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钛媒体注：本文来自新浪科技《科学大家》，作者：庞之浩，钛媒体经授权发布。

作者系全国空间探测技术首席科学传播专家，神舟传媒公司首席科学传播顾问，卫星应用产业协会首席专家，中国首次太空授课专家团队组成员

2019年7月20日是人类首次登月50周年日子，这几天国内外都在开展各种形式的广泛纪念活动。在当今美国要“重返月球”、建立月球空间站，其它国家也竞相探测月球的大背景下，人们更是不能忘怀阿波罗载人登月对人类社会的政治、科学、技术、经济、生活和甚至精神等带来的巨大影响和促进作用。

就目前来看，美国“重返月球”计划还将大量借鉴阿波罗载人登月工程的经验和技术，许多当年的方案和技术即使在今天也不过时。阿波罗载人登月工程将继续在各方面对全球影响多年，影响几代人。

庆祝阿波罗11号登月50周年标识（logo）。突出的两个字母O分别嵌套了月球和火星，寓意美国航空航天局先后探索的两个星球，从“阿波罗”登月，到“重返月球”，再到未来登陆火星。下一个巨大飞越指下个时代探索重点：火星。三星代表猎户座腰带上的三颗恒星。此标识由美国航空航天局图形艺术家马修·斯金斯亲手设计

不可估量的作用

20世纪50年代末至60年代初，在美苏开展的激烈太空竞赛中，苏联连续获得数项第一：发射了世界第一颗人造地球卫星、发射了世界第一个月球探测器、发射了世界第一艘载人飞船……美国深感这是一个极其严重的政治问题，于是美国就虎视耽耽地提出一定要赶超苏联的口号，下定决心要显示一下美国作为世界头号超级大国的科技水平和国力。

1961年5月25日美国总统肯尼迪向全世界宣布：实施雄伟的载人登月计划。“我认为我们的国家应当在本10年结束之前，实现把人送上月球并使其安全返回地球这一目标。”由此可见，美国实施载人登月计划是一项政治性决定，主要目的是为了在全世界人民的心目中重新确立美国的技术领先地位，振奋美国全民的精神。

肯尼迪总统就“阿波罗”工程在国会发表演讲

该工程以太阳神“阿波罗”命名。它虽可看作是与苏联竞赛的特设计划，但也同样是人类向太阳系扩张的第一步，其目的就是实现载人登月飞行和人对月球的实地考察，为载人行星飞行和探测进行技术准备。

阿波罗载人登月工程对美国进展缓慢的航天计划起了巨大的激励作用，全国各界纷纷献计献策，结果只用了8年时间，就登上了月球。

阿波罗11号徽章

阿波罗计划获得的成功和取得的成就具有伟大历史意义和现实意义。

在政治上，它终于使美国在航天技术的许多方面确立了领先地位，产生了极大的声誉。在科学上，它使人类对月球及近月空间有了首次直接的研究和认识。在技术上，取得了许多突破，不仅为后来的航天计划奠定了基础，而且广泛地用于国民经济领域。

在工程管理上，美国航空航天局因此取得了一系列宝贵的大型工程计划和管理的经验。在经济上，这是一个较有争议的问题，但据蔡司报告指出，“阿波罗”计划使美国经济增长率提高2％，物价指数下降2％，创造80万个就业指标，蔡司报告还认为，美国1958年国民收入为4062亿美元，1968年达到8640亿美元，1970年增至9046亿美元，10间翻了一番，这是阿波罗计划刺激的结果。

该工程的实施，带动起了美国液体燃料火箭、微波雷达、遥控作业、无线电制导、超高强度和耐高温合成材料、新型电子计算机、药物及生物工程等一大批高科技工业群体。后来，该工程的人工智能、机器人和遥控作业等许多技术成果又转移到民用，促进了科技与工业的整体发展与繁荣，其二次开发应用的效益，远远超过阿波罗计划本身所带来的直接经济与社会效益。

美国在20世纪后10年能够保持高速、高效增长，很大程度得益于阿波罗载人登月工程派生出的约上千种应用技术成果或专利在经济领域的应用，美国领先于世界的信息、生物、新材料等高新技术，很大部分来自对月球探测技术的消化、优化和二次开发。

