缅怀约翰·霍尔布特,NASA“旷野中的声音”

Houbolt in front of blackboard

20世纪60年代,成千上万的男女做出了数百万个决定,才使阿波罗任务成功登月。但对该计划的成功而言,没有一个决定比约翰·C·霍尔特的“月球轨道交会”(LOR)方案更重要,这个任务剖面我们今天都已耳熟能详。一年多来,LOR一直是默默无闻的任务类型,如果没有霍尔特坚定不移的倡导,它可能永远无法问世。这位上周逝世、享年95岁的兰利工程师,应该因其在阿波罗成功中的作用而受到铭记。

规划登月之旅

John C. Houbolt.
美国国家航空航天局 (NASA)

1961年5月25日,罗伯特·吉尔鲁斯(Robert Gilruth)正在中西部某地上空的一架飞机上。作为NASA太空任务小组(Space Task Group)的负责人,该小组的目标是让宇航员按“水星计划”完成太空轨道飞行。他急切地想听到当天下午肯尼迪总统在国会上的讲话;他知道美国太空未来将有一个重大宣布,于是吉尔鲁斯让飞行员通过飞机无线电接入广播。当肯尼迪的声音响起时,吉尔鲁斯对所听到的内容感到震惊:总统希望NASA在十年内将一名宇航员送上月球。阿波罗计划就此诞生。令吉尔鲁斯吃惊的并非目标;NASA已就登月任务讨论了数月。令人惊讶的是时间框架。在十年内实现目标,只有一些人对此表示欢迎。

NASA兰利研究中心(Langley Research Centre)的工程师们对新的明确登月目标感到兴奋。自20世纪50年代末以来,该中心的航空工程师和飞机工程师被迫扩展知识库,以涵盖太空飞行。约翰·霍尔特就是其中一员,他是一名土木工程师转行的飞机结构专家,自1942年以来一直在兰利工作。苏联发射“斯普特尼克”号后,他将注意力转向了太空飞行,并成为轨道力学和太空导航的自学专家。他对轨道动力学和交会任务特别感兴趣,这些任务是指两个卫星或航天器在太空中会合。

到1959年,霍尔特已成为太空飞行中交会技术的专家和直言不讳的倡导者。他知道,建设空间站或在轨道上为航天器加油等长期目标将需要交会能力。他并非孤军奋战。到1960年春天,兰利已有11项独立的交会研究在进行中。

而霍尔特在月球轨道交会(LOR)任务计划上的盟友则少得多。1960年,NASA的重点是“直接上升”月球任务:发射一枚巨大的火箭前往月球,让航天器直接着陆。一个名为“地球轨道交会”(Earth Orbit Rendezvous)的替代任务,则使用两枚较小的火箭分两部分发射航天器。宇航员将在地球轨道上组装后再前往月球。霍尔特知道,这两种任务方案对阿波罗来说都行不通,因为它们都需要不可能的巨型火箭来发射极其沉重的航天器。

A comparison of lunar mission profiles
NASA。

霍尔特推断,如果能用专门的月球着陆器完成任务,那将简单得多。让沉重的母船和燃料留在月球轨道上,而一个小型的月球着陆器则下降到月球表面。拆分航天器,整个任务就会更轻便,更容易处理。棘手的部分将是在月球周围进行交会,以便将月球着陆器与母船重新连接,但这并非不可能。

霍尔特被排斥

霍尔特首次直接向NASA副局长罗伯特·西曼斯(Robert Seamans)提出了月球轨道交会方案。西曼斯对此很感兴趣;在加入NASA之前,他曾从事卫星拦截器技术研究,对这类精细的机动有一定的了解。霍尔特接下来两次关于LOR任务的提案,一次是在1960年11月向五角大楼的美国空军科学咨询委员会(U.S. Air Force Scientific Advisory Board)提出,另一次是在12月10日向太空任务小组提出,但反应不佳。

