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阿波羅11號(Apollo 11)是美國國家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)的阿波羅計劃(Project Apollo)中的第五次載人任務,是人類第一次登月任務,三位執行此任務的宇航員分別為指令長阿姆斯特朗(Neil Armstrong)、指令艙駕駛員邁克爾·科林斯(Michael Collins)與登月艙駕駛員巴茲·奧爾德林(Buzz Aldrin)。1969年7月20日,阿姆斯特朗與奧爾德林成為了首次踏上月球的人類。阿波羅11號的成功實現了美國總統約翰·肯尼迪(John F. Kennedy)在1961年5月25日的演說中聲稱美國會在1970年以前「把一個宇航員送到月球上並把他安全帶回來」的目標。據香港《文匯報》2009年1月31日報道,美國加州歷史資源保護委員會29日一致投票通過,把美國宇宙飛船「阿波羅11號」1969年在月球上留下的106件物品,列入歷史資源加以保護。

1 阿波羅11號 -基本資料

阿波羅11號阿波羅11號 任務徽章

任務名稱:阿波羅11號

呼號 指令/服務艙:哥倫比亞號

登月艙:鷹號

成員人數:3

發射地點:佛羅里達州肯尼迪航天中心 LC 39A

發射:1969年7月16日 13:32:00 UTC

登月:1969年7月20日 20:17:43 UTC 0°40'26.69"N-23°28'22.69"E 靜海

月錶行走時間:2小時31分鐘40秒

月錶停留時間:21小時36分鐘20秒

月球標本質量:21.55千克

降落:1969年7月24日 16:50:35 UTC 北緯13度19分,西經169度9分

任務時間:8天13小時18分鐘35秒

環繞月球軌道:30周

月球軌道時間:58小時30分鐘25.79秒

質量 指令艙:30,320千克

登月艙:16,448千克

2 阿波羅11號 -成員

任務成員
阿波羅11號左起:阿姆斯特朗、科林斯、奧爾德林

尼爾·阿姆斯特朗 (曾執行雙子星8號以及阿波羅11號任務),指令長

巴茲·奧爾德林(曾執行雙子星12號以及阿波羅11號任務),登月艙駕駛員

邁克爾·科林斯(曾執行雙子星10號以及阿波羅11號任務),指令/服務艙駕駛員

替補成員

替補成員同樣接受任務訓練,在主力成員因各種原因無法執行任務時接替。

吉姆·洛威爾(Jim Lovell,曾執行雙子星7號、12號、阿波羅8號以及阿波羅13號任務),指令長
弗萊德·海斯(Fred Haise,曾執行阿波羅13號任務),登月艙駕駛員
比爾·安德斯(Bill Anders,曾執行阿波羅8號任務),指令艙駕駛員

支持團隊成員

支持團隊並不接受任務訓練,但被要求能夠在會議時代替某位宇航員,並參與任務計劃的細節敲定。他們也經常在任務被執行時擔任地面通訊任務。

查爾斯·杜克(Charles Duke,曾執行阿波羅16號任務)
羅納德·埃萬斯(Ronald Evans,曾執行阿波羅17號任務)
歐文·加里歐特(Owen Garriott,曾執行天空實驗室3號以及STS-9任務)
唐·林德(Don L. Lind,曾執行STS-51-B任務)
肯·馬丁利(Ken Mattingly,曾執行阿波羅16號、STS-4以及STS-51-C任務)
布魯斯·麥克坎德雷斯(Bruce McCandless,曾執行STS-41-B以及STS-31任務)
哈里森·施密特(Harrison Schmitt,曾執行阿波羅17號任務)
威廉·波格(William Pogue,曾執行天空實驗室4號任務)
傑克·斯威格特(Jack Swigert,曾執行阿波羅13號任務)

3 阿波羅11號 -任務介紹

發射
阿波羅11號裝載著阿波羅11號的土星5號(1969年7月16日)

阿波羅11號的發射現場吸引了超過一百萬的人群,全世界觀看發射現場直播的觀眾人數也達到了創記錄的六億人。理查德·尼克松總統在白宮橢圓形辦公室里觀看了現場直播。

裝載著阿波羅11號的土星5號火箭於當地時間1969年7月16日9時32分(13時32分UTC)在肯尼迪航天中心發射升空,12分鐘後進入地球軌道。環繞地球一圈半后,第三級子火箭點火,航天器開始向月球航行。30分鐘后,指令/服務艙從土星5號分離,在轉向後與登月轉接器(Lunar Module Adaptor)中的登月艙連接。月球轉移軌道射入(Translunar injection,TLI)將航天器射向月球。