例如，在实施阿波罗载人登月工程时，为了降温和确保登月航天员的生命安全，研制液冷服，其原理是靠泵输送冷水循环制冷，后来，这项技术直接应用于陆海空三军，改善了坦克兵、潜艇兵和飞行员的工作条件，它还为一些特殊病人减少了痛苦。

例如，有个小男孩得了外皮鳞化症，不能通过皮肤散热，因此，他的大部分时间只能关在空调冷却的环境中，许多日常活动都参加不了，有了液冷服后，他可以外出玩耍，从病痛和孤独中解救出来，航天液冷服技术在我国抗击“非典”中也曾发挥过作用。

大众接触最多的购物计价用的条形码是航天技术杰作之一，它最初是美国为控制“阿波罗”计划不计其数的组件而发明的。

条形码

重症监护病房是航天技术带来的重要医学进步之一，它是应阿波罗计划对登月航天员进行健康检测的需要而诞生的。

症监护室的标识（logo）

方便面调料中的干菜叶就是航天食品中常说的脱水菜，它是蔬菜中所含过多水分脱去以便贮存、保管、运输出售，阿波罗计划中首先使用这种技术让航天员吃上含有蔬菜的航天食品，现在这种航天食品已广泛普及。

各类时髦的运动鞋也是阿波罗成果的“产物”，其中“空吹塑成型”制造技术来源于阿波罗计划中航天服的制作技术，当时的科学家为制造一个完整并且厚度均匀能耐受很大压力的航天服内胆，发明了把一团耐压软材料加热软化，放在一个模具中，然后再向这个模具中吹入高压气体的方法，之后，运动鞋制造商发现这种工艺可以快速高效地来制造一个完整的鞋帮，广泛地使用起来。

气垫运动鞋

2004年，在纪念阿波罗载人登月35周年时，耐克公司一则气垫运动鞋广告引吸了许多人的注意：这款畅销世界的气垫运动鞋，靠的就是公司当年为阿罗波研制登月靴积累的技术。

阿波罗计划产生了3000多项专利技术，到现在人类仍然受益不浅，投入产出比是1：14，即投入1美元，产出14美元。这工程结束后，“阿波罗”飞船还用于“天空实验室”空间站的建造，并与苏联联盟号飞船在太空对接1次。

为了同美国“阿波罗”登月计划竞争，苏联曾设计了一种体积过大，结构复杂，未经过充分地面试验的庞然大物——H1(这种火箭西方国家称为N1运载火箭)运载火箭。这枚火箭由5级组成，高113米，起飞推力45000千牛，第1级装有30台使用常规推进剂的液体火箭发动机，第2级和第3级也分别捆绑了8台和4台发动机，无论从级数、使用的发动机数量，还是起飞推力方面，都远远超过美国的土星5号运载火箭。

H1火箭结构过于复杂，发动机点火和级分离次数过多，火箭气动稳定性和控制相当困难，加之未进行全面的地面试验，最终导致H1火箭4次发射全部失败。在这场载人登月的竞赛中，苏联输给了美国，至今甘拜下风。

尽管当时美国国内对“阿波罗”登月计划有着不同的认识和结论，但是它对关键科学和各种边缘交叉学科的兴起与进步，进而转化为国家未来经济实力并确保了国家安全这一点不可否认。总之，“阿波罗”载人登月工程对促进科学发展、推动科技进步等起到了巨大的作用，它将永载人类史册。

载人航天的壮举

美国的“阿波罗”载人登月工程始于1961年5月，1969年7月20日首次实现了登月的理想，航天员阿姆斯特朗和奥尔德林驾驶阿波罗11号飞船的登月舱降落在月球赤道附近的静海区，并相继走出舱外，在月球上迈出了人类的第一步，引起全球震动。此后，美国又相继6次发射“阿波罗”飞船，其中5次成功，共有12名航天员先后登上了月球。

