这是我们对“阿波罗”11 号的原始报道

在1969年7月的《大众科学》杂志上,一位著名的火箭科学家讲述了首次登月的故事。

四十八年前,即1969年7月20日,尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林在月球上留下了人类的第一个脚印,这简直是史诗般的壮举。 《大众科学》刊登了由沃纳·冯·布劳恩撰写的这篇文章,报道了这一巨大的成就——冯·布劳恩是一位出生于德国的工程师,被誉为“火箭科学之父”,他建造了阿波罗登月的土星五号运载火箭。在我们1969年7月的杂志中,他描述了阿姆斯特朗和奥尔德林在月球上进行为期两小时会合的计划。(您可以在此处阅读原始格式的文章,尽管出于某种神秘原因,有两页丢失了。)

Popular Science original coverage of Apollo 11 landings
流行科学

人类首次登上月球

作者:沃纳·冯·布劳恩博士

在阿波罗11号登月舱的双人舱内,垂直火箭喷射器缓慢下降,蓝色的信号灯闪烁。悬挂在盘状脚垫下方60英寸的探测器已经触碰到月球。飞行员关闭引擎。片刻之后,轻微的震动告诉机组人员他们已经着陆在月球表面。

根据NASA目前的计划,这将在1969年7月20日星期日下午初,在月球静海的西部地区发生。被选定尝试首次载人登月的是阿波罗11号指令长尼尔·阿姆斯特朗和登月舱飞行员埃德温(“巴兹”)奥尔德林。在绕月轨道上飞行的母船指令和服务舱中,指令舱飞行员迈克尔·柯林斯将盘旋在着陆点上方。

阿波罗11号的伟大冒险的成功将实现我们在本十年内将人类送上月球的目标。数百万美国人将通过电视屏幕观看这场惊心动魄的壮丽任务,分享其中的悬念和激动。以下是阿波罗11号宇航员的计划抢先看,以及决定成功的关键事件指南。

Popular Science original coverage of Apollo 11 landings
1969年原始标题:图表展示了阿波罗11号的登月飞行计划。前所未有的壮举始于标记为“动力下降初始”的减速机动,并以着陆结束。大众科学

冲向顶峰。

人类首次登月可以与一支探险队设定的一系列高山营地中的少数选定登山者,从最高的营地开始,冲向高耸山峰的顶峰相媲美。

阿波罗7号验证了指令和服务舱(CSM)。阿波罗8号的月球之旅载着人类进入和离开月球轨道。阿波罗9号在地球轨道上,阿波罗10号在月球上方,都演练了登月舱(LM)的分离和对接。现在,一切都已准备就绪,可以发起对顶峰——即登月本身的冲刺。

在一定程度上,阿波罗11号将重走阿波罗8号和10号的月球旅行路线:土星五号火箭发射进入地球轨道,计划于7月16日;重新点燃土星五号的顶段,将飞船推进到月球的滑行轨道;以及火箭制动,使阿波罗11号进入距离月球表面70英里的月球轨道。(每一次重大机动中的“启动”信号意味着机组人员和航天器到目前为止都处于完美状态;如果途中出现任何问题,任务将被中止,机组人员将被带回。)

然后,载着两名宇航员的登月舱将分离,并进行一次火箭制动燃烧,在一小时内将其降至月球上方50,000英尺。这一机动此前仅由阿波罗10号宇航员执行过。

从现在开始,阿波罗11号的登月舱将开辟一条新道路。

正在着陆。

休斯顿任务控制中心将通过无线电发送“你已获准PDI”(“PDI”代表动力下降初始),这是前所未有的壮举的通行证,它标志着强力火箭制动的开始,将在几分钟内使登月舱致力于登月尝试。

登月舱以每小时约4,500英里的速度,脚部朝下掠过月球,此时机组人员向前发射下降发动机。反推燃烧将以10,000磅的推力持续六分钟——随后,由于推进剂消耗导致登月舱变轻,再以6,000磅的推力持续两分钟。这个“制动阶段”几乎消除了所有的前进速度。它使得登月舱以仅几百英里每小时的飞机式速度接近着陆点。

