效的工作作風(fēng)和面對失敗所表現(xiàn)的冷靜、果敢、百折不撓的頑強精神，這些都說明了整個登月計劃制定與實施過程中決策者的良好素質(zhì)具有至關(guān)重要的作用．