1960年12月,霍尔特在华盛顿NASA总部又做了一次陈述,他的反对者终于发出了声音。马克斯·法盖特(Max Faget),兰利的同事工程师,也是“水星”号航天器的设计者,公开指责霍尔特撒谎。法盖特声称,LOR任务不可能像霍尔特所说的那样节省成本,两艘航天器加起来必然比一艘重。不幸的是,对霍尔特来说,他任务的优势当时纯粹是理论上的。它被视为一个有趣的理论探讨,但仍然是默默无闻的。霍尔特和他的交会任务一起成为被排斥的人。没有人认真对待他或他的想法。

霍尔特的斗争

在肯尼迪呼吁美国在十年内登月的六天前,霍尔特采取了一个大胆的举动。他相信西曼斯对交会的兴趣是真诚的,他绕过了几个组织层级,直接给副局长写了一封信。在信中,霍尔特称月球任务剖面的犹豫不决是“可鄙的”,并斥责NASA没有考虑如何使整个任务更轻便、更简单。

Lunar orbit rendezvous in action on Apollo 10.
美国国家航空航天局 (NASA)

霍尔特的斗争仍在继续。他写了一份报告,概述了月球轨道交会任务的优点和方法。这份报告再次被视为一次有趣的理论探讨,但作为一种现实的登月方式被断然否决。另一份名为“利用月球轨道交会进行载人月球着陆”(Manned Lunar Landing through Use of Lunar Orbit Rendezvous)的两卷本报告也无人问津。“直接上升”仍然是月球着陆任务剖面的首选方案。

在整个1961年,霍尔特未能就他的交会任务计划获得任何支持。他只好自己采取行动,于1961年11月15日,做了一个鲁莽的举动,这可能让他丢掉工作:他又一次绕过所有官方渠道,直接给西曼斯写了第二封信。这封信为月球轨道交会辩护。“一如‘荒野之声’,”信中以这句著名的话开头,“我想分享一些近几个月来一直让我深感担忧的想法。”接着,他在接下来的九页篇幅中详细阐述了阿波罗面临的挑战,以突显月球交会任务的简便、易行,以及最重要的是及时性。

幸运的是,霍尔特遇到了一些NASA的新面孔,他们对LOR任务没有长期的偏见。1962年1月加入该机构的招聘人员中,有一位约瑟夫·谢伊博士(Dr. Joseph Shea),他是NASA载人航天办公室(Office of Manned Spaceflight)新任系统副主任。谢伊以开放的心态,不带偏见地处理月球任务剖面的问题。他仔细考虑了各种任务提案,无法忽视数字告诉他的信息:月球轨道交会是阿波罗在十年内登月的唯一途径。接下来的几个月里,进一步的研究继续凸显了月球轨道交会的优势。最终,所有NASA中心和人员都达成了共识。1962年7月11日,NASA宣布阿波罗将进行月球轨道交会。

The certificate NASA awarded Houbolt for his work with LOR.
美国国家航空航天局 (NASA)

月球轨道交会任务是否在没有霍尔特参与的情况下最终被选中,这有待猜测。也许,当管理者们探索在十年内到达月球的各种可能性时,这个想法最终会出现。又或许,像月球轨道交会这样违反直觉的想法,如果没有霍尔特坚持不懈地推动并冒着专业风险致信NASA高层管理人员,就永远不会被认真考虑。无论如何,在促成阿波罗成功的数千项技术和管理决策中,LOR任务剖面的选择发挥了至关重要的作用。阿波罗计划以及所有热爱它的人,都亏欠约翰·霍尔特一份感激之情。

来源:LOR新闻发布会詹姆斯·汉森(James Hansen)的《着迷的交会》(Enchanted Rendezvous);阿波罗计划年表。另外,还可以观看《从地球到月球》(From the Earth to the Moon)中的“蜘蛛”(Spider)一集。这一集全关于LOR和月球舱,非常精彩!

 

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我的学术背景是科学史,但我从小就对太空飞行感兴趣,那是在我小学时,我看到了一张两个宇航员在月球上的卡通画。我把七岁时对阿波罗计划的好奇心转化为一名太空飞行历史学家和自由撰稿人的职业生涯。

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