神奇的月球飞船

神奇的月球飞船

人造卫星上天，要靠火箭来发射；人类遨游茫茫太空，需要乘坐速度极快的宇宙飞船。目前，人类登月靠的是神奇的月球飞船。可以说，月球飞船是目前人类登月的“天梯”。月球飞船也称“土星——阿波罗”。它由规模巨大的“土星5号”火箭和安装在其上的阿波罗宇宙飞船所组成。它是美国国家航空和宇航局专门为载人登月而研制的、可乘坐3人的特大型宇宙飞船。月球飞船的建造，是一项划时代的伟大工程。它是成千上万名科学家和工程技术人员辛勤工作的结晶。

按照选定的登月方案，通过计算得出，阿波罗宇宙飞船长18米、重45吨，它是美国继“水星”飞船和“双子座”飞船之后的第三代宇宙飞船，比以往制造的飞船都要复杂得多。由于阿波罗宇宙飞船在往返月球的漫长飞行中，要经受极高的温度、极大的压力和巨大的冲击，这就要求它必须坚固、耐高温和高压。为了确保阿波罗宇宙飞船能够胜任登月飞行，专家们设计飞船时，先制造阿波罗宇宙飞船的模型，然后把它放到模拟器中进行试验。模拟器可以产生与太空飞行过程中相似的条件。他们用一种称作“气枪”的设备来试验显示宇宙飞船重返地球大气层时可能会出现的情况，将宇宙飞船模型以每小时32000千米的速度射入一个圆筒状的管道中。在管道另一端喷射炽热的高温气体，对飞船模型产生巨大的压力和摩擦力与阿波罗宇宙飞船登月后重返大气层时的情况相类似。设计专家们经过反复多次实验，取得了足够的设计数据之后，就开始设计制造真正的阿波罗宇宙飞船了。

阿波罗宇宙飞船由指令舱、服务舱和登月舱三部分组成。在发射的时候还在指令舱上安装了紧急脱险用的火箭。

指令舱是三位宇航员登月飞行时居住的地方，设有宇宙飞船的全部操纵、制导等指令装置。

指令舱是圆锥形的，高为3.23米，底面直径是3.1米。发射的重量——包括3位宇航员的体重，大约为5.9吨。在飞行过程中，它要消耗掉燃料，返回地球的时候，它要丢掉辅助降落伞，着陆的时候指令舱的重量就只有5.3吨了。指令舱被分隔成前部机械室、乘员室和后部机械室三部分。圆锥形的尖端部分是前部机械室，装有返回地球时使用的降落伞。

乘员室是三位宇航员工作、居住和生活的地方：乘员室里有三个座位契合人体的靠椅，它制作得像沙发长椅那样舒适，中央的靠椅可以放下。左边和右边的靠椅下有寝台，寝台上备有睡袋，可供两位宇航员同时睡眠。壁上设有异常复杂的仪表板和仪器柜，柜子里放有许多种装备以及食物、水、衣服和处理废物的设备。乘员室的体积是10立方米，除各种装备设施占用外，可供宇航员自由利用的空间约为6立方米。

后部机械室在圆锥形船体的底部，室里装有姿势控制用的火箭燃料和氧化剂，以及为了把它们送出去而设的加压用的氦气箱、冰槽等。

在指令舱里有五扇窗子，两扇边窗，两扇会合窗和一扇舱门窗。边窗设在左右靠椅的旁边，供宇航员拍照和观察用。三角形的会合窗在左右靠椅的末端，指令舱驾驶员可以从这两扇窗子往外望，以操纵、控制设备把指令舱和登月舱会合并衔接起来。

指令舱外壳有内外两层，外层是由几层铜合金和不锈钢板做成的，内层是由几层钛合金板和铝合金板做成的，内外舱壁之间有蜂窝状的隔热层。内层是密封的，使乘员室里的氧气不会泄漏出来。

指令舱的外壳上有厚厚的一层合成树脂的耐热材料。耐热材料的厚度，底面部分约为7厘米，而在侧壁和舱头部分是2厘米，它的重量约为1.4吨。指令舱里装入1/3个大气压的纯氧，气温调节在24℃左右。

