阿波罗计划

阿波罗计划的历史背景是冷战时期的美苏太空竞赛。1957年苏联发射人类第一颗人造卫星斯普特尼克1号，震动了整个西方世界，美国国内称之为「斯普特尼克危机」，这一事件直接推动美苏正式进入太空竞赛。^{44想不到吧？ NASA登月黑科技不是自己的_科普中国网kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

针对斯普特尼克1号带来的领先优势，美国成立了国防部高级研究计划局的前身，启动水星计划，并为相关科研提供了大量经费支持。^{44想不到吧？ NASA登月黑科技不是自己的_科普中国网kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

从苏联发射第一颗人造卫星到1969年实现载人登月，人类只用了约12年时间；在这段时间里，美苏两国对月球进行了全面勘探，基本掌握了月球的基本参数，包括月面能否站人这一当时尚不确定的问题，需要通过无人探测器软着陆来验证。^{44想不到吧？ NASA登月黑科技不是自己的_科普中国网kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

据初步统计，20世纪50年代末到70年代中期，美苏两国各发射了20多个月球探测器和载人飞船，完成了人类第一次对月球的大规模科研活动。^{44想不到吧？ NASA登月黑科技不是自己的_科普中国网kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗计划并非在肯尼迪任内才提出：早在艾森豪威尔政府时期，美国就提出开展下一代航天计划以接替水星计划；1960年7月，时任NASA副局长休·拉蒂默·德莱顿（Hugh Latimer Dryden）宣布阿波罗计划启动，并开始对飞船可行性进行研究。同年8月，NASA收到14份投标意向，最终通用动力与康维尔公司、通用电气公司、格伦·L·马丁公司获得合约，被要求在6个月内拿出可行方案。^{55登月任务大解密2：阿波罗11号- · 科普中国网kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|33图文详情——科普中国资源服务cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

1960年11月约翰·F·肯尼迪当选美国总统后，虽然对太空计划较为热衷，但并未立即决定实施登月计划：他对当时美国航天发展状况了解不深，高昂成本也使其审慎对待太空探索项目；当NASA局长詹姆斯·韦伯（James Webb）要求年度财政预算增加30%时，肯尼迪只同意加快大型推进器的研发，未支持其他更大项目。^{55登月任务大解密2：阿波罗11号- · 科普中国网kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|33图文详情——科普中国资源服务cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

1961年4月12日，苏联宇航员尤里·加加林（Yuri Gagarin）搭乘东方1号飞船升空，成为第一个进入太空的人。这一壮举极大刺激了美国，加深了美国公众对在太空竞赛中落后的恐惧；次日白宫科学委员会会谈中，许多议员希望立刻启动一项太空计划，以免落后苏联太多。^{55登月任务大解密2：阿波罗11号- · 科普中国网kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|33图文详情——科普中国资源服务cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

1961年4月20日，肯尼迪致信副总统林登·约翰逊（Lyndon B. Johnson），征询其对美国太空计划的意见以及追赶苏联的可能性；约翰逊在翌日回复中认为美国「既没有尽最大努力，也没有达到让美国保持领先的程度」，并指出登月计划不仅可行，还能使美国在太空竞赛中取得领先地位。^{55登月任务大解密2：阿波罗11号- · 科普中国网kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|33图文详情——科普中国资源服务cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

1960年7月，时任美国国家航空航天局副局长休·拉蒂默·德莱顿宣布阿波罗计划启动，并开始对飞船的可行性进行相关研究；同年8月，NASA收到14份投标意向，最终通用动力公司与康维尔公司、通用电气公司、格伦·L·马丁公司收到合约，被要求在6个月内拿出可行方案。^{33图文详情——科普中国资源服务cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