当飞船转为直立时,以前机组人员看不到的月球表面开始从窗户底部显现出来。

着陆雷达已开始报告高度和速度数据,这些数据至关重要,如果雷达波束未能“锁定”月球表面,着陆尝试将被放弃。在着陆点前不到五英里处,称为“高门”(High Gate)的一个点,下落的飞船已降至7,000英尺的高度——并进入“最终进近阶段”。它开始倾斜至垂直,并使用其下降发动机来控制下落速度。

当飞船转为直立时,以前机组人员看不到的月球表面开始从窗户底部显现出来。他们看到的是一片平坦且相对没有陨石坑的月球平原——几乎位于月球赤道,在东经23度。

从地球上看月球,这个着陆点将位于月球中心到其右边缘的中间略微靠前的位置。着陆时,月球将接近“上弦月”,它勉强位于阳光照射区。特意将着陆时间定在月球早晨,以便长长的阴影能够生动地显示地形的起伏。

选择一个没有障碍物的着陆点,机组人员会倾斜整个飞船,直到这个目标位于一个窗格刻度零点,其荧光标记在黑暗中发出绿光和橙光。然后,他们触发一个“标记”按钮将其固定下来。这会设置他们的惯性导航系统,使其自动引导下降路径至目标。

在距离地面不到1,000英尺,称为“低门”(Low Gate)的点,最终进近阶段结束,着陆阶段开始。机组人员可以选择一个全自动的“自动”模式;半自动模式,由登月舱飞行员控制下降速率;或完全手动模式,通过肉眼进行直升机式着陆。半自动模式很可能被选中。

悬停的登月舱以每秒三英尺的速度下降至着陆。任何剩余的水平速度将更小。将其保持在最低水平,并避免倾斜的地面和障碍物,对于避免灾难性的翻车至关重要。登月舱对于不完美的着陆相当宽容——但即便如此,当蜘蛛般的支腿脚垫陷入月球土壤时,也将是一个紧张的时刻。

在传来机组人员安全着陆的激动人心的消息后,需要一些时间才能进行后续活动,因为宇航员不会立即出来。他们需要一些时间来检查飞船,然后艰难地穿上带有生命维持背包的“月球服”,即使他们可能在进行剧烈的外部活动之前放弃休息。

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月球人休斯顿演练月球表面任务。当阿波罗11号指令长阿姆斯特朗触发弹簧时,天线会变成一个倒置的雨伞形状。登月舱飞行员奥尔德林(背景)正在展开一块岩石铲。大众科学

月球上的脚步声!

终于迎来了任务的高潮——一个持续两个小时40分钟的“月球行走”的精彩节目。指令长阿姆斯特朗将从前舱门顺着梯子下来,成为第一个踏上月球的人。他的第一个动作几乎是舀起一袋松散的月球土壤,然后递给奥尔德林存放。如果有什么原因迫使提前起飞,“抢购包”样本将保证他们不会空手而归。(您可以肯定,计划者们并没有考虑诸如外星人敌对接待之类的离奇情况——而是考虑诸如上升推进系统漏气或生命维持设备出现问题等可预见的意外情况。)然后,在阿姆斯特朗测试了在月球上行走,并检查了飞船外部以确保其在着陆时没有损坏后,奥尔德林也加入了他的行列。

地球观众将通过电视分享眼前令人敬畏的月球景象——一片荒凉的灰色沙漠,没有空气,没有生命,没有任何色彩的调剂,被太阳以耀眼的高光和墨黑的阴影生硬地描绘出来。在漆黑的天空中,遥远的地球悬挂着。唯一更近的人类是柯林斯,他待在指令和服务舱里,他们每两个小时就能看到它从头顶飞过。他们的母船在他们看来像一颗星星,只不过它在天空中快速移动,因为它绕月轨道运行。

月球探险家头盔上深金色的遮阳板保护他们的眼睛免受阳光的照射。他们穿着厚重的隔热“月球鞋”;脚下,月球土壤在经历了14天漫长月夜的极寒之后仍然冰冷,尽管在同样漫长的月昼期间,它会变得比沸水还热。

他们的电视画面和声音,通过他们的对讲机,通过他们竖立在月球土壤上的一个倒置雨伞状天线,被广播到地球。像着迷的摄影师一样,他们也用胶卷相机不停地拍摄。

他们使用长柄铲子、镊子和钳子来收集岩石,因为在他们的宇航服里无法弯腰,他们完成了两箱“岩石盒”的装满,里面装满了精心挑选的月球样本,每个样本都单独密封在塑料袋中。