整个登月工程分以下几个部分：确定登月方案；实施为登月飞行做准备的4项辅助计划；研制土星号系列运载火箭；研制“阿波罗”飞船；进行试验飞行；实现载人登月飞行。

人类在月面留的第1个脚印

确定登月方案包括论证飞船登月飞行轨道和确定载人飞船总体布局，相应地确定了由指令舱、服务舱和登月舱组成的“阿波罗”号登月飞船的总体布局。

率先实施的4项辅助计划是：发射9个“徘徊者”月球轨道器，在不同的距离上拍摄月球表面状况的照片，以了解飞船在月球表面着陆的可能性；发射5个“勘察者”月球自动着陆器，通过电视发回8.6万张月面照片，了解月球土壤的理化特性；发射3个“月球轨道器”，对40多个预选着陆地点进行详细观测，获得1000多张小比例尺高清晰度的月面照片，据此选出10个登月点；发射10艘“双子座”飞船，进行生物医学研究和飞船机动飞行、对接及舱外活动训练等。

“徘徊者”月球探测器

1964年1月30日发射的徘徊者6号是美国第1个在月面硬着陆的月球探测器，着陆点在月球静海地区，但未能拍摄月球照片。1964年7月28日发射的徘徊者7号在硬着陆前逼近月球的过程中，用6台电视摄像机拍摄并向地面传回月面照片。1965年2月17日发射的徘徊者8号和3月21日发射的徘徊者9号分别在月球的静海和云海地面硬着陆，共发回了1.2万张清晰的月球近景照片。

“勘测者”月球着陆器

1966年5月30日发射的勘测者1号是美国第1个实现月球软着陆的探测器，着陆点在风暴洋地区，它向地球发回黑白月面照片。1967年4月17日发射的勘测者3号是美国第1个装备月球取样设备的探测器，它按地面指令在月面掘出岩样，供给月壤分析器分析，同时发回6300张照片。1967年9月8日发射的勘测者5号为美国首次测定了月壤的化学成分；获得月壤化学性质的电视图片。

“月球轨道器”

1966年8月10日～1967年8月1日，美国相继发射5个“月球轨道器”，其中，月球轨道器1～3号围绕月球赤道飞行，而4、5号运行于月球极轨道，它们拍摄了高分辨率的月球表面照片。根据“月球轨道器”拍摄的照片资料，绘制了1∶4800的月球地形图。1966年11月6日发射的月球轨道器2号进入近月点39千米的绕月轨道，拍摄到月球赤道以北枯海地区的清晰照片412张，其中几幅近景照片有较高的科学价值。

为了研制发射“阿波罗”飞船用的大推力运载火箭土星5号，美国先研制了土星1号和1号B火箭，用以获取研制经验和进行试验飞行。此后研制成功的土星5号火箭近地轨道运载能力达127吨，这一能力至今仍是举世无双。

1966～1968年进行了6次“阿波罗”飞船不载人的试验飞行，在近地轨道上鉴定了“阿波罗”飞船的3个舱，尤其是登月舱的动力装置；1968～1969年用阿波罗7、8和9号飞船，先后进行了环绕地球、月球飞行等载人飞行试验，鉴定了飞船的可靠性；1969年5月用阿波罗10号进行了登月全过程的演习，有2名航天员乘登月舱降到了离月面15.2千米的高度。

1969年3月6日，阿波罗9号航天员在舱外拍摄指令舱-服务舱与登月舱对接

首次载人登月是由阿波罗11号飞船于1969年7月完成。当时飞船载3名航天员飞行2.5天后，便开始接近月球。此时服务舱的主发动机减速，使飞船进入环月轨道，接着，2名航天员进入登月舱，并驾驶登月舱与飞船分离，这时飞船指令舱内的1名航天员继续驾驶飞船绕月球轨道飞行，而另2名航天员则乘坐登月舱在月面着陆。

登月后航天员采集了岩石和土壤，展开了太阳电池阵，安置了激光测距反射器、宇宙线探测器、太阳风收集器和月震仪等仪器，带回了月面岩石样品和照片。任务完成后，他们乘坐登月舱的上升级返回月球轨道，与飞船对接，最后返回地球。

从阿波罗11号飞船上拍摄的地球从月球地平线上升起的景象

小知识点：在月球上着陆是登月式飞船的关键技术，因为在月球上着陆与在火星和金星上着陆不同，月球上没有大气层，所有靠大气阻力的着陆手段都无法应用，只能依靠反向推力制动。