登月

阿波羅11號於7月19日經過月球背面,很快點燃了主火箭並進入了月球軌道。在環繞月球的過程中,三名宇航員在空中辨認出了計劃中的登月點。

阿波羅11號的登陸點在靜海(Mare Tranquillitatis)南部,在Sabine D環型山西南20公里處。這個登陸點被選擇的原因是它比較平整(來自於流浪者8號(Ranger 8)、勘察員5號(Surveyor 5)以及月球軌道器(Lunar Orbiter)提供的信息),也就不會在降落和艙外活動時製造太多困難。登陸之後,阿姆斯特朗把登陸點稱做「靜海基地」。

阿波羅11號奧爾德林在月球上留下的鞋印。

7月20日,當飛船在月球背面時,呼號為「鷹號」的登月艙從呼號為「哥倫比亞號」的指令艙中分離。科林斯獨自一人留在「哥倫比亞」上,在鷹號繞垂直軸旋轉時仔仔細細地檢查了一遍,以確保這個飛行器一切正常。檢查過後,科林斯做了一個簡單的告別手勢——「兩位多加保重」——便離開了。科林斯的任務是留在指令艙中並繞月球環行,在以後的24個小時中只能監測控制中心與鷹號之間的通訊並祈禱登月一切順利。如果鷹號發生了意外並且不能夠從月面起飛的話(可能性極大),科林斯就只能獨自一人返回地球。

很快,阿姆斯特朗和奧爾德林啟動了鷹號的推進器並開始下降。他們很快意識到它「飛過頭」了:他們向月面降落時,表明計算機過載的警報器開始響起。鷹號在下降彈道中多飛了4秒,也就是說登月點會離計劃西面若干公里遠。導航計算機出現了若干次異常的程序警報。在休斯頓的約翰遜太空中心,飛行控制指揮官史蒂夫·貝爾斯(Steve Bales)面臨著一個關鍵的、一剎那間的抉擇——終止登月計劃(這也意味著終止整個飛行計劃,因為飛行器上的燃料僅夠進行一次嘗試),或者命令宇航員按照計劃行動,不要理會登月艙計算機出現的問題。貝爾斯後來承認,他是「憑著直覺」允許阿姆斯特朗嘗試登月的。重新開始注意窗外之後,阿姆斯特朗發現他們正處在一塊岩石和一片硬地之間。計算機失靈導致他們飛過了預選著陸區,而燃料也很快就要耗盡了。此時,阿姆斯特朗選擇了手動控制登月艙。登月艙不斷下降,燃料開始耗盡——登月艙位於月面上空大約9米,所剩燃料僅夠用30秒鐘——阿姆斯特朗在遍布礫石和隕石坑的月面冷靜地找到一處適合於著陸的地方,並駕駛登月艙穩穩地降落在月球上。準確的登陸時間是1969年7月20日下午4時17分43秒(休斯頓時間)。

巴茲 奧爾德林是第二個將腳印留在月球上的人

巴茲 奧爾德林是第二個將腳印留在月球上的人

阿姆斯特朗和奧爾德林互相看了一眼,會心地笑了。休斯頓飛行控制中心內鴉雀無聲,大家都在靜靜地等待著。終於,他們聽到了阿姆斯特朗的聲音:「休斯頓,這裡是靜海基地。『鷹』著陸成功。」飛行控制中心頓時爆發出一陣熱烈的歡呼聲。在登月艙里,阿姆斯特朗和奧爾德林把手伸過儀錶盤,默默地握了一下。

登月過程中的程序警報是「執行溢出」,意味著導航計算機無法在規定時間內完成預定任務。後來發現,溢出的原因是登月艙的對接雷達在降落時沒有關閉,使計算機仍然監視並不在使用的雷達。由於在緊急關頭的一句「繼續」,史蒂夫·貝爾斯後來獲得了一枚總統自由勳章。

降落後不久,在艙外活動的準備工作開始之前,奧爾德林通過無線電向地球念道:這裡是登月艙駕駛員。我想利用這個機會讓所有正在聽的人,不論他們是誰或在哪裡,靜下來,回顧一下過去幾小時所發生的一切,並以他或者她自己的方式表示感恩。 

作為共濟會的成員,奧爾德林接下來進行了聖餐禮。奧爾德林將他所進行的聖餐禮保密,甚至都沒有告訴他的妻子,因為阿波羅8號宇航員在月球軌道中念的《創世記》使航空航天局被無神論者麥達琳·默里·歐黑爾(Madalyn Murray O'Hair)起訴。