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身着带有背包的服装,无法弯腰的宇航员,使用长柄铲子捡起月球岩石,就像上面NASA的试验证照片中所示。大众科学

月球上的科学仪器包。

设置三项科学实验,其中两项留在月球上,完成了月球探险家繁忙的计划。

一个由太阳能电池板供电的“月震探测器”预计将通过无线电向地球报告任何地震活动一年。它的灵敏度很高,可能会传播宇航员走开时的脚步声。

一个由100个盘形石英反射镜组成的阵列,倾斜面向地球,可以将从地球站点发射的激光束反射回来。通过它的使用,科学家希望以前所未有的精度测量地月距离——并精确测量地球上激光站点之间的距离,用于检验大陆漂移理论等。

一张普通的铝箔,登月舱船员离开飞船时将其铺在地面上,返回时再收起来,这是一个带回家的实验。稍后,当对其探测到氦、氖等稀有气体时,它将揭示“太阳风”的成分。

这三项实验——称为EASEP(早期阿波罗科学实验载荷)——总重171磅,相当于月球上的30磅以下。部署它们只需10分钟。为了避免给首次登月者造成过重负担,NASA决定携带更复杂的科学设备(称为ALSEP,阿波罗月球表面实验包)将留待后续登月任务。

在有限的月球表面停留时间里,探险家们活动的范围不超过离飞船50到100英尺。返回飞船后,他们将利用在月球上的剩余22小时时间休息,并对将用于与轨道上的指令和服务舱会合的设备进行详细的发射前检查。

地球观众将通过电视分享眼前令人敬畏的月球景象——一片荒凉的灰色沙漠,没有空气,没有生命,没有任何色彩的调剂,被太阳以耀眼的高光和墨黑的阴影生硬地描绘出来。在漆黑的天空中,遥远的地球悬挂着。

“开火。”

人类首次从月球起飞定于7月21日星期一中午左右。宇航员和他们珍贵的样本的安全将取决于“FITH”发射其航天器上升段的成功。“FITH”代表“Fire in the Hole”(开火),意味着在点燃其上升发动机之前没有分离发动机,也没有任何喷射偏转器。一旦完成了它的使命,现在可抛弃的下降段将作为上升段的发射平台,其被上升发动机的炽热喷射损坏也无关紧要。

在最初的八秒钟内,上升段将在其3,500磅的推力下垂直爬升。然后,它会突然向下倾斜约50度。安全地升至月球山脉之上,并且没有大气层限制速度,它会尽可能快地获得水平速度。

起飞七分钟十六秒后,登月舱以接近3,400英里/小时的速度几乎水平飞行,位于月球表面上方60,000英尺。它安全地进入一个椭圆轨道,最高点为52英里。如果此时发生任何问题,指令和服务舱可以来营救登月舱机组人员。

一个小时后,登月舱上升段通过其小型反应控制推进器增加一点速度,使其轨道在最高点圆形化。然后,用它们进行一次较小的推动,将高度调整到比指令和服务舱低17又1/4英里,并修正它们轨道平面上的任何微小差异。现在,从后下方,上升段与指令和服务舱进行会合对接。

接下来的部分——返回地球的启动,穿越太空的长距离滑行,高速再入大气层并在太平洋溅落——将是阿波罗8号和10号的重复,直到宇航员和指令舱被回收。

进入隔离。

然后是任务奇怪的结局——将月球英雄及其月球样本在休斯顿的月球接收实验室(PS,1968年10月)隔离至少三周。这是为了防止他们可能带回活的生物——这些生物可能在地球上不存在,并且可能对人类、动物或农作物有害——尽管科学家们认为月球上更可能不存在任何生命。在短短几周内,我们可能会获得第一份确凿的证据,无论支持还是反对。

阿波罗11号的飞行只是一个开始,一次侦察探险。NASA计划在月球的不同地点进行九次额外的阿波罗着陆任务;下一次,阿波罗12号,计划于今年11月进行。但是,人类首次登月将是一个史诗般的成就——征服我们所面临过的最伟大的工程挑战。

本文最初发表于1969年7月的《大众科学》杂志。

 

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