1960年11月约翰·F·肯尼迪当选并就任美国总统后，虽在竞选中承诺要使美国在太空探索和导弹防御上全面超越苏联，但并未立刻决定实施登月计划；当NASA局长詹姆斯·韦伯要求年度财政预算增加百分之三十时，肯尼迪只同意加快大型推进器的研发工作，未支持其他更大的项目。^{33图文详情——科普中国资源服务cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

1961年4月12日，苏联航天员尤里·加加林搭乘东方1号飞船完成人类首次太空轨道飞行，成为第一个进入太空的人；这一事件极大刺激了美国，加深了美国公众对在太空竞赛中落后的恐惧。^{66“永远都是我们心目中的先驱” - 科普大家 - 中国科普网zgkpw.org.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|77“永远都是我们心目中的先驱” --科普时报--数字报digitalpaper.stdaily.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|33图文详情——科普中国资源服务cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

加加林飞行次日，在与白宫科学委员会的会谈中，许多议员希望立刻开始实施一项太空计划，以保证美国在与苏联的竞赛中不至于落后太多；肯尼迪对此持谨慎态度，没有立刻采取重大举措。^{33图文详情——科普中国资源服务cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

1961年4月20日，肯尼迪给副总统林登·约翰逊发去备忘录，询问其对美国太空计划的意见以及美国追赶苏联的可能性；约翰逊在翌日回复中认为美国“既没有尽最大努力，也没有达到让美国保持领先的程度”，并提到未来登月计划不仅可行，也绝对可以使美国在太空竞赛中获得领先地位。^{33图文详情——科普中国资源服务cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

1961年5月25日，肯尼迪总统在国会发表演讲，宣布美国要在航天领域赶超苏联，计划投资250亿美元，集中全国最好的科研单位、高等院校和航空航天公司，在10年之内将美国航天员送上月球，这即是著名的“阿波罗登月”计划。^{66“永远都是我们心目中的先驱” - 科普大家 - 中国科普网zgkpw.org.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|77“永远都是我们心目中的先驱” --科普时报--数字报digitalpaper.stdaily.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗登月工程与1940年代的曼哈顿原子弹工程、1990年代的人类基因组计划工程并称为20世纪的三大科学工程。^{66“永远都是我们心目中的先驱” - 科普大家 - 中国科普网zgkpw.org.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|77“永远都是我们心目中的先驱” --科普时报--数字报digitalpaper.stdaily.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗 11 号于 1969 年 7 月 16 日由土星五号运载火箭从肯尼迪角（今肯尼迪航天中心）发射场发射升空，执行人类首次载人登月任务。^{1414中国科学院西安光学精密机械研究所-光学科普园地opt.cas.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|1515人类登月五十年|忆阿波罗11号的奇妙冒险_科普中国网img1.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗 11 号乘组由三名宇航员组成：指令长尼尔·阿姆斯特朗（Neil Armstrong）、登月舱驾驶员埃德温·“巴兹”·奥尔德林（Edwin "Buzz" Aldrin）和指令舱驾驶员迈克尔·柯林斯（Michael Collins）。^{1414中国科学院西安光学精密机械研究所-光学科普园地opt.cas.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|1515人类登月五十年|忆阿波罗11号的奇妙冒险_科普中国网img1.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

发射当天，土星五号托举阿波罗 11 号飞船于当地时间上午 9 时 32 分从肯尼迪航天中心 39A 发射台点火升空。^{1515人类登月五十年|忆阿波罗11号的奇妙冒险_科普中国网img1.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗 11 号飞船由指令服务舱与登月舱两大模块组成，发射时并非最终构型，进入地月转移轨道后需在太空中完成对接组装，把登月舱从火箭末级中取出并与指令服务舱对接。^{1515人类登月五十年|忆阿波罗11号的奇妙冒险_科普中国网img1.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