服务舱位于指令舱的下端，呈圆筒形，直径为3.9米，高为7.37米。在舱的下端装有在真空中可以产生9.3吨推力的火箭发动机。在飞行途中校正飞船轨道，在到达月球附近时逆喷射、减速，进人环绕月球轨道，或在脱离环绕月球轨道、返回地球的时候，都要使用这个火箭。在服务舱的外壁，带有4个十字形的姿势控制火箭。服务舱里装有供上述火箭使用的燃料、氧化剂、燃料电池和宇航员呼吸用的氧气等。总重5.2吨，空舱重25吨。

服务舱和指令舱的各种装置是按可以飞行14天的要求设计的，食物和氧气也按照可以供14天使用的数量装入。

登月舱是专门执行登月任务的。它有个奇怪的机身架，有4只细长、有关节的支脚，看上去像是一只活的大蜘蛛。因此也有人称它为“月球蜘蛛”。登月舱在发射阶段放在服务舱下面第三级火箭顶部的金属罩里。飞船进入奔月轨道以后，指令舱和服务舱与第三级火箭的顶部分离，旋转180°，指令舱的圆锥顶部对准登月舱，并且跟它对接。

指令舱和登月舱之间有直径80厘米的通道，通过这条通道，宇航员可以在指令舱和登月舱之间通行。

登月舱由上升段和下降段两部分组成，总高度为6.99米，4只底脚延伸时候的直径是9.45米。登月舱包括火箭的燃料重量为14.7吨，除掉后的重量是4.1吨。

登月舱的上升段设有乘员室，两位宇航员可利用的空间是4.5立方米，室内没有座位，宇航员只能站着操作，用带子松松地套着身子。在他们面前和两边设有向导、通讯、环绕和推进系统。在驾驶长位置的头上，左面是一个窗子，他可以从窗口望出去，将登月舱驶回，和指挥舱会合衔接。在宇航员的脚下是前门舱口，宇航员可以从这里离开登月舱。乘员室里充满了1/3个大气压的纯氧气，气温调节在24℃左右。登月舱的下降段装有登月舱向月面降落减速使用的逆喷射火箭，并备有火箭的燃料、氧化剂槽、水和氧气槽，还装有调查月面的科学仪器。下降段在上升段飞离月面的时候还起发射架的作用。当上升段升离月面后，它的下半截包括四个弹性支脚在内，再也用不着了，会永远留在月球上。

从“阿波罗11号”到“阿波罗14号”，登月舱里的氧气、水、电池等的数量都是按登月舱离开母船后可以活动48小时来设计的。扣除下降的时间和上升段飞离月面和母船对接的时间，乘坐登月舱的两名宇航员实际可以在月面停留的时间最多不过35小时。在“阿波罗15号”以后的宇宙飞船，由于设计上进行了改进，登月舱离开母船后的活动时间大幅度增加。“阿波罗15号”的登月舱离开母船后活动了78小时50分，其中66小时55分是在月面逗留的。

在阿波罗宇宙飞船发射的时候，指令舱的上端装有紧急脱险用的塔状发射脱险装置，也叫救生塔。如果发射时“土星5号”火箭发生故障，救生塔可以依照命令启动自身的火箭，将飞船与“土星5号”火箭拉开，把飞船射到海洋安全脱险。如果发射一切顺利，飞船便会将脱险装置抛弃，让它落入大海。救生塔的长度包括下端的燃料库和保护外壳约10米，重3.6吨。本体部分的直径是66厘米，保护外壳的下端部分的直径是1.2米。救生塔用的火箭使用固体推进剂。

科学家们还针对发射飞船的巨型火箭进行研究、设计和制造。据科学家们计算，要把大型阿波罗宇宙飞船送到月球上去，需要一枚足球场那么长的巨型超级火箭。它的推力要比以往推力最大的火箭还要大4倍多。这项艰巨任务由著名火箭专家布劳恩出任总设计师。他把这种火箭命名为“土星5号”火箭。