此后，在1969年11月至1972年12月期间，美国又陆续发射了阿波罗12～17号飞船，其中除阿波罗13号因故没有登月（航天员安全返回地面），另5艘飞船均登月成功。阿波罗12号从环月轨道上将登月舱上升级射向月面，进行了人工“陨石”撞击试验，引起月震达55分钟。

阿波罗15和16号从环月轨道上各发射了1颗环月运行的科学卫星。阿波罗15、16和17号的登月舱中还各带有1辆重200千克左右的月球车，航天员驾驶它在月面活动和采集岩石，进行科学考察，非常令人神往。

彩色摄像机和通信设备将航天员驱车巡游月面和登月舱从月面起飞的情景实时传回地球，在返回地球途中，航天员还出舱进入太空，把相机和其他设备收回舱内。阿波罗17号飞船首次载运地质科学家参加登月活动。

阿波罗12号航天员举着1个特殊的环境样本容器，它用于搜集月球土壤

美国的月球车是有人驾驶的。它长3米，宽1.8米，重209千克，双座4轮，以电池为动力，最高时速可达16千米。航天员坐在里面驾驶着它在月球表面巡游，爬越障碍，翻越沟壑，对山脉、峡谷和火山口进行考察，并把激动人心的彩色图像传回地面。

小知识点：月球车主要用于扩大航天员的活动范围和减少航天员的体力消耗，存放和运输航天员采集的岩石和土壤标本。它由蓄电池提供动力，每个轮子由一台电动机驱动，航天员操纵手柄驾车前进、后退、转弯和爬坡。车上有照相机、电视摄像机和各种测量仪器等，用于拍照和探测月球的物理特性。

1971年9月30日，阿波罗15号飞船登月，2名航天员驾驶月球车行驶了27.9千米。阿波罗16和17号携带的月球车分别行驶了27千米和35千米。

航天员驾驶月球车在月面上行驶自如

6艘“阿波罗”飞船的航天员在月球上一共停留了近280小时，足迹达100千米，带回岩石样品约385千克。这些均大大充实了人们对月球的认识。尤其是航天员在月球上钻取了3米深的月球岩芯，发现土壤多达57层，每层代表一次陨石冲击，还测量了月球内部发出的热流，从而结束了100多年来关于月球是冷还是热的争论……

另外，1985年科学家们通过对“阿波罗”号登月飞船的航天员带回的月球岩土样品的分析，证实了月球上存在一种非常有用的核能源氦3，这一发现给月球的研究和探测工作注入了巨大动力。

航天员在月面安放“阿波罗月面实验装置”

复杂的登月方案

整个阿波罗登月工程历时约11年，到1972年12月第6次登月成功结束，耗资255亿美元。在工程高峰时期，参加工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构，总人数超过30万，严格而科学地管理几十万人奋斗8年，实现登月工程，集中体现了现代科技的水平，推动了航天技术的迅速发展。其主要负责人是冯·布劳恩。

在肯尼迪航天中心，冯•布劳恩站在土星1号B运载火箭前

在实施过程中，登月方案的确定花了很长时间，直到1961年5月25日肯尼迪总统正式宣布美国将实施“阿波罗”登月计划时，美国航空航天局仍没有在登月方案上形成统一的意见，此后又经过了半年多的紧张研究和详细论证，才于1962年最终选定月球轨道对接法。

所谓月球轨道对接法就是将1艘载有3名航天员的飞船发射到月球轨道上。然后2名航天员乘登月舱在月面上降落，进行月面探险。另1名航天员仍留在指令舱中绕月球轨道飞行，并进行科学实验。返回时，在月面上的2名航天员启动登月舱的上升级发动机飞上月球轨道与指令舱交会对接。

2名航天员进入指令舱后，抛弃登月舱的上升级，脱离月球轨道返回地球。在再入大气层前，抛弃服务舱，仅指令舱在太平洋上溅落。这种方法的好处时只须在月面上降落小型登月舱，但在轨对接的成功与否直接决定了航天员的生命安全。

月面工作结束后航天员返回登月舱，进入上升级，上升级从登月舱上起飞，离开月球表面上升

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