土星五号火箭顶部装有逃逸塔，用于在发射段或上升段出现危及航天员安全的故障时，带着载有航天员的指令服务舱迅速飞离火箭，脱离危险区域。^{1515人类登月五十年|忆阿波罗11号的奇妙冒险_科普中国网img1.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗 11 号采用月球轨道交会方案：飞船整体进入月球轨道后，登月舱与指令服务舱分离并下降着陆，完成任务后登月舱上升级再与留在月球轨道上的指令服务舱交会对接。^{1414中国科学院西安光学精密机械研究所-光学科普园地opt.cas.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿姆斯特朗踏上月面时所说的“这是个人的一小步，却是人类的一大步”，成为阿波罗 11 号任务最具象征意义的表述，标志着人类首次踏上另一个天体表面。^{1414中国科学院西安光学精密机械研究所-光学科普园地opt.cas.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗 11 号任务从地球到月球跨越约 38 万公里的距离，是人类首次把航天员送上月球表面并安全返回的载人航天飞行。^{1414中国科学院西安光学精密机械研究所-光学科普园地opt.cas.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗 12 号于 1969 年 11 月 14 日发射，11 月 19 日着陆于风暴洋（Oceanus Procellarum）中的勘测者 3 号（Surveyor 3）探测器附近，着陆点精度达到约 163 米，证明阿波罗 11 号之后的着陆可以做到定点降落。^{1616Apollo 12 Mission Overviewnasa.gov前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗 12 号宇航员皮特·康拉德（Pete Conrad）与艾伦·宾（Alan Bean）在两次月面行走中取回了勘测者 3 号探测器的相机及其他部件，这是人类首次从另一颗天体上取回此前发射的人造物体部件，用于研究长期暴露在月面环境下的材料变化。^{1616Apollo 12 Mission Overviewnasa.gov前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗 12 号任务中，宇航员在月面部署了 ALSEP 实验包，包括月震仪、磁强计和太阳风谱仪等，这些设备持续传回数据多年，为研究月球内部结构提供了长期观测资料。^{1616Apollo 12 Mission Overviewnasa.gov前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗 12 号任务中，宇航员在月面部署了 ALSEP 实验包，包括月震仪、磁强计和太阳风谱仪等，这些设备持续传回数据多年，为研究月球内部结构提供了长期观测资料。^{1616Apollo 12 Mission Overviewnasa.gov前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗13号于1970年发射，是阿波罗计划中的第三次载人登月任务，由土星5号运载火箭在肯尼迪航天中心发射升空。^{1717航天史上最著名的太空救援行动zhuanti.spacechina.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

飞船飞离地球约40多万公里后，服务舱的2号氧气贮箱发生爆炸，动力舱（服务舱）严重受损，登月已不可能，任务被迫转为紧急返回。^{1717航天史上最著名的太空救援行动zhuanti.spacechina.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|1818载人航天馆_中国科普博览kepu.net.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

爆炸发生后，航天员与地面飞行控制人员一致决定把登月舱当作救生舱使用，同时暂不抛弃指挥舱与服务舱，因为后者仍有剩余资源可供转移。^{1818载人航天馆_中国科普博览kepu.net.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

航天员把服务舱中剩余的氧气输送到指挥舱的一个备用贮箱，并把应急电池组接到指挥舱的自动操纵系统上，以维持指挥舱的供电与生命保障。^{1818载人航天馆_中国科普博览kepu.net.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

地面专家经过紧急会商、计算与模拟实验，在事故发生后约12小时作出决定：利用登月舱的小推力让飞船继续向前飞行，绕过月球后借助月球引力返回地球，而不是中途掉头折返，因为掉头需要启动主发动机、消耗更多电力并可能使飞船进一步受损。^{1818载人航天馆_中国科普博览kepu.net.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

返回途中最大的威胁是氧气、水和电力短缺；由于缺电，加热器停止工作，舱内温度降到约3.3摄氏度，航天员让飞船缓慢旋转以均匀接受太阳照射加热。^{1818载人航天馆_中国科普博览kepu.net.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