出身于德国的布劳恩博士，早年在德国佩内明德火箭中心从事V—2火箭的研制工作，二战后，辗转到美国，继续从事导弹、火箭的研究工作。他是美国宇航事业的关键人物，任美国国家宇航局马歇尔空间飞行中心主任。接受研制“土星5号”火箭的任务后，布劳恩和他的研究小组立即投入了紧张的设计工作中。

在“土星5号”火箭设计制造过程中，布劳恩及他的研究设计小组同制造厂商们一起，经历了无数次常人难以想象的挫折和失败的考验，但他们知难而进，不畏艰辛，终于如期完成了“土星5号”火箭的设计制造工作，为载人登月作出了不朽的贡献。

“土星5号”火箭是当时世界上推力最大的巨型超级液体燃料三级运载火箭。它高85米，直径10米，重2750吨，共有11台发动机，总推力达3400吨，可以把127吨重的卫星送上地球轨道。

“土星5号”火箭的第一级由波音公司制造，第二级由北美航空公司制造，第三级由道格拉斯飞机公司制造。

第一级火箭（s—1G）位于底部，是其中推力最大的也是引发最早的火箭。它高42米，用煤油和液态氧做推进剂〔里面装有4000桶容量（每桶容量200升）的煤油〕。若这些煤油用在大型喷气客机上，可以在美国旧金山和上海之间往返六次多；但是用在这个超巨型火箭上只够燃烧2.5分钟。第一级火箭由5台逻克迪纳F。型发动机推进，每台发动机推力是686.68吨，这一级总推力为3433.4吨。如此巨大的推力足以将月球飞船送入61千米高空，达到每秒2.73千米的速度。

第二级火箭（S—Ⅱ）位于第一级之上，是当时制造的最强大的氢燃料火箭。它高约25米，直径10米。它的燃料箱里装有l216964升的过度冷却的液态氢和39550升的液态氧。用5台逻克迪纳J一2型发动机推进，每台发动机推力达到102吨（总推力为510吨）。它燃烧大约6分钟，使月球飞船达到185千米的高空，达到每秒6.83千米的速度。

第三级火箭（s—IVB）也使用液态氢作燃料。它高17.9米，直径6.6米，携带286398升的液态氢和90920升的液态氧。它用一台逻克迪纳发动机推进，推力为102吨。

“土星5号”火箭顶部有个约90厘米高的部分，那是火箭的电子计算机。这台计算机发出信号将指令送到火箭的各级去，使发动机点火、停息和检查它们的操作情况。

为了建造和发射阿波罗飞船和“土星5号”火箭，美国从1963年4月起，开始在肯尼迪宇航中心建造了世界上最大的组装大楼。这座大楼高160米，长218米，宽158米，有一扇高140米的T字形大门，总占地面积30多公顷。工程历时2年，于1965年4月交付使用。

工作人员通过陆路和水路把月球飞船的各个部分运到组装大楼，在一个叫做“活动发射架”的钢起重架上装起了月球飞船。起重架有150米高，是一座有17层平台的高塔。工程人员在平台上把“土星5号”火箭和阿波罗宇宙飞船组装起来。

组装工作一结束，另外几百名工程师便立刻用计算机和其他电子仪器测试每一部分，直到每个器件都能正常地进行工作后，再着手把流动发射架连同月球飞船一起运送到发射场上去。这项工作非常艰难，活动发射架和月球飞船大约共重8000吨，并且还要在保持垂直和平稳的状况下运送。为此，工程师们专门设计了两台巨型履带式运输车。运输车长44米，宽38米，每台车上有半个足球场那么大的平台。专门为这种运输车修了一条宽阔坚实的水泥路，为了能承受巨大的重量，水泥路有两米多厚。运输车有18台强大的发动机，用8条履带向前移动。

巨大的吊车把流动发射架吊到运输车平台上。两辆运输车连在一起，在履带上缓慢地爬行。它们的重量竟使厚厚的水泥路下陷了3厘米。从装配大楼到发射场的距离只有5千米路程，运输车走了4个多小时。在发射场，月球飞船被竖立在巨大的混凝土发射台上。它的高度超过110米。

经过许许多多科学家和工程技术人员的艰辛的努力，月球飞船这个庞然大物巍然屹立在卡纳维拉尔角的发射台上，等待着起飞的命令。