踏上月球
阿波羅11號阿姆斯特朗踏上月球

7月21日2點56分(UTC),鷹號降落六個半小時后,阿姆斯特朗扶著登月艙的階梯踏上了月球,說道:「這是我個人的一小步,但卻是全人類的一大步(That's one small step for a man, one giant leap for mankind.)。」奧爾德林不久也踏上月球,兩人在月表活動了兩個半小時,使用鑽探取得了月芯標本,拍攝了一些照片,也採集了一些月表岩石標本。

月面活動

隨後奧爾德林踏上了月球,他描述月球是一個「廣袤荒蕪」的地方。

通過鷹號登陸艙60°視域的三角形舷窗,他們對著陸場進行了觀察以確定安放「早期阿波羅科學實驗包」(EASEP) 和一面美國國旗的位置。所需的準備時間超出了計劃的兩小時。最開始時,阿姆斯特朗無法順利的背負攜帶型生命保障系統(PLSS)通過艙門。據另外一名資深月球漫步者約翰· 楊稱:阿波羅登月艙曾經進行過改造以適應一個較小的艙門,而生命保障系統背包卻沒有隨之改進,進出的困難使宇航員心率幾個最高紀錄都集中出現在出入登月艙時。

因為胸前安裝遙控單元的阻礙,阿姆斯特朗看不到自己的腳步。在他緩緩從登月艙的9級爬梯爬下的過程中 ,阿姆斯特朗拉動了一個D字形拉環,釋放了摺疊狀態安置於鷹號側壁上的一個叫做模塊化設備組合的設備並同時激活了電視攝像機首次登月使用的是慢掃描電視與商業電視的組合,即畫面先放映在特殊的顯示器上,之後由一台普通電視攝像機對著這台顯示器拍照,這種中繼的拍攝方法大大的降低了畫面的質量。畫面信號首先由位於美國境內的金石深空通訊中心接收,但位於澳大利亞的金銀花溪跟蹤站獲取的信號保真度更高。幾分鐘以後信號轉接到靈敏度更高的澳大利亞帕克斯射電望遠鏡。儘管直播遇到了許多技術和天氣困難,首次月面艙外活動模糊的單色畫面還是向全世界至少6億人進行了直播。雖然這段視頻存世數量很大,但保存於美國國家航空航天局的原始慢掃描源版錄像卻在一次日常洗帶操作中被毀。索性文檔錄像的副本最終在登月直播的一個地面接收站,澳大利亞的柏斯被找到。

描述過月麵灰塵之後(「極細,幾乎是粉狀」),阿姆斯特朗走下了登月艙的支腳開始了人類首次對另外一個星球的探索。作為阿波羅系統的工程性實驗品,阿姆斯特朗首先對阿波羅11號登月艙進行了拍攝,以供工程師對登月艙降落後的情況做出判斷。之後他使用安裝在一根杆子端頭的採樣袋進行了應急土壤採樣,並將樣品袋摺疊塞到了右側大腿上的儲物袋中。接下來他從模塊化設備組合中取出了電視攝像機並完成了一次全景拍攝,之後將攝像機安裝在距登月艙12米(40英尺)遠的三腳架上。

奧爾德林隨後踏上月球表面並測試了包括雙腳跳在內的幾種在月球表面走動的方法。儘管生命保障背包造成了一些后墜的趨勢,不過兩名宇航員在保持平衡方面的問題並不嚴重。隨後宇航員發現跨步跑是月面活動中最方便的方式,宇航員們報告稱,必須得提前6、7步規劃移動方向,因為月球表面細膩的土壤很滑。奧爾德林報告說:在從陽光走入陰影的過程中,太空服內部溫度沒有變化,但頭盔在陽光下要比陰影中暖和。

在月球上安放美國國旗之後,宇航員們與美國總統理查德·尼克鬆通了電話,這次電話交談被尼克松稱為「從白宮打出的最具歷史性的電話」。尼克松原本準備在電話上做一個較長的演說,不過時任駐白宮的美國國家航空航天局阿波羅11號聯絡員的弗蘭克·伯曼說服了尼克松,最終將這次通話進行了縮減以示對肯尼迪登月遺願的尊重。

返回地球
阿波羅11號裝載著阿波羅11號的土星5號火箭 

奧爾德林先爬進了登月艙,之後兩名宇航員一起用一種叫做月面器材傳送帶的扁平索滑輪裝置費力的將拍攝的膠片和2個裝有約22公斤月面樣本的盒子運進登月艙。阿姆斯特朗隨後跳上爬梯的第三級,並爬進了登月艙。為了減輕登月艙上升級的重量以返迴繞月軌道,兩名宇航員在轉換到登月艙上的生命保障系統后,開始將宇航服上的PLSS(攜帶型生命保障系統)背包、月面套鞋、相機和其他一些設備拋棄在月面上。之後他們重新對登月艙加壓,接著就去睡覺了。