同样由于缺电，空气净化装置无法工作，舱内二氧化碳浓度不断升高到危险程度，航天员在地面控制人员指导下用临时拼凑的办法净化舱内空气。^{1818载人航天馆_中国科普博览kepu.net.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

寒冷、缺氧、高度紧张与繁重工作使航天员极度疲劳，操作失误时有发生；他们最终在地面飞控中心指挥下实施救生方案，飞船进入大气层后降落伞顺利打开，三名航天员平安降落在太平洋上。^{1717航天史上最著名的太空救援行动zhuanti.spacechina.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|1818载人航天馆_中国科普博览kepu.net.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

这次任务被广泛称为世界航天史上最著名的太空救援行动，也被形容为“人类航天史上成功的失败”。^{1717航天史上最著名的太空救援行动zhuanti.spacechina.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

有评论认为，酿成这次事故的主要因素之一是当年美苏盲目太空争霸以及对航天质量问题与安全防患意识的忽视。^{1717航天史上最著名的太空救援行动zhuanti.spacechina.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗计划在科学上的首要成果是极大提高了人类对月球的认知水平：整个计划带回地球的月球样品总量约 382 千克，来自 6 次成功登月的地点，构成了此后半个世纪月球科学研究的物质基础。^{1919美国“阿波罗计划”科技创新的得失old2022.bulletin.cas.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|2020中国科学院院刊-国家科学思想库核心媒体zgkxyyk.alljournal.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗计划的技术创新并非以全新原理的突破为主，而是对已有技术进行深度开发：土星五号第一级 F-1 发动机的推力从早期方案的约 588 千牛顿提高到 6 664 千牛顿，靠的是在设计、制造、材料、工艺和试验等环节的持续迭代，而非另起炉灶的新原理。^{1919美国“阿波罗计划”科技创新的得失old2022.bulletin.cas.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|2020中国科学院院刊-国家科学思想库核心媒体zgkxyyk.alljournal.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗计划的项目管理经验被总结为若干条可操作的原则：使用成熟技术、强调硬件可靠性、遵守安全标准、把事故充分暴露在地面试验阶段、简化操作、减少接口、最大限度利用已有成果与经验。这套方法被视为大科学工程管理的范本。^{1919美国“阿波罗计划”科技创新的得失old2022.bulletin.cas.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|2020中国科学院院刊-国家科学思想库核心媒体zgkxyyk.alljournal.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

在工程层面，阿波罗计划促使美国国家航空航天局形成了一整套大科学工程的系统方法与管理经验，这套方法后来被广泛移植到其他大型科研与国防项目。^{1919美国“阿波罗计划”科技创新的得失old2022.bulletin.cas.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|2020中国科学院院刊-国家科学思想库核心媒体zgkxyyk.alljournal.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

在产业层面，阿波罗计划显著带动了集成电路等高新技术产业的发展：制导计算机对轻量、低功耗、高可靠逻辑器件的巨量需求，直接推动了集成电路从实验室走向批量生产，为后来的微电子产业奠定了基础。^{1919美国“阿波罗计划”科技创新的得失old2022.bulletin.cas.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|2020中国科学院院刊-国家科学思想库核心媒体zgkxyyk.alljournal.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

