50年前，宇航员登月之路步步惊心

1969年7月20日，“阿波罗11号”登月成功，人类的足迹首次踏上月球。50年前，科技远没有今天发达，宇航员靠什么飞到38万公里外，并在月球上安全着陆？科技日报记者调研了那些在“阿波罗”计划中用到的神奇装备，回顾那“步步惊心”的登月之路。

“土星5号”：

推力和运载能力巨大

为了把宇航员送上月球，美国国家航空航天局（NASA）专门研制了“土星5号”超重型运载火箭。“土星5号”高达110.6米，重量超过3000吨，近地轨道运载能力118吨，起飞推力达到3400吨，推力和运载能力仅次于因苏联解体未能量产的“能源号”运载火箭。

“土星5号”由“三级”组成。第一级称为S-IC，装备5个F-1火箭发动机，只燃烧2.5分钟，将搭载宇航员的“阿波罗”飞船送到大约61公里的高度。第二级称为S-II，由5台J-2发动机提供推力，在一级燃烧结束后立即开始工作大约6分钟，将飞船带到大约185公里的高度，进入宇宙空间。S-IVB是“土星5号”的第三级，其在任务过程中启动两次：第一次将飞船送入近地轨道，第二次则将其送入地月转移轨道。

“土星5号”由NASA马歇尔航天飞行中心主持研制，共发射了13次，除“阿波罗5号”和“阿波罗7号”之外，包括了从“阿波罗4号”到“阿波罗17号”的所有任务。最后一次发射是在1973年，将NASA的“天空实验室”空间站送入近地轨道。

控制与服务模块：

有时不靠谱 还能搞外交

“阿波罗”飞船由控制舱、服务舱和登月舱构成。其中控制舱和服务舱共同构成“控制与服务模块（CSM）”，将宇航员送到月球轨道再带回地球家园。

控制舱是宇航员太空飞行时的居住地，同时作为“返回舱”，在任务完成时搭载乘员再入大气层。该舱高3.9米，重5.5吨，能够容纳3人，内层材料为铝板，外层材料为铜焊不锈钢并涂有树脂隔热层，舱内装有控制面板和显示器，供宇航员驾驶飞船。

服务舱则像是一个直径3.9米，高7.5米的圆筒，发射时重达23吨。其内部包括推进系统、燃料存储罐、给燃料系统加压的氦气罐、燃料电池及氧气和氢气存储罐等部分。服务舱的作用，就是为飞船提供飞行的动力和能源等。

值得注意的是，作为“阿波罗”计划中和宇航员相处时间最长的航天器，CSM在“阿波罗”计划中的表现却最“不靠谱”。1967年1月，“阿波罗1号”发射前测试中，控制舱突发火灾，造成3名宇航员全部丧生。1970年4月，“阿波罗13号”在奔月过程中服务舱爆炸，3名宇航员在地面工程师的指挥下经过“险象环生”地自救才得以平安返回。

此外，CSM除了参与“阿波罗”计划，还“客串”过一次“太空外交官”。1975年7月，被人们称之为“阿波罗18号”的CSM与苏联的“联盟-19号”飞船在太空交会对接，象征着两个“超级大国”的太空握手。

登月舱：

在月球上起降 紧急时可避难

在发射阶段，登月舱置于CSM下方，二者由“航天器/登月舱适配器（SLA）”分开。到达月球轨道后，SLA脱离，“控制与服务模块”与登月舱对接，宇航员可由控制舱进入登月舱。

登月舱能够携带两名宇航员在月球上起降，其上段负责起飞，名为上升段，包括乘员舱、显示与控制系统、S波段雷达、推进系统、燃料罐以及氧气罐等部分。下段负责降落，名为下降段，除了存储宇航员在月球上所需的设备，还装有下降火箭发动机、起落架和燃料罐等。

登月舱降落在月球后，宇航员首先将调试上升段准备好“退路”。之后，他们才开始执行月面探测任务。通常情况下，宇航员在月面停留1—3天，从事收集岩石、开展实验、驾驶月球车、测试宇航服等工作。任务完成后，他们将返回乘员舱。上升段使用爆炸螺栓与下降段分离，起飞进入月球轨道，并与CSM交会对接。宇航员返回控制舱后，上升段将脱离，CSM随即开始“回家之旅”。

“阿波罗13号”遇险时，CSM能源系统受损，控制舱内失去氧气，宇航员只能将登月舱作为“避难所”，直至再入大气层前才返回控制舱。

更值得注意的是，SpaceX“猎鹰”火箭上使用的“灰背隼”系列发动机的针栓式喷注器技术，正是源于“阿波罗”计划中登月舱的下降发动机。（胡定坤）