在進入客艙時,奧爾德林不小心碰壞了解除上升級主發動機保險的開關,最初人們擔心沒有這個開關將無法點燃引擎,以至於把宇航員們困在月球上無法返回。幸運的是這個開關用一個圓珠筆就可以打開,如果不是這樣,宇航員們就得重新設置登錄倉的電路以點燃上升級發動機。

在休息了約7個小時以後,指揮中心叫醒了兩名宇航員並指示他們進行回航準備。又過了兩個半小時,UTC17:54時,他們乘坐鷹號上升級離開月面返迴繞月軌道與指令倉哥倫比亞號上的指令倉駕駛員邁克爾·柯林斯會合,隨他們返回的還有21.5公斤的月面樣本。

在月面上的兩個半小時左右的時間裡,宇航員們放置了許多科學儀器,比如月面激光測距實驗使用的反射器陣列等。他們留在月面上的還有:一面美國國旗和一個紀念牌(安置在登月艙下降級爬梯上),紀念牌上畫有2幅地球的圖像(東半球和西半球)、題字、宇航員的簽名和理查德·尼克松的簽名。紀念牌上的題字為:公元1969年7月,來自地球的人類第一次登上月球,我們為全人類的和平而來。

登月艙上升級上的影片記錄顯示,在起飛階段時,放置在離下降級25英尺遠的美國國旗被上升發動機噴出的氣體猛烈吹動。隨著降落場慢慢離開視野,旗子似乎已經傾倒,但是否傾倒誰都不確定(但據奧爾德林說:「登月艙的上升級與下降級分開...我當時正盯著電腦,尼爾正看著高度表,但我還是看了一眼,發現旗子倒了。」)。在阿波羅11號之後所有登月飛船放置在月面上的美國國旗都至少離開登月艙100英尺,以避免被上升發動機吹倒。

在與哥倫比亞號會合之後,鷹號登月艙被拋棄並留在繞月軌道上。據國家航空航天局報告稱,鷹號的軌道逐漸降低最終在「某一地點」與月球相撞。

7月23日,在濺落前夜,三名宇航員進行了一次電視直播。柯林斯說:「...把我們送入軌道的火星五號火箭的複雜程度是難以想象的,它的每一部件都很完美...我們始終對它抱有信心。沒有為這個計劃流血、流汗、流淚的人們,這一切都不會成為現實...雖然你們現在看到的只有我們三個,但在幕後有成千上萬的人為計劃作出了貢獻,我想對他們說:『十分感謝』」。奧爾德林說:「...這不僅僅只是三個人去月球完成一次任務,也不僅僅是一個政府和產業團隊的努力,也不僅僅是一個國家的努力。我們感覺這象徵了人類對未知世界探索的求知慾...從我個人來說,回想過去幾天,聖歌中的一節出現在我腦中『When I consider the heavens, the work of Thy fingers, the Moon and the stars, which Thou hast ordained; What is man that Thou art mindful of him?』」。阿姆斯特朗總結道:「這次飛行的責任是歷史付與的、是科學先驅們付與的責任、是美國人民的意志付與的、是四個部門和他們的委員會付與的、是製造了火星火箭、哥倫比亞號、鷹號和艙外活動單元,包括宇航服和背包,也就是我們在月球上的小飛船,是製造了他們的公司與產業團隊付與的。我們感謝建造、設計、實驗了飛船並為之付出努力併發揮才智的所有美國人,今晚,我們特別感激他們。願上帝保佑所有收聽收看我們直播的人,這裡是阿波羅11號,晚安。」

宇航員們於7月24日返回地球,並受到了英雄般的歡迎。他們的濺落點為北緯13度19分,西經169度9分,維克島以東2660公里(1440海里),或約翰斯頓環礁以南380公里(210海里),距回收船大黃蜂號24公里(15英里)。在濺落約一小時后,宇航員們被回收直升機發現,之後宇航員們進入了一個用做隔離設施的拖車。尼克松總統親自登上了回收船歡迎宇航員返回地球。

為避免從月球帶回未知病原體,阿波羅11號的乘員在返回地球后被隔離,但是被關了3周之後(拖車中一周,林登·B·約翰遜宇航中心的月球物質回收和回歸宇航員檢疫實驗所兩周),宇航員們並沒有任何事情。1969年8月13日,宇航員們離開了隔離區並接受美國民眾的歡呼,同一天在紐約、芝加哥和洛杉磯都進行了為他們慶祝的遊行。