对阿波罗计划的评价也存在保留意见：其方案过于超前，与后续发展有所脱节；从美国后来的新探月计划看，以阶段性举国之力形成的创新和引领优势并不能一劳永逸，持续创新能力才是争夺科技制高点的重要保障。^{1919美国“阿波罗计划”科技创新的得失old2022.bulletin.cas.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|2020中国科学院院刊-国家科学思想库核心媒体zgkxyyk.alljournal.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗计划在完成第 6 次成功登月后结束：1972 年 12 月阿波罗 17 号任务是该计划最后一次载人登月飞行，此后美国再未执行过载人登月任务。^{22图文详情cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗计划的时间跨度通常被界定为 1961 年 5 月至 1972 年 12 月，其目标设定为载人登月飞行与人对月球的实地考察，并为后续载人行星飞行与探测做技术准备。^{22图文详情cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗计划被评价为世界航天史上具有划时代意义的成就，其组织方式是把载人登月与月球实地科学考察结合起来的国家级大科学工程。^{22图文详情cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗计划并非在 1961 年才从零开始：1960 年 7 月，时任 NASA 副局长休·拉蒂默·德莱顿（Hugh Latimer Dryden）宣布阿波罗计划启动并开始飞船可行性研究；同年 8 月 NASA 收到 14 份投标意向，通用动力与康维尔、通用电气、格伦·L·马丁三家公司获得合约，被要求在 6 个月内拿出可行方案。^{22图文详情cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

计划的政治起点与肯尼迪政府相关：1960 年 11 月约翰·F·肯尼迪当选美国第 35 任总统，他在竞选中承诺使美国在太空探索和导弹防御上全面超越苏联；但上任初期他对登月计划持审慎态度，在 NASA 局长詹姆斯·韦伯要求年度预算增加 30% 时，肯尼迪只同意加快大型推进器研发，未支持其他更大项目。^{22图文详情cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗计划在正式登月之前付出了人员代价：阿波罗 1 号的三名宇航员维尔基尔·格里森（Virgil Grissom）、爱德华·怀特（Edward White）和罗杰·查菲（Roger Chaffee）在肯尼迪角第 34 号发射架土星 1 号火箭顶部的飞船内，于一次原计划 2 月 21 日发射、在轨飞行 14 天的地面模拟演习中因火灾身亡。^{22图文详情cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗计划终止的直接背景是预算与政治支持的收缩：登月目标达成后，NASA 的载人航天重心转向近地轨道与航天飞机构想，已生产或计划中的后续登月任务（如阿波罗 18 至 20 号）被取消，计划在 1972 年底收尾。^{22图文详情cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

阿波罗计划的历史影响之一是把系统性工程管理方法（进度控制、承包商体系、冗余与故障复盘）带入大型科研工程实践，其组织经验后来被航天与其它高风险工程领域反复借鉴。^{22图文详情cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

对阿波罗载人登月的质疑在计划尚未结束时就已经出现：1971 年上映的007系列电影《金刚钻》中安排邦德闯入一处“登月摄影棚”的情节，被科普中国文章视为欧美世界拿载人登月开玩笑的早期例证。^{33图文详情——科普中国资源服务cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

比尔·凯辛（Bill Kaysing）常被称为“登月骗局阴谋论之父”，他曾在为 NASA 研制火箭发动机的洛克达因公司从事传播相关工作（1956 至 1963 年），并于 1976 年自费出版小册子《我们从未去过月球》，该书当时在美国国内流传较广。^{33图文详情——科普中国资源服务cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

1977 年在日本首映、1978 年在美国上映的电影《摩羯星一号》以航天机构为骗取预算而伪造载人登陆的情节，被科普中国文章认为对登月阴谋论的传播起到了推波助澜的作用；导演彼得·海姆斯曾表示，这一重要事件几乎没有目击者，唯一证据来自电视摄像机。^{33图文详情——科普中国资源服务cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

科普中国文章指出，面对质疑阿波罗登月造假的声音，NASA 只在 1977 年 6 月认真澄清过一次，此后基本不再回应；该文认为这并不代表质疑成立，并主张从史实、物理和科学思路层面逐条辨析相关说法。^{33图文详情——科普中国资源服务cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}

科普中国文章把“登月骗局”质疑区分为多个层次，并声明只讨论其中最核心的三层；文章同时提出，即使让阴谋论者亲临登月现场，他们仍可能辩称自己是在模拟系统中原地晃悠，这说明部分质疑在逻辑上难以被经验证据直接驳倒。^{33图文详情——科普中国资源服务cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开}