當晚在洛杉磯為阿波羅11號成員舉行了國宴,出席的有國會議員,44位州長,首席大法官和83個國家的大使。總統尼克松和副總統斯派羅向每位宇航員頒發了總統自由勳章,這次慶典只是一個長達45天的名為「一大步」巡遊的開始,在這次巡遊中宇航員們去了25個國家,期間還拜

1969年9月16日,三名宇航員在國會山舉行的參眾兩院聯席會議上發表演講,他們向眾議院和參議院分別贈送了一面隨他們登月的美國國旗。

指令艙現在陳列在華盛頓的國家航空航天博物館中,它被擺放在朝著傑弗遜大道入口的主展廳正中,在主展廳里還有其他先驅飛行器,比如聖路易精神號、貝爾X-1、北美X-15、水星艙友誼7號和雙子星4號。用作隔離艙的拖車被陳列在弗吉尼亞州華盛頓杜勒斯國際機場的史密森Udvar-Hazy中心。

4 阿波羅11號 -意外情況下的電視演說

威廉·薩菲爾為尼克松總統準備了一份名為「月球災難」的電視演說稿,以備登月宇航員被困在月球上無法返回時使用。

5 阿波羅11號 -通訊

阿波羅11號飛船安裝了摩托羅拉的無線應答器,用於傳遞地球與月球間的語音通訊和電視信號.阿姆斯特朗在月球上的第一句話是通過摩托羅拉政府電子部設計並製造的轉發器傳回地球的. 美國在月球上的漫遊車使用摩托羅拉調頻無線接收機來提供相距三十八萬六千公里的月球與地球之間的話音聯絡。這種接收機的靈敏度比普通汽車收音機高一百倍。卻只有0.681公斤

6 阿波羅11號 -構成

1.指揮艙——宇航員在飛行中生活和工作的座艙,也是全飛船的控制中心。指揮艙為圓錐形,高3.2米,重約6噸。指揮艙分前艙、宇航員艙和后艙3部分。前艙內放置著陸部件、回收設備和姿態控制發動機等。宇航員艙為密封艙,存有供宇航員生活14天的必需品和救生設備。后艙內裝有10台姿態控制發動機,各種儀器和貯箱,還有姿態控制、制導導航系統以及船載計算機和無線電分系統等。

2.服務艙——前端與指揮艙對接,後端有推進系統主發動機噴管。艙體為圓筒形,高6。7米,直徑4米,重約25噸。主發動機用於軌道轉移和變軌機動。姿態控制系統由16台火箭發動機組成,它們還用于飛船與第三級火箭分離、登月艙與指揮艙對接和指揮艙與服務艙分離等。

3.登月艙——由下降級和上升級組成,地面起飛時重14.7噸,寬 4.3米,最大高度約7米。①下降級:由著陸發動機、4條著陸腿和 4個儀器艙組成。②上升級:為登月艙主體。宇航員完成月面活動后駕駛上升級返迴環月軌道與指揮艙會合。上升級由宇航員座艙、返回發動機、推進劑貯箱、儀器艙和控制系統組成。宇航員座;艙可容納2名宇航員(但無座椅),有導航、控制、通信、生命保障和電源等設備。

4.登月飛行——"阿波羅"11號飛船於1969年7月20-21日首次實現人登上月球的理想。此後,美國又相繼6次發射"阿波羅"號飛船,其中5次成功。總共有12名航天員登上月球。

7 阿波羅11號 -締造者簡介

沃納·馮·布勞恩(1912年——1977年),德國工程師,在火箭技術和太空探測等方面都有光輝的成就。他先後為著名的V-1、V-2火箭的誕生、美國第一顆衛星的發射成功,以及第一艘載人飛船「阿波羅11號」登上月球作出突出貢獻,而美國太空梭的研製也是自他手中發端。

8 阿波羅11號 -世界遺產

據香港《文匯報》2009年1月31日報道,美國加州歷史資源保護委員會29日一致投票通過,把美國宇宙飛船「阿波羅11號」1969年在月球上留下的106件物品,列入歷史資源加以保護。

該委員會的終極目標,是把在月球陸點「靜海基地」列入國家歷史資源,最後列為聯合國世界遺產。不過專家承認,要說服人們保護「阿波羅11號」的太空垃圾是一項挑戰。

這個破天荒的歷史資源名單,只限於航天員留在月球的物品,不包括航天員在月球表面留下的腳印或「靜海基地」。名單中有美國國旗、盛尿器皿、嘔吐袋、科學儀器、支撐登月艙陸的蜘蛛腳支架,以及一批「別具歷史價值」的垃圾,如空罐頭、數袋人體排泄物等,重約5000